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1、摘要
在油田的钻井、修井等的作业生产过程中，在井架的支撑作用下，能够通过相应的系统完成物体的起吊过程。但在实施过程中，会出现钢丝绳拉断的情况。由此，研制出了钢丝绳的防拉断装置。并通过在此过程中的试验使各项指标都达到了井田工人进行工作的技术要求。
在矿山竖井井筒建设过程中，各类设备的钢丝绳根据生产工艺要求，所悬吊设备会随着竖井的向下不断延深，根据施工工序需要会对其进行上、下移动调整。但在调整过程中，悬挂设备由于受力不均、擦挂井筒及其他设备设施，造成悬吊钢丝绳拉断事故；潼金项目部竖井工区在施工期间就发生两起模板钢丝绳拉断事故，事故发生后公司认真总结事故教训，发现两起事故主要原因是操作工在各岗位上操作失误，间接原因是稳车控制回路保护不全所造成。为了防止悬吊钢丝绳拉断事故再次发生，我公司技术人员开发了悬吊钢丝绳防拉断装置。该装置集成了拉力检测、拉力变送、显示、声光报警及过载停机技术。
2、稳车现有控制介绍
矿山竖井施工所用凿井稳车大部分都是利用，空气断路器加热继电器或者电机综合保护器进行保护电机，而凿井稳车所使用的钢丝绳主要是加强点巡检，利用人工目测或者钢丝绳测试仪进行勤检查，减少钢丝绳断裂故障，根本无法起到保护超过钢丝绳最大破力断力所造成的事故。潼金项目部竖井工区两次拉断模板稳车钢丝绳事故，都是超过了钢丝绳最大破断力而造成的断绳。我公司所设计开发的钢丝绳防拉断保护装置是根据，该台稳车钢丝绳在正常运行时实际承受拉力结合该根钢丝绳最大破断力进行保护。
3、钢丝绳防拉断装置工作原理
钢丝绳防拉断装置由监测、变送、显示、控制等单元组成。工作原理：首先是监测单元监测到钢丝绳拉力大小，变送单元将拉力转变成电流、电压信号（1-10V、0-24mA），显示单元通过电压、电流信号大小显示对应的拉力大小，控制单元根据拉力的大小执行报警或者停机信号。
图2 钢丝绳防拉断装置安装示意图
1.悬吊钢丝绳 2.旁压式张力传感器 3.安装支架 4.井架二层工作平台 5.屏蔽电缆 6.智能显示控制仪表 7.控制电缆 8.报警器 9.稳车电机
钢丝绳防拉断装置，其传感器承载力的大小应选择比悬吊物体和钢丝绳总重量大，且与钢丝绳直径配套的。该方案使用旁压式张力传感器，传感器为双孔剪切梁结构，将其直接安装在井架工作二层平台以上的悬吊钢丝绳上，当钢丝绳上提或下放受到不同拉力时，力会通过导向压板作用于传感器上。为了便于操作人员及时有效掌握钢丝绳的受力情况，将智能显示控制仪装设在凿井绞车控制台上，每个传感器设置了两道保护，先是在钢丝绳拉力达到某一设定值时，声光报警启动，可警示操作人员注意每根钢丝绳受力情况；再设定另一组数值，当钢丝绳拉力达到该设定值时，自动切断该凿井绞车上的启动电源，安全有效的保护钢丝绳的拉力不超过破断拉力。
5、钢丝绳防拉断装置保护定值设定
钢丝绳防拉断装置安装完毕通电后，显示仪表显示所悬吊设备当前实际重量。记录提升、下降时显示的重量，算出钢丝绳最大破断拉力。按所记录钢丝绳在悬吊设备运行时的重量值120%左右设定报警值，150%左右设定稳车保号停机值。具体计算公式分别如下：
钢丝绳破断力计算公式：F0=D2×K×R0÷1000
F0：钢丝绳最小拉破力 D2：钢丝绳直径平方 K：莫一指定结构钢丝绳最小破断拉力系数（可查钢丝绳破断拉力表） R0：钢丝绳公称抗拉强度（可查钢丝绳破断拉力表）
如：潼金竖井模板钢丝绳直径为30，按公式算出钢丝绳最大拉破力为50吨左右，实测钢丝绳悬吊设备运行时是6吨；那报警值按实测值120%左右设定为8吨，稳车停机值按实测值150%左右设定为10吨，远小于钢丝绳破断拉力，处于钢丝绳安全使用范围内。
钢丝绳防拉断保护装置的应用，大大提高了钢丝绳在使用过程中的安全保障。张力传感器是安装于钢丝绳上，测量钢丝绳的张力。市场该类型的传感器较多、主要安装方式不同，分为旁压式张力传感器与三滑轮式传感器。旁压式张力传感器是固定于钢丝绳上，属于死连接，适合钢丝绳和传感器无相对活动的场合，该传感器在矿井施工模板钢丝绳使用过程中需要反复拆装；模板下放时还需设专人看护，但价格便宜。而三滑轮式传感器适合钢丝绳无固定端，钢丝绳是在传感器上、下运动的，且无需进行反复拆装和专人看护，价格相对旁压式张力传感器昂贵，可以使用在矿井施工中任何钢丝绳。
参考文献：
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论文作者:欧阳辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
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