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岸桥起重机供电卷筒电缆扭曲变形解决方案

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2019-06-21 10:18:29    点击数:-   【

案例:我司岸桥采用的是10kV高压供电,通过磁滞式电缆卷筒上机,随着设备大车左右运行,收、放电缆给机上提供动力。然而,设备在运行后不久,出现了供电电缆扭曲,现象如麻花状,扭曲长度 60m左右。造成电缆张紧保护装置频繁动作,给生产带来困扰,同时电缆变形存在着严重的用电安全隐患,如不能有效根本的解决, 将会给公司造成较大的损失。

1、原因分析
  首先了解一下磁滞式电缆卷筒,其驱动装置由电动机、磁滞式联轴器、行星减速箱、主减速箱、集电器和电缆卷盘组成。利用磁力耦合原理保证了电缆卷盘收放电缆的速度始终与移动式电气设备同步。电缆卷筒工作时,电动机始终向收缆方向旋转,当移动电气设备朝供电电源点远离方向行走时,通过对电缆拖拽克服磁滞联轴器上磁场扭矩,使磁滞联轴器内部水久磁钢与感应盘之间磁场产生滑差,将卷盘上的电缆放下,由于磁力耦合的作用,保证了放缆过程中电缆始终处于张紧状态;当移动设备朝供电电源点运行时,电缆卷筒朝设定的卷取方向旋转而收缆。
   在最初出现电缆扭曲时,认为可能引起的原因为:(1)电缆卷筒磁滞力矩力太大,设备上匹配的3个磁滞头出力不均。(2)安装电缆时没有严格按规范操作,使电缆内部已产生扭曲力。采取以下解决方案,首先对电缆做了一次安全测试,实测导线电阻分别为:红芯0.758Ω/km;蓝芯0.759Q/km;白芯0.759Q/km,绝缘电阻在30s内通过5000V播表为无穷大,三相平衡,数据均在出厂安全范围内,此电缆安全可继续使用。接着将扭曲电缆部分切除30m重新做高压头继续使用,并将电缆从电缆卷盘上汇出,释放安装过程中的扭力。同时调整3个磁滞头力矩,使其达到平衡出力。然而在使用过程中发现此扭曲现象没有改善,还在继续发展。
   通过现场的跟踪观察,电缆在放电缆过程中,受力状态如图1 所示,电缆从导缆架到电缆槽的接触点有7m长,绷得很直受力大:在收电缆时电缆从导缆架到电缆槽的接触点只有3m长,电缆成弧线型。
   此时调小力矩,卷盘在收电缆过半时就无法继续,放电缆时, 同样出现电缆绷直的情况,可见并不是磁滞力矩导致的此问题。如此大的力是哪里产生的呢?在导缆架处用手向下扯电缆,3个人用力勉强扯动:换到卷筒处直接搬动电缆盘放电缆,2个人都相对轻松,可见问题出在电缆的出线方式上。此时电缆在过渡架与电缆卷盘采用反向盘绕方式进出。
   这样的盘绕方式,大大增加了电缆的摩擦阻力和不必要的弯曲次数。同时,由于电缆扭曲已将卷盘间隙进一步撑大,电缆在盘 绕时互相挤压,造成电缆之间,电缆和卷盘之间相互产生大的摩擦力。因此,我认为电缆的弯曲摩擦力、电缆与卷盘的摩擦力以及要克服的磁滞力这几种力的综合作用,是导致电缆在收、放过程时受 力过大的原因。
   分析裁下的扭曲电缆断面,发现其内部3根25mm2导线已偏 向16mm2导线,绝缘层出现厚度不均的情况,很明显是受力所致。因此,此电缆规格3×25mm2+1×16mm2的高压电 缆是不适用于磁滞式电缆卷筒的。
   2、解决指施
 通过以上原因分析,提出整体解决电缆扭曲的方案。
   方案1:采用交流变频电缆卷筒,可以实现恒张力控制,它是用增量型编码器实现速度闭环,以达到最佳的电机转矩控制,电机的力矩是根据设备相对高压电缆接线坑的位置距离、大车的行走速 度、方向,通过控制系统计算而给定的,可以随设备正反方向和行进速度的变化而收缆或放缆,始终保持电缆张紧不松弛。因它的放缆是电机反转来完成,不需要通过电缆的拖拽,电缆不会受到大的拉力,无疑是较好的解决方案。但改动大,硬件上几乎要全部更换, 软件上还要在PLC程序中做控制程序,需变频器控制柜,整体价格 高,更换周期长。

方案2:在原有的磁滞电缆卷筒的基础上实施。 (1)更换扭曲电缆,采用规格为3×25mm2+3×8mm2的高压 电缆,如图5所示,使电缆在受力时受力面均衡。

江苏快三开奖结果 (2)更换变形的电缆卷盘,根据电缆外径,开档留出5~10mm 左右间隙。

(3)改变磁滞电机的单向轴承方向,变更电缆缠绕方式;降低过渡架高度,改变电缆受力方向,并保证与电缆盘的对中度。

3、实施

最后,经过多方分析,考虑到价格因素和生产安排的停机时 间,决定按方案2进行实施。同时调整导缆架中心确保与码头电缆槽中心对正,调整电缆防风管上下出口处的导向轮与导缆架、过渡架的中心,充分保证了电缆在收放过程中不与机构摩擦。

4、结语

(1)电缆扭曲的主要原因为电缆选型错误,3×25mm2+1×16mm2 这种结构形式电缆不适用于磁滞式电缆卷筒;

(2)电缆盘绕方式不当造成电缆受力大是电缆扭曲的直接原因;

(3)自改造运行以来,再无出现电缆扭曲现象,取得了非常好的效果。

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