“DXB-1”起重机滑触线保护装置

1 概述

门式起重机采用架空滑触线供电，具有运行经济、维护方便、使用寿命长，且不占用起重机有效作业场地等优点，因此得到普遍运用；但其*大的缺点是断线时对起重机作业区内外的人员、货物、设备的安全会造成极大的危害。 为此，铁道部各有关部门从管理上提出了相应的安全防范要求。 如上海铁路局将滑触线安装断线安全保护装置列为起重机安全管理的“硬八件”之一。

多年来，各地推出了一些滑触线断线安全保护装置，但大都存在着技术陈旧、保护功能不完善，甚至装置自身工作及保护不可靠等问题。为此，我们经过近一年时间的调研、试制、改进，于1995年成功地研制出一种集供电线路缺相、断线、相地短路及相间短路为一体的多功能保护装置－－“DXB－1”起重机滑触线安全保护装置。同年9月起该装置在福建、广东两地的铁路货场和海运码头安装了16台套，运行至今，对起重机供电线路的各种故障保护灵敏可靠，并显示出其自身工作稳定、使用寿命长等特点，得到用户一致的好评。 该装置于1997年6月23日通过了福州铁路分局的科技成果验收鉴定。经过福建省科技信息服务中心检索，该项目技术目前处于国内先进水平。

2 装置工作原理

装置由电源开关、主机和终端检测网络三部分组成（ 见原理框图） 。

检测网络接在电源滑触线 W1、W2、W3 的末端，用于检测前端的滑触线及供电电源的运行情况。 网络将检测到的信号以电压的形式送往主机，经由信号比较器与基准值比较，筛选出相关的、溢出阈值的信号送入积分鉴别电路。当鉴别出故障信号后，送至脉冲形成电路产生脉冲，开启伺服电源，启动各功能机构，迅速断开电源开关，并声光报警，达到对滑触线及供电线路的安全保护之目的。

2.1 终端检测网络

终端检测网络担负着前方滑触线、供电线路及设备的故障信号采集和发送，同时也承受着各种操作过电压的冲击。 其中*为严重的是起重机运行中电源突然跳闸，其瞬态电压对检测网络器件的安全是个极大的危害。因此，网络中采取了电压缓冲、浪涌吸收和温度补偿等措施。 经各地运行实践证明，检测网络的使用寿命，连续工作的稳定性、可靠性均获得良好的效果。

终端检测网络所采集的信号，包含了故障信号和各种干扰信号，如带感性负载操作开关的瞬态干扰，临近27.5kV 电力机车接触网的射频干扰和某些起重设备自身采用串级调速系统所产生的电源污染干扰等。 这些复杂的信号均通过 P 线完整地送往主机。

2.2 主机

主机由 L1～3／P 比较器、N ／P 比较器、信号积分鉴别脉冲、伺服电源、功率放大、执行机构、声光报警等单元电路组成。 检测网络通过 P 线送来的各种复杂信号，由 L1～3／P 比较器、N ／P比较器及积分鉴别电路进行处理，确认故障后产生脉冲，开启伺服电源，并由执行机构切断电源控制开关，同时声光报警。

（1） L1～3／P 比较器与积分鉴别电路 

L1～3／P 比较器与积分鉴别电路的功能是对 P 线的各种复杂信号进行筛选、鉴别、过滤和选通。由于干扰信号均为非正弦电压，而故障信号为正弦电压，L1～3／P 比较器则把外来电压信号与三相电源电压进行波形、幅值及相位等的比较，筛选出相同频率且溢出阈值的正弦电压信号送入积分鉴别电路，通过积分再将各开关合闸时触头闭合的非一致性产生的假象信号滤除，选出确切的故障信号送入脉冲电路，触发产生脉冲，实现对伺服电源及各执行机构的信号总控制。

（2） N ／P 比较器与积分鉴别电路

N ／P 比较器以大地为参考点，监视着检测网络及信号传输 P 线的工作情况。 正常工作状态时，检测网络的稳态电压信号通过 P 线送入N ／P 比较器，并维持 N ／P 比较器的平衡。 当检测网络因器件等原因失去检测功能或 P 线失去 传输能力（ 如断线或接点接触**等） 时，N ／P 比较器失去平衡，电路翻转，信号输入到积分电路，经积分鉴别，排除假象干扰，将终端检测网络及信号传输 P 线的故障信号送入脉冲形成电路，产生总控制信号。

（3） 伺服电源及其它

为提高装置工作的稳定可靠和器件的运行寿命，主机电路引入了伺服电源，它由脉冲形成电路的**个脉冲启动后，送往功率放大、执行机构和声光报警电路。 当脉冲形成电路的**个脉冲到达功率放大电路后，经放大而推动执行机构，使之切断电源开关的控制回路而中断滑触线供电，同时声光报警，达到滑触线安全保护的目的。

3 功能与参数

本装置对保护区段内的供电线路具有缺相、断线、相地短路、相间短路等安全保护功能，并具有运行自检功能和故障记忆功能。 各主要保护功能的动作响应时间经福建省中检所检测的数据如下表：

4 适用范围

“DXB－1”起重机滑触线保护装置适用于中性点接地的交流三相制供电系统的线路区段保护。

电源频率：50～60Hz

电源电压：（70％～110％）380V

额定电流：250～1000A

海拔高度：＜2000m

环境温度：－40～＋55℃

相对湿度：40℃达98％

大气压力：86～106kPa

5 结束语

根据福建省中检所的检测和福州铁路分局科技成果验收鉴定，以及大范围用户的反馈意见证明，该装置技术先进，运行稳定，保护功能可靠，使用寿命长，是起重机电源滑触线等供电线路的缺相、断线、相地短路、相间短路等故障安全保护的理想装置。