香港现代货箱码头有限公司计划改装94 台RTG，以电力驱动取代柴油驱动。在充分比较国内港口“油改电”各种方案的优劣之后，他们选定了低架安全滑触线的供电方案。但该公司相邻两堆场的RTG 盲道间距大小不一，大多数间距严重不足，存在很大的安全隐患。基于此客观原因，码头要求设计的钢结构尽可能窄，同时需提供完善的大车防走偏保护及自动纠偏系统，在满足这些要求的前提下，RTG 转场操作必须可靠简便，实现真正的全自动操作。在参与竞标者提供的设计方案通过论证后，候选方案都按要求安装一小段测试线供码头自行测试。在经过几个月的不间断、不同操作者的实际测试后，法勒公司的VAHLE 新一代ERTG 方案被选定为*终方案。
1 新方案的基本原理
沿RTG 行驶轨道外侧架设滑触线供电线路和集电器小车轨道，在RTG上安装VAHLE专门设计的自动取电小车。当RTG准备转入堆场使用市电作业时，自动取电小车根据检测信号自动伸出，然后跟随大车的向前走动而使集电器平稳地进入滑触线内，此时发动机自动关闭，市电从滑触线输送到电动RTG，电动RTG沿滑触线移动，实现对整个箱区的工作覆盖，从而实行移动供电。当需转场到其他箱区作业时，电动RTG走到滑触线端部，通过自动取电臂控制系统，司机配合走大车切断市电与电动RTG 的联系，改由机载柴油发电机组驱动。转场完成后，工作动力再切换为市电供电。这样，电动RTG 既保留了可以转场作业的优点，又具备了轨道式场桥节能环保的优点。
VAHLE 新一代RTG供电方案的主要部件有模块化圆管系统、集电器小车、伸缩臂、安全型滑触线、控制和辅助器件等，见图1。
2 机械设计**点及其优点
2． 1 地面钢结构采用独特的模块化的圆管设计与采用槽钢结构相比，圆管设计有以下优点:
( 1) 槽钢受力不对称，侧向强度不高，而圆管在整个圆周方向都是对等的，从而使钢结构具有更好的抗变形能力，取电小车运行更加平顺。
( 2) 在设计参数相同的情况下，圆钢管设计更加轻型化，从而为用户节省投资。在RTG“油改电”项目中，钢材成本占很大一部分，采用圆管设计，可以使整个项目的钢材总用量大大降低。以2个200m背靠背堆场安装的“T”型钢结构为例，使用槽钢结构，总用钢量约为20 t，而采用VAHLE的圆管结构，钢材总用量约为15 t，降低20%以上。圆管系统采用国家标准的无缝圆钢管制造，规格为89×5×5 997，同时，向用户免费提供所有的设计图纸，以便于进行本地制造，从而进一步降低投资。
( 3) 整套钢结构由3 种部件组成的，即导入结构段、导出结构段及6 m机构分段。所有部件都在工厂预制好，在施工现场只需用标准连接件把这3种部件按顺序连接起来即可，节省宝贵的现场安装时间，降低堆场施工对码头作业的影响。
2． 2 滑线采用2+2的布置方式
与4 根并排的布置方式相比，可以额外多提供50 mm 安全距离供RTG行走，这让RTG在狭窄的盲道里行走多一份安全保障，同时也为RTG的现场保养或故障抢修提供更大的空间。
2． 3 圆钢管既是滑线安装支架的支撑杆，又是自动取电小车的行走轨道圆形设计有利于轮子导向，不必额外安装导向轮，使得集电器小车仅需要3个“DIABOLO”导向凹面轮( 同类集电器小车需12个轮子)。这既减少了故障的发生，又可以大大降低后期的维护成本。
2．4 VAHLE伸缩臂采用直汽缸进行伸出与缩进
与采用四边形原理进行伸出与缩进相比，动作更加平顺，对接成功率更高，避免了集电器小车在自动导入及导出过程中出现倾斜或位置偏差而导致事故发生，从而实现真正的全自动，这个过程不需要额外增加人员进行监控。两节伸缩臂设计及伸缩臂与集电小车之间采用锚接方式，允许RTG垂直方向位置偏差范围为±200mm，水平方向偏差范围为±300mm，前后偏差范围为±300mm。伸缩臂安装所需空间小，所需要的安装窗口仅为660mm×600mm，紧凑设计使得安装非常容易，可直接安装在RTG鞍梁下的空档位置而不需要拆掉原有的理货室或液压站，机械改造成本非常低。
3安全型滑触线
采用适用于港口设备的铝基不锈钢滑线，PVC－绝缘，防护等级为IP2X。*大连续电流:滑触线型号为U35/600AE时为1000A;滑触线型号为U35/230AE时为500A。*大电压:配绝缘吊夹时为690V;配特殊绝缘吊夹(型号为UIM)时为900V。
集电器可根据实际电流需求配置双头、三头或四头，每150m配置1个2．5m长的预制膨胀段，可根据现场工段要求对滑线进行分段。
4电气控制原理
在MTL改造项目中，采用一个集成触摸屏功能的PLC来控制自动臂的信号输入与动作控制，包括发动机起/停控制、供电方式切换、大车防撞保护及自动纠偏、信息显示等。新加装的系统只是通过电缆连接的方式与RTG进行几组必需的信号交换，保持RTG原有电控系统运行的独立性。具体如下:
自动取电臂所有的信号集中在其主控制箱里，通过电缆连接把信号接入新增加的IO模块里，从电气房敷设1根光缆到司机室，通过这根光缆使新增加的PLC(带触摸屏功能)与电气房IO模块进行通讯，在电气房通过电缆直接与RTGPLC进行信号交换，从而组成一套完整的控制系统。
4．1大车防走偏保护
大车防走偏系统能防止RTG碰撞到集装箱或钢结构，在发动机两侧的原有两个水平摇臂开关上面再安装两个水平摇臂开关(品牌均为Schmersal)。原有的两个开关用来检测保护桩，新安装的两个开关用来检测钢结构的下端圆钢管。所有的开关设定根据各自的参考物设定相同的距离并串入原有的急停回路中。
4．2自动纠偏
在大车两侧安装两个激光开关，用来检测RTG与钢结构之间的距离。当检测到RTG不在设定的安全工作区域时，系统自动触发相应的纠偏信号给主PLC。此信号是一个模拟量输出信号，是按照当前RTG行走速度、偏离距离、大车加减速时间等数据模型计算出的数值，通过RTG－PLC中一侧电机的速度反向给定，从而使RTG返回设定的安全工作区域。纠偏精度达到±10mm。除激光开关外，还可以采用内置于自动伸缩臂的角度编码器来检测大车的走偏角度，从而实现自动纠偏。
在这个改造项目中，RTG与地面钢结构之间的距离不是相同的，而RTG又不可能固定于一种类型场地进行作业，这就要求保护系统能兼顾不同的安全保护距离，同时，由于司机的经验不同，新司机可能要求设定更窄的安全距离以确保操作安全。为了更加方便现场人员根据实际需求设定保护距离，我们设计了专门的软件，可以很方便地读取当前两个开关的反馈位置，通过进入带密码保护的维修画面，按相应的增减按钮来设置大车的安全工作区域、报警区域及危险区域。报警区域代表此时安全距离过小，通过蜂鸣器、大车限速及整个屏幕黄色闪烁来提醒司机注意，当因某种原因RTG走偏进入设定的危险区域时，RTG在此方向禁止动作，司机只能反方向操作。
4．3 RTG防雷击保护
采用Dehn的SPD浪涌保护模块，根据标准EN61643－11具体分为3种保护形式:
(1)SPDType1用来防直接雷击电流，安装在传导外界的雷击电流的进线回路中(主进线回路)，它们承受所有的雷击电流。
(2)SPDType2用来吸收支路的浪涌电流。
(3)SPDType3用来降低对电子元件的损害，用于终端元件。
5结语
新一代RTG“油改电”方案优点突出。滑线的***德国法勒(VAHLE)可根据用户的实际情况，提供不同安装结构、不同转场技术(人工插拔或全自动牵引装置)、安全可靠的解决方案。
