淺談滑觸線故障原因

1 概述

邯鋼原料場共有16 臺堆、 取料大車, 由 9 條安全滑觸線供電。 滑觸線( 以下簡稱滑線) 采用 JDCHD- 1250 型 安 全 滑 線 。 其 中 一 條 滑 線 的 長 度 為540 m, 有 16 組伸縮節; 三條長度為 500 m, 有 8 組伸縮節; 三條長度 492 m, 7 組伸縮節; 兩條長度540 m, 8 組伸縮節。 滑線安裝后運行至今出現過以下類型的故障:

① 滑線向上或左右弓起;
② 滑線整體串動;
③ 集電器從滑線中脫落引起單相接地、 相間短路等;
④ 滑線導電體上有不均勻的電弧燒損的凹凸坑;
⑤ 集電器電刷磨損快, 表面有顆粒狀凹凸坑, 側面有擦痕;
⑥ 滑線絕緣護套頂部、 側面有堆、 取料大車堆取料時掉下的塊狀料砸傷的 “ 洞", 造成滑線絕緣損壞;
⑦ 滑線兩側面有滑痕等等。根據多年來的運行經驗以及對日常維護、 故障處理的分析、 研究, 現將滑觸線故障原因分析總結如下。

2 安裝季節與伸縮節間隙的調整問題

原料場的 9 條滑線是經歷三年多時間陸續安裝的。 第一條滑線是在 1998 年 12 月份安裝的, 有16 組伸縮節; 第二年 8 月份開始安裝第二條滑線,有 8 組伸縮節; 隨后在一年多的時間內陸續安裝了其它 7 條滑線。 在安裝后的三個月內滑線運行平穩, 一般不會發生故障, 但每逢冬夏更替, 滑線就出現嚴重的故障。 冬季安裝的滑線到夏季后明顯向上或 左 右 弓 起 , 集 電 器 不 能 在“ U"形 導 軌 內 良 好 滑動, 脫離滑線導軌, 拉壞滑線及固定支架。 夏季安裝的到冬季后出現滑線收縮, 在伸縮節處形成不正常的過大間隙, 不僅容易造成滑線串動, 還容易刮壞集電器, 而 4~5 月安裝的滑線沒有出現上述故障。因此, 滑線安裝必須考慮季節, 一般來說 4~5 月安裝比較合適, 但需要合理調整滑線伸縮節的間隙( 20 mm 為宜) 。
3 安裝滑線存在的問題
3.1 原料場的堆、 取料大車的滑線安裝在大車下面相應皮帶機的機架上, 沒有獨立的安裝基礎, 集電器安裝在堆、 取料大車上的固定支架上。 由于皮帶起停時產生的猛烈的拉漲力, 皮帶上的料量不均勻等, 造成皮帶支架無固定頻率、 振幅的隨機振動,滑線也隨之振動。 這種振動造成集電器與滑線接觸不良, 嚴重時使集電器與滑線之間產生強烈電弧造成集電器電刷表面和滑線導電體由于電弧燒損形成不均勻的凹凸坑。
3.2 滑線的角鋼支架固定在幾乎不沉降的皮帶機架上, 其中 14 臺堆、 取料大車道軌道床為道渣基礎 , 容 易 出 現 不 均 勻 沉 降 , 導 致 堆 、 取 料 大 車 中 心水平偏移最大達到±200 mm 以上, 垂直偏移最大達到±100 mm 以上, 遠遠超過集電器水平活動范圍±50 mm 和垂直活動范圍±50 mm, 由此導致集電器與滑線不能對中。 另外的兩臺滾筒取料機共用一對混凝土基礎, 幾乎不沉降, 與道渣基礎相比效果要好得多。
3.3 滑線的水平度、 直線度未達標, 固定卡松動或損壞后不再安裝固定卡, 吊掛夾損壞后未及時更換, 造成滑觸線整段或局部串動和擺動。 經測定540 m 長 滑 線 左 右 擺 動 達 到 100 mm, 串 動 達 到200 mm 以上。
3.4 大車上用于固定集電器支架的 120 mm 槽鋼較小, 強度不夠, 長度過大, 槽鋼扭曲變形; 集電器支架長度 過 長 ( 超 過 700 mm, 方 鋼 僅 為 25 mm 的Q235 普碳鋼) , 強度較小, 支架末端易撓曲而不平直, 容易導致集電器之間不平行。 地面皮帶上用于固定滑線的角鋼支架長度較大 ( 大于 850 mm) , 角鋼支架易被掛壞或外側向下傾斜, 影響滑線的水平度和直線度。
3.5 由于滑線直線段不達標, 滑線伸縮節不能自由伸縮。 滑線的熱脹冷縮*依靠滑線的伸縮節來調整, 它是由長 190 mm 滑線、 導向板、 兩個長 180mm 連接器和連接導線組成, 見圖 1。 其伸縮間隙是在 190 mm 滑 線 的 兩 端 ( 每 個 間 隙 為 20 mm, 但 總有效伸縮間隙只有 20 mm) 。 由于可調螺栓 ( 由螺栓和反力彈簧組成) 加在導向板上的壓力不均, 加上集電器的側壓力會使伸縮節移向一側, 從而導致另一側的間隙超過規定的 40 mm, 并有可能導致連接導線承受拉力; 集電器通過時會有“ 卡滯"現象,有可能從滑線“ U"槽內“ 蹦"出 來 造 成 接 地 或 短 路故障。

3.6 第一條滑線伸縮節設置不合理, 數量過多。 第一條滑線安裝時, 過分考慮溫差, 每 66 m( 11 節滑線) 設置 2 組伸縮節。 在滑線運行中由于伸縮節過多, 固定夾效果不是很好, 滑線串動比較明顯。 以后安裝的滑線吸取了第一的經驗教訓, 每 66 m 設置一組伸縮節, 運行效果好于第一條。
4 環境因素
4.1 季節溫差、 晝夜溫差大由于滑距離地面高度小于 600 mm, 地面上常年鋪有皮帶上掉下的各種物料, 導致夏季中午滑線處的溫度超過 50℃以上, 滑線處晝夜溫差達到26℃以上,導致滑線每天的熱脹冷縮變化大( 每 50m 調節距離為 30.5 mm) , 滑線難以適應頻繁的熱脹冷縮。 季節溫差大影響到伸縮節的合理設置。
4.2 堆取料大車掉料砸傷滑線問題堆、 取料大車在運行中, 不可避免地從臂皮帶上掉料, 尤其在堆、 取 高 爐 雜 料 ( 塊 礦 、 球 團 等 ) 時尤為明顯, 常有直徑大于 40 mm 塊礦或凍塊從離地面近十米高的臂皮帶上掉下來, 砸在滑線上, 造成滑線絕緣損壞。
4.3 集電器電刷上積料堆、 取料大車臂皮帶上掉下含有水分的易導電物料( 精粉、 南非分、 煤粉、 堿性的灰石粉、 焦粉等)在風力的作用下, 經常聚集在集電器電刷與其外殼之 間 , 發 生 漏 電 發 熱 現 象 ( 曾 多 次 在 集 電器 處“ 著火") , 損壞滑線絕緣, 并有可能導致集電器從滑線“ U"槽內擠出來。
5 其它因素原料場的堆、 取料大車走行非常頻繁, 堆、 取料大車作業可分為正常堆取料和快速調車兩種形式。
5.1 取料機取料時前進速度非常小, 通常小于 5m/h, 但非常頻繁; 取料時, 由于大車的振動加上皮帶架子的振動, 集電器與滑線之間接觸不良, 滑線導電部分和電刷之間容易被電弧損傷, 接觸更加不良, 越容易形成電弧損傷, 形成惡性循環。
5.2 生產工藝要求堆、 取料大車調車盡可能的快,調 車 時 速 達 到 30 m/min, 堆 、 取 料 的 大 車 不 僅“ 跑偏"比較明顯, 而且振動大造成接觸不良幾率大大增加。
5.3 堆料機走行堆料速度相對較低, 在 7 m/min至 30 m/min 之間, 一般不超過 15 m/min, 但走形距離較短, 大車換向時沖擊較大。
6 解決措施
6.1 滑線盡可能采用獨立的安裝基礎, 避免皮帶架子的振動傳到滑線上。 原料場 14 臺堆、 取料大車采用道渣基礎, 安裝位置受到限制, 不可能采用獨立安裝基礎; 原料場另外兩臺滾筒取料機采用混凝土基礎, 受安裝位置限制, 也未采用獨立安裝基礎, 但效果明顯好于前者, 因此規劃中的新區原料場明確要求堆、 取料大車采用混凝土基礎、 滑線采用獨立安裝基礎。 堆、 取料大車上的固定支架至少選用 200 mm 以上的槽鋼, 集電器支架采用 35 mm高強度方鋼, 并合理調整槽鋼的安裝位置, 使集電器支架長度盡可能的短( 目前原料場的滑線支架長度已小于 600 mm) 。
6.2 及時調整伸縮節。 每年的 5 月初、 11 月初都要對滑線全面人工串位調整。 調整內容包括水平度 、 直 線 度 、 伸 縮 節 的 間 隙 等 ; 伸 縮 節 間 隙 統 一 調整為 20mm, 并對伸縮節固定螺栓的松緊度作統一

規定。 及時更換損壞的固定夾以保證滑線的固定

,避免滑線串動。
6.3 滑線上方加蓋倒“ V"型的防護蓋, 防止堆、 取料時掉料砸傷滑線, 并起到防雨的作用, 還有助于降低滑線的晝夜溫差。
6.4 堆、 取料大車的滑線集電器彈簧的壓力調整為 正 常 的 1.3～1.5 倍 , 以 加 強 集 電 器 與 滑 線 的 接

觸。 電刷磨損超過規定的標準后及時更換

, 避免接觸不良造成電弧損傷及拉壞集電器和滑線。 集電器支架安裝時, 在集電器的支架底座下側與大車上的槽鋼支架之間墊上一個 2 mm 后的墊片, 使集電器與槽鋼形成一個小于 10 度的角度, 保證集電器與滑線良好接觸。
6.5 合理優化生產工藝, 盡可能減少調車次數。
6.6 加強維護保養工作。 每天下午 2~4 點, 巡視檢查滑線有無弓起、 集電器是否變形損壞、 吊掛夾固定夾完好情況等; 每周一次檢查滑線和連接盒是否串位、 伸縮節間隙變化情況等; 每月檢查滑線并對伸縮節局部調整; 每年堆取料大車的道床基礎調整后要隨之同步調整滑線。
7 結束語

采用上述措施后

, 原料場的滑線故障率降為原來的三分之一, 為原料場的卸料、 堆料、 取料、 配料等提供可靠的保障, 確保高爐和燒結正常運行。