岸边集装箱起重机的电气工艺研究

摘要：本文通过对电气布线、设备安装、接地与防雷系统等关键工艺环节的深入剖析，探讨了各环节的技术要求、操作规范以及常见问题的解决方法，优化电气工艺可有效降低故障发生率、提高能源利用效率对保障岸边集装箱起重机的高效稳定运行具有重要意义，本文提出了电气工艺的发展趋势与改进方向，希望能为相关领域的研究和工程实践提供有价值的参考。

关键词：岸边集装箱起重机；电气工艺；机电缆敷设；电气设备安装

随着现代科技的快速发展，岸桥上的机电设备也在不断增加，各种 CCTV、限位、传感器、 OCR等辅助设备也在不断的投入使用，其建设过程中所涉及的要素很多，要求各建设单位协调合作，是一项非常复杂的系统工作。岸桥的品质取决于电器设备的安装位置是否合理、管线的布置是否可维修、线缆的布局是否美观，良好的电气技术设计可以有效地缩短作业时间、减少作业难度、降低作业成本。

 一、岸边集装箱起重机电气系统概述

（一）岸边集装箱起重机的结构与工作原理

从结构上看，岸边集装箱起重机主要由桥架、小车、起升机构等部分组成，桥架横跨在码头与船舶之间为整个起重机提供支撑和运行轨道，小车则沿着桥架上的轨道移动，负责在水平方向上搬运集装箱，起升机构用于实现集装箱的垂直升降。当船舶停靠码头后起重机通过起升机构将集装箱从船上吊起，然后小车沿着桥架移动至码头指定位置，最后起升机构将集装箱放下，完成一次装卸作业[1]。

表1 起重机技术参数表

（二）电气系统的特点与要求

岸边集装箱起重机的电气系统具有负载变化大、工作环境恶劣等特点，在装卸过程中起重机的负载会随着集装箱的重量和起升高度而发生显著变化，对电气系统的适应性提出了很高要求，同时港口环境通常存在高温、高湿、强风、盐雾等恶劣条件，容易对电气设备造成腐蚀和损坏，因此电气系统在安全可靠和高效方面有着严格要求。

（三）电气设备的配置与布局

在配置方面要根据起重机的结构和工作流程合理安排电气设备的数量和容量，在电源系统中要根据不同机构的功率需求进行合理分配，避免出现过载现象。在布局上要考虑设备的安装、维护和检修方便，电气设备应安装在干燥、通风良好的位置，避免受到水、灰尘和腐蚀性气体的影响，同时要合理规划电缆的敷设路径，减少电缆的长度和交叉降低电磁干扰。对于PLC控制柜、变频器柜等重要的设备应设置专门的防护措施以确保其安全运行，还要考虑设备之间的间距和操作空间，方便操作人员进行日常维护和检修工作[2]。

二、岸边集装箱起重机电气布线与安装工艺

（一）电缆敷设工艺

电缆敷设前要依据起重机的设计要求和实际工况精准选择电缆规格，对于起升机构的动力电缆，考虑到其高功率、频繁启停的特点，通常会选用截面积不小于 95mm² 的铜芯电缆，同时对电缆进行严格的外观检查和绝缘测试，绝缘电阻值应不低于 10MΩ，只有测试合格的电缆才能投入使用[3]。电缆敷设方式的选择需因地制宜，在桥架敷设时桥架的安装要水平度偏差不超过 5mm/m，垂直度偏差不超过 10mm，电缆在桥架内要分层排列，不同电压等级、不同用途的电缆应分开敷设，层间距离不小于 100mm以减少电磁干扰。对于电缆沟敷设，电缆沟的深度应不小于 800mm，宽度根据电缆数量合理确定，一般每排电缆间距不小于 50mm，电缆在沟内要排列整齐，每隔 1 - 1.5m 进行固定防止电缆移动和相互挤压。穿管敷设方面，选择的保护管管径要比电缆外径大 1.5 - 2 倍以保证电缆能够顺利穿入，电缆穿管时要在管内预先穿入牵引绳，牵引速度不宜过快，一般控制在 15m/min 以内避免电缆受损。电缆敷设完成后要进行妥善的固定和标识，电缆的固定间距水平方向不超过 1m，垂直方向不超过 1.5m，在电缆的两端和中间位置设置清晰的标识牌，标明电缆的型号、规格、起点和终点等信息，方便日后的维护和管理。

表2 岸边集装箱起重机电缆敷设方式优缺点及适用场景总结表

（二）电气设备安装工艺

在进行电气设备安装前需对安装基础进行严格检查，基础的水平度误差应控制在每米不超过 2mm，全长不超过 5mm，基础的尺寸偏差不得超过±5mm，预留孔的位置和尺寸也要符合设计要求，偏差不超过±3mm。电动机的安装首先要保证电动机与减速机的同轴度，径向偏差应不大于 0.05mm，轴向倾斜度不超过 0.2/1000，安装时使用百分表进行精确测量和调整。安装完成后用手盘动电机转子应转动灵活无卡阻现象，电机的接线必须牢固，相序正确，绝缘电阻应不低于 0.5MΩ，同时要安装好电机的散热风扇和防护装置确保电机在运行过程中能有效散热，避免因过热损坏[4]。

控制柜的安装需保证其垂直，垂直度偏差不超过 1.5‰，内部电器元件布局要合理，间距符合设计要求，一般相邻元件间距不小于 50mm以利于散热和检修。布线应整齐有序遵循横平竖直原则，导线弯曲半径不小于导线外径的 3 倍，每个接线端子的导线连接数量不超过 2 根且要拧紧螺母确保接触电阻不超过规定值。变压器安装时要水平放置，倾斜度不超过 1%，其接地电阻应不大于 4Ω，需使用专业的接地电阻测试仪进行测量，安装过程中要注意变压器的通风散热，周围应留有不小于 600mm 的空间，变压器的油位要在正常范围内，油温、绕组温度等监测装置要安装正确且运行正常[5]。传感器安装误差不超过±2mm，重量传感器要安装在起重机的关键受力部位且安装牢固，安装完成后要进行调试和校准。

（三）接地与防雷系统安装

接地系统的主要作用是为故障电流提供低阻抗通路，防止电气设备外壳带电对人员造成伤害，接地极的安装一般采用镀锌钢管或角钢作为接地极，其长度不应小于 2.5m，直径不小于 50mm，接地极应垂直打入地下，间距不小于 5m，接地极的埋设深度不应小于 0.8m，顶部距离地面应不小于 0.6m。接地母线通常采用扁钢或圆钢，扁钢的厚度不应小于 4mm，截面积不小于 100mm²；圆钢的直径不应小于 8mm。接地母线应与接地极可靠连接，连接方式可采用焊接或螺栓连接，焊接时焊接长度应符合要求，扁钢的焊接长度为其宽度的 2 倍以上且至少有三个棱边焊接；圆钢的焊接长度为其直径的 6 倍以上。采用螺栓连接时应使用防松垫片确保连接牢固，接地电阻不大于 4Ω。电气设备的金属外壳、电缆桥架、金属支架等都应与接地系统可靠连接，连接导线的截面积应根据设备的容量和可能产生的故障电流大小来确定，一般不小于 6mm²，对于移动部件应采用软铜编织线进行接地连接以保证在设备运行过程中接地的连续性。

岸边集装箱起重机通常处于露天环境，容易遭受雷击，避雷针应安装在起重机的最高点，避雷针的高度应根据起重机的高度和周围环境来确定，一般不低于 2m，避雷针的引下线应采用圆钢或扁钢，其截面积不小于 25mm²，引下线应沿起重机的结构件敷设，尽量减少弯曲避免形成电感，影响雷电电流的泄放[6]。防雷接地装置应与电气接地装置共用以降低接地电阻，提高防雷效果，防雷接地电阻不应大于 10Ω，在安装过程中要对防雷系统进行定期检查和维护确保其连接牢固、接地良好，特别是在雷雨季节来临前要对防雷装置进行全面检测，及时发现并排除隐患。

接地与防雷系统安装完成后要使用专业的接地电阻测试仪进行测试确保接地电阻符合要求的同时要做好安装记录，明确接地极的位置、数量、接地母线的规格和连接方式等以便日后的维护和管理。

结论：

优化岸边集装箱起重机的电气工艺不仅可降低故障发生率、提高能源利用效率，还可为起重机的长期稳定运行提供坚实保障，随着新技术的不断涌现和应用，电气工艺将朝着更智能化、自动化和高效化的方向发展，为岸边集装箱起重机的性能提升和成本降低带来更多可能。

参考文献：

[1]姜夕宽.岸边集装箱起重机电梯安装与应用研究[J].中国机械,2024,(14):116-119.

[2]张昊,陈业,赵辉,等.基于AC810 PLC控制的岸边集装箱起重机电控系统设计[J].港口装卸,2023,(04):42-45.

[3]吴从铭,沈宝琪,郭建勋.岸边集装箱起重机小容量控制变压器二次侧远端短路电流计算分析[J].港口装卸,2022,(06):3-5.

[4]杨佩蓓.低姿态岸边集装箱起重机的应用和连锁保护分析[J].工程技术研究,2022,7(22):107-109.

[5]吴文祥,岑果,丁高耀,等.岸边集装箱起重机电气设备失效模式与识别[J].起重运输机械,2022,(15):62-66.

[6]彭志华,傅世辉,郑嘉鸿.岸边集装箱起重机电气工艺研究[J].起重运输机械,2018,(09):153-155.