熊元才 李娟娟
中国水利水电第四工程局有限公司 河北 072750
【摘要】缆索起重机（以下简称缆索起重机）是大多数水电工程的主要施工设备。在缆索起重机设计能力方面，国内外设计人员的能力相当，除部分精度要求高的部件外，其余均在国内制造；除起升机构外，国内外缆索起重机其他机构的结构基本相同，配置也基本相同各工作机构均为国际知名品牌产品，国内电气设计人员掌握了在一定范围内防止电机快速熔化或环火烧损的技术；电缆起重机的高架部分采用不同的支座，各有优缺点，能保证缆索起重机的正常运行，且绳索部分差别不大。
【关键词】缆索式起重机；设备配置；电器改造
榄机兼有垂直和水平运输物料的功能，具有起升范围大、使用方便、与其他施工机械干扰小、运行速度快、工作效率高等特点。在水利工程建设中，缆索起重机主要用于大型混凝土坝的混凝土浇筑作业、机械设备和钢结构的安装，特别是在高山峡谷地区的高混凝土坝施工中。随着我国水电站建设的重点逐渐转移到大坝施工点，峡谷深度越来越大，缆索起重机已成为大多数水电站施工现场不可缺少的主要施工设备。
一、缆机的起动
1. 缆机起动的条件
（1）JTZJ 指示灯亮。（各急停开关处于闭合位置）。
（2）真空接触器的线圈及连线完好。
（3）KA5 指示灯亮，风机运转正常。
（4）通讯畅通。（CPU226XM 和 CPU226MN 及电缆线完好）。 2. 高压启动的状态
（1）高压启动后，KA1 指示灯亮。表明 CPU226XM 接到 起动指令 , 并输出驱动电压。
（2）高压启动完毕后 A6 指示灯亮表明高压启动电阻完成 起动，操作室显示屏显示高压起动完毕。
3. 高压电机保护
（1）高压电机过流
（2）断相保护
（3）高压电机超速
（4）为减小对高压电网的冲击，我们将原逐级降阻启动改 为软启动，获得了良好的启动效果。
二、高压启动后的工况
1. 提升电缆滚筒制动器打开
（1）KA5 和 KA6 指示灯亮，制动器的电源接通。
（2）KA7 指示灯亮，起动油泵，制动器打开。
（3）当油压达到 250MPA 时油泵停止压力开关被断开（A23 失电），油泵停止工作。当油泵压力过低时，油泵起动开关被 断开（A22 失电），油泵起动加压。
（4）油泵还具有过载（A19），油温超温（A20，油路堵 塞（A21），液压油位低（A24）等保护。
2. 牵引电动机励磁
KA18 指示灯亮，接通 KM26 给牵引电动机励磁，在电流表 上指示 10 安，为牵引电动机旋转做准备。
3. 提升电动机励磁
KA15 指示灯亮，接通 KM23 给提升电动机励磁，在电流表 上指示 15 安（调整励磁电流电位器可调节其大小。）为提升电 动机旋转做准备。
三、缆机运行的控制原理
1. 提升机构
起升机构拖动电机为一台 直流电 机，电机额定功率 600kW，电枢电压为直流 725V，励磁电压直流 300V，电机额 定速度 600r/min，弱磁转速 980r/min。在电机定子绕组中嵌入热敏电阻，检测电机过热故障，并将信号送入调速装置。起升机构提升过程中，起升柜门的电压表、电流表上显示传动装置的电枢电压、电枢电流和励磁电流。起升电动机的高速轴上设有工作制动器，起升机构停止时起重制动作用。起升卷筒制动盘上设有一套安全制动器，用于故障情况下的紧急制动。当高压电机启动时，安全制动器打开。工作时，行车制动器接通。紧急情况下，按下控制台上的急停按钮，切断高压。安全制动器锁定卷筒并停止提升机构。
起升机构减速器侧设有位置指示装置，包括进口绝对值光电编码器和机械主控制器，用于测量缆索起重机吊钩的起升高度和保护上、下限位置。主控制器输出四对预置触点，分别用于设定上限、下限、上限减速位置（速度从额定值下降到20%）和下限减速位置（速度从额定值下降到20%）。编码器输出位置信号直接发送到PLC位置模块。数据信号经PLC处理后，其软触点用于升降上下限位和减速位置控制。与主控制器结合，形成起升机构位置控制的双重保护，实际吊钩高度值送联动平台触摸屏显示。
2. 牵引机构
牵引机构电机额定功率为450KW，额定转速为750r/min，直流电机的轴上还装有增量式编码器测速反馈，电机内置热敏电阻，检测电机过热故障。牵引机构小车运行时，传动装置的电枢电压、电枢电流和励磁电流显示在牵引柜门的电压表和电流表上。调速还依靠控制直流发电机励磁电流来改变直流电动机的输入电压来改变转速。
牵引机构控制还设有以下各种联锁及保护：
（1）各断路器辅助触头合闸信号；
（2）传动装置故障；
（3）牵引电机超速开关；
（4）主副塔侧牵引校正限位。
3. 安全保护
本缆机具备可靠的安全保护装置，重要的保护功能取自两处不同信号源。保护功能有：
（1）超重（负荷传感器信号和起升电流信号）
（2）超速（超速开关信号和实时速度检测信号）
（3）吊钩限位（限位开关信号和起升绝对值编码器信号， 当吊钩接近最高和最低位置时减速并报警，而后自停）
（4）小车限位（限位开关信号和小车绝对值编码器信号， 当检修时小车需要进入非正常工作区，可解除小车限位）
（5）主、副塔偏移（主副塔绝对值编码器信号、位置校正 限位开关 )
4.PLC 控制系统
缆机采用西门子 S7-200 系列可编程控制器 (PLC) 对整个缆 机进行综合控制和管理。主塔电气室设有一块 CPU226XM，在 操作室设置一块 CPU226MN 作为主控站。当故障产生时，程序 自动对故障进行诊断，可实现智能维护。
结束语
为了进一步提高缆索起重机的速度响应能力，应开展缆索起重机交流变频驱动技术的应用研究和试验，以进一步提高缆索起重机对未来更严峻供电条件的响应能力。从目前缆索吊机吊运混凝土的生产率来看，通内水电站施工人员在缆索吊机应用管理、操作技能、维护保养、搅拌维护等方面都达到了较高的水平。各缆索起重机用户应加强技术交流，相互学习，进一步提高缆索起重机的作业效率。
参考文献：
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