本文以施工升降機電源設計為研究對象，首先論述傳統供電系統原理及優(yōu)劣勢，并針對其存在局限性提出滑觸

線(xiàn)供電系統，以此替代傳統電纜供電的方式，對滑觸線(xiàn)供電系統原理、優(yōu)勢及系統設計進(jìn)行具體分析，旨在提升施工升降

機作業(yè)效率、安全性、穩定性

外層橡膠對溫度的變化不同，電纜使用過(guò)程中會(huì )扭轉，

電纜扭轉后無(wú)法復原，越長(cháng)的電纜扭曲的可能性越大，

導致電纜破損停電，影響施工升降機工作。

（ 3）供電系統損壞。施工升降機供電系統無(wú)可靠

防護罩，從作業(yè)面上掉落雜物容易損壞供電系統，從而

導致供電系統故障和中斷施工升降機作業(yè)；電纜長(cháng)期上

下拖拉運行，尤其在大風(fēng)天氣時(shí)大幅度晃動(dòng)存在斷裂風(fēng)

險，對運行造成重大安全隱患、

（ 4）有效載荷損失。施工升降機電纜的自重降低

了有效載荷能力，同時(shí)增加了安全保護裝置工作負荷。

綜上所述，傳統供電系統使用過(guò)程中存在風(fēng)險，

一旦出現故障，修復速度慢，降低了施工效率，增加施

工成本。

3? 滑觸線(xiàn)供電系統

3.1? 滑觸線(xiàn)供電系統原理

滑觸線(xiàn)供電系統是一種典型的接觸式供電系統，

配電柜出線(xiàn)與滑觸線(xiàn)連接，通過(guò)集電極在母線(xiàn)槽滑動(dòng)取

電，達到為移動(dòng)設備供電的目的。如圖 1 所示。

3.2? 滑觸線(xiàn)供電系統應用優(yōu)勢

（ 1）滑觸線(xiàn)供電系統與外部環(huán)境相對獨立，外部

環(huán)境對滑觸線(xiàn)影響較小，能有效解決大風(fēng)天氣影響施工

安全，同時(shí)避免電纜斷裂下墜造成安全事故的風(fēng)險，更

高的安全性。（ 2）滑觸線(xiàn)供電系統采用固定安裝，施

工電梯采用集電器在母線(xiàn)槽滑動(dòng)取電、供電。集電器運

動(dòng)只要幾斤的拉力，和

上百米電纜自重比較大

大降低能耗，同時(shí)降低

吊籃負重能減少施工升

降機的電機和齒輪機械

磨損，提升施工升降機

使用壽命，更好的效益。

可按進(jìn)度、高度加減節安裝，更加便利。分節設計，零

部件可單獨更換，使用過(guò)程中故障排除及修理比傳統供

電方式更方便。（ 4）傳統銅芯電纜回收和二次使用價(jià)

值高且無(wú)有效保護，被盜風(fēng)險高?；|線(xiàn)供電系統可重

復使用 5 年以上。傳統電纜的平均使用壽命 1~2 年，滑

觸線(xiàn)使用壽命是傳統電纜 2~3 倍，具有更好的經(jīng)濟性。

3.3? 滑觸線(xiàn)供電系統設計

滑觸線(xiàn)供電系統有三大要素需要進(jìn)行設計：（ 1）

殼體，用來(lái)裝載和保護導線(xiàn)，采分段制造的，一般都制

作成標準件，可以根據需求自行增減長(cháng)度；（ 2）連接

各部分的組件緊固件；（ 3）與導體接觸并將電力傳輸

到移動(dòng)設備的集電極?；|線(xiàn)供電系統根據施工現場(chǎng)的

條件差異，部件應重新設計及論證。

3.3.1? 殼體設計

在設計殼體時(shí)要考慮保護導體免受外部環(huán)境影響

的所有因素。必須具備功能包括：抵抗環(huán)境變化，保護

導體免受異物損壞，較高的安裝拆卸效率，足夠裝下導

體容量；根據性能要求，外殼的設計考慮取決于材料、

形狀、長(cháng)度、保護功能和導體尺寸。

（ 1）殼體材料不應受到外界溫度變化的影響，

其剛度足以抵抗風(fēng)荷載，并且應輕便，便于運輸和安

裝。高強度聚氯乙烯（ PVC）作為廣泛用作建筑材料

具有極其出色的機械強度，其線(xiàn)性膨脹系數極低，為

50.4×10-6m/℃，當溫度從 0℃升至 40℃時(shí)僅發(fā)生 2mm

的膨脹。 PVC 的比重為 1.45，約為鋁（ 2.7）的一半，

因此對運輸及安裝拆卸工作都很安全。外殼的形狀和長(cháng)

度應產(chǎn)生足夠的剛度抵抗風(fēng)荷載和異物的滲透并允許方

便物料運輸和擴展工作方便。（ 2）由于垂直使用殼體

承受風(fēng)載荷較，其厚度和形狀應設計得堅固足以抵抗風(fēng)

荷載，因此殼體厚度至少為 3mm；殼體橫截面尺寸根

據使用施工升降機參數進(jìn)行設計。以某品牌雙籠施工升

降機為例，額定電壓 380V，額定電流 120A。導體的額

定的載流量與其橫截面積成正比，查閱資料可得，導體

與集電器的接觸橫截面積不小于 50mm2；此外為保障

滑觸線(xiàn)有足夠剛度，滑觸線(xiàn)的單位長(cháng)度不宜過(guò)長(cháng)，選擇

2 個(gè)施工升降機標準節長(cháng)度為 3m。（ 3）殼體一側必須

留有集電極與導體的接觸的開(kāi)口，為保障殼體對導體的

保護，減少雨水、浮塵侵蝕，提高防護等級。因此，需

要在集電極與導體接觸時(shí)設置自動(dòng)開(kāi)閉的小裝置。增加

橡膠擋板固定在殼體一側，當集電器劃入和劃出殼體時(shí)，

擋板會(huì )打開(kāi)和關(guān)閉。

3.3.2? 滑觸線(xiàn)連接裝置設計

兩個(gè)相鄰的滑觸線(xiàn)標準件連接時(shí)，應考慮溫度變

化，安拆效率，導體保護等因素。設計時(shí)首先要預留適

當的間隙應對導體及殼體組成接頭隨溫度升高而膨脹引

起的形變，當施工現場(chǎng)的環(huán)境溫度在 -30℃ ~40℃之間

變化時(shí)，線(xiàn)性膨脹系數為 50.4×10-6m/℃的殼體*大形

變量 4mm。線(xiàn)性膨脹系數為 16.7×10-6m/℃的導體*

大形變量是 1.3mm。因此設計時(shí)形變量更大的殼體長(cháng)

度作為參考標準，必須保障 4mm 的接頭間隙。

滑觸線(xiàn)通過(guò)連接板開(kāi)孔與導體重疊位置開(kāi)孔使用

螺栓硬連接的方式，除了安拆效率不高且會(huì )對導體熱脹

冷縮起限制作用，需要在滑觸線(xiàn)系統多處增加補償裝置。

此外，還會(huì )存在滑觸線(xiàn)使用過(guò)程中錯位風(fēng)險。

通過(guò)改進(jìn)設計滑觸線(xiàn)連接方式：該連接系統類(lèi)似

與氣路的快速接頭，先將導體插入接頭中。通過(guò)在接頭

的上段的彈簧壓板固定住，然后把接頭與殼體連接卡槽

卡住，工人只需將接頭插入外殼，無(wú)需任何額外的工具，

就可以快速地將滑觸線(xiàn)進(jìn)行連接。*后，接頭與殼體形

成一個(gè)整體，保護導體不受外來(lái)因素影響，而兩根滑觸

線(xiàn)內部導體任具有相對獨立的延展空間。即保障導體可

以根據溫度變化進(jìn)行自有伸縮，同時(shí)兼顧連接的效率。

3.3.3? 集電器裝置設計

滑觸線(xiàn)集電器設計時(shí)要考慮因素包括：良好的動(dòng)

力傳導性，*大限度地減少橡膠蓋的磨損，并能抵抗提

升機的振動(dòng)；當集電器的碳刷經(jīng)過(guò)滑觸線(xiàn)時(shí)，集電器會(huì )

與橡膠蓋板不斷摩擦，造成部件磨損。所以集電器的兩

端都設計成流線(xiàn)型，接觸面為圓弧形，*大限度地減少

磨損，同時(shí)利于橡膠擋板順利的開(kāi)啟和關(guān)閉。

集電器安裝在吊籠上，設計時(shí)應考慮吊籠振動(dòng)對

集電器的影響。采用硬連接，集電器和滑觸線(xiàn)在運行中

存在因振動(dòng)損壞風(fēng)險。設計集電器時(shí)參考攝像機穩定器

原理，保障其在水平垂直方向足夠的自有度?？梢苑乐?

集電器脫落、損壞等情況發(fā)生。

3.3.4? 滑觸線(xiàn)供電系統安裝

通過(guò)對滑觸線(xiàn)供電系統的設計改進(jìn)工作，其特性

已適用于垂直使用的施工升降機。安裝時(shí)將單根滑觸線(xiàn)

使用固定夾拼成 380V 供電線(xiàn)組，再拼裝好供電線(xiàn)組固

定在標準件上的安裝支架上，嘴周固定在吊籠上的集電

器與滑觸線(xiàn)組合，調試形成整體，*后通電進(jìn)行試車(chē)。