6m焦炉四大车供电系统的改进

重钢新区焦炉投产以来， 四大车供电系统多次出现故障， 经改造可实现分段停电检修； 1 套集电器可连
续稳定使用半年以上， 且更换 1 套集电器仅用 20min 左右； 各滑触线增加自动伸缩器后， 只要对滑触线定期检查松动， 保证其自由伸展， 滑触线基本不变形， 焦炉运行能力大大提高。

1 设备现状及问题
重钢新区有 4 座 6m 焦炉， 年产焦炭 240 万 t，配有 3 台推焦机， 3 台装煤车， 4 台拦焦机， 干、湿熄焦车各 2 台， 形成 2 个连续生产系统。 其供电主要为四相滑触线， 其中三相供四大车 380V 用电需要， 另一相为推焦或装煤除尘等连锁信号， 保障焦炉系统运行。 但自焦炉投产以来， 四大车供电系统多次出现各种故障， 严重影响焦炉生产。
1.1 各焦炉之间不能进行分段检修
4 座焦炉为分段供电 ， 每座焦炉两端 、 煤塔段、 熄焦塔段及大间台段都设有断联， 在焦炉不停产情况下， 各台车辆均可检修或单独处理某段滑触线等。 但焦炉投产以来， 由于滑触线断联为简易胶木块连接， 断联处经常会积有焦炭灰或滑触线磨损铜粉， 使断联绝缘失效， 任一段滑触线有电， 焦炉所有段均有电， 严重影响和制约焦炉生产。 另外 1#焦炉西端和 4# 焦炉东端靠熄焦塔处的检修段供电线路， 经常因湿熄焦时焦炭积留在电缆上引起短路， 造成四大车停电。
1.2 四大车集电器故障多
四大车集电器原设计为 2 组弹簧式压力拖板，拖板为 2 块黄铜板 （厚 12mm）， 中间镶嵌 1 根炭条， 润滑铜滑触线， 拖板靠弹簧压在滑触线上， 保障接触良好。 但在使用中， 铜板与铜滑触线长时间紧密接触， 磨损非常快， 炭条易破碎使弹簧失效，使用 1 个月后， 集电器拖板就磨损严重， 以致造成滑触线及其支架被刮擦， 损坏整个集电器。 集电器支架结构复杂， 检修不便 ， 每次更换托板时间较长； 集电器与车体用穿心瓷瓶连接， 绝缘不可靠，经常被击穿， 造成停电事故。 另外， 4 台熄焦车集电器与其他车的型号不同， 也给检修带来不便。
1.3 滑触线易变形
4 座焦炉四大车滑触线共 10 000 多米， 全部为钢体铜滑触线， 由梯型铜棒和槽钢或由 “T" 型铜排和槽型铝结合及由燕尾槽铜棒和高钢度工字钢相构成。 钢体滑触线用高强度专用绝缘子作支撑，从而组成向各种机械设备馈电的移动滑触线。 由于在设计和安装时， 未充分考虑铜滑触 线的热伸展性， 特别是铜的热伸展比其他金属大， 在天气变热或暴热天气， 滑触线受热伸展很快， 当滑触线不能伸展时很容易变形， 使滑触线局部盘弯， 四大车集电器滑到这里， 托板就会脱落， 在焦炉生产中多次出现四大车滑触线变形。
2 改进措施
2.1 焦炉分段控制停电
焦炉每段设置独立的供电线路， 重新选择绝缘性能较好的专用隔离器作断联， 该隔离器由连接器压板及高强度绝缘材料加工制成， 由工程塑料外壳做护套； 同时在每个断联两侧设置 30～50mm 的空隙， 避免积灰和铜粉积留在断联处， 增加断联的可靠性， 保证每个断联能*断电， 实现分段检修。分别在 1# 焦炉拦焦机和推焦机西端、 2# 焦炉拦焦机和推焦机东端、 3# 焦炉拦焦机和推焦机西端、 4#焦炉拦焦机和推焦机东端， 增加检修电源线路， 设置专门的检修段， 使拦焦机、 推焦机能在检修段停电检修而不影响焦炉正常生产。 另外将 1# 焦炉西端和 4# 焦炉东端靠熄焦塔处的检修段供电线路向焦炉侧移 2m 左右， 避免湿熄焦时大量的焦炭积留在电缆上， 造成线路短路， 冲跳四大车。
2.2 集电器改造
钢体集电器是滑触线系统中集电侧拾取电能的主要装置， 它通过集电刷与导轨的滑动接触， 将电能直接传导至使用电器 ， 从而实现系统的移动供电。 钢体集电器由机械结构的张力装置和直接与导轨滑动接触的集电刷组成。 根据钢体滑触线的特点， 重新选用专用重力式集电器， 其电刷 （托板）由铜、 石墨材料采用摩根技术烧结成型， 具有低硬度、 高耐磨、 高导电、 自润滑等特点， 托板可靠自重与铜滑触线良好接触， 石墨的自润滑可减缓与铜滑触线磨损， 保护滑触线， 托板可持续使用半年左右。
为保证四大车供电稳定， 每个大车设计均为双集电器， 经反复实验和摸索， 对集电器支架结构和托板尺寸做了多次改进， 最后托板尺寸定为 20cm×15cm×2cm， 同时将原来的穿心瓷瓶改为 6kV 绝缘子。 集电器支架改进后由厂家定制， 托板和支架组成 1 套集电器， 用不锈钢螺栓与大车连接， 可快速实施集电器集成更换检修， 更换 1 次仅需 20min 左右， 大大提高检修效率。 对其他大车集电器改造均在生产间隙时间内自主完成。 通过改造， 使四大车所有集电器统一型号， 减少了配件的准备， 简化和方便检修。
2.3 四大车滑触线改进
由于滑触线受热伸展快， 根据伸展情况每 30m左右设置 1 个膨胀段 （又称伸缩器、 热补偿装置），由连接器压板、 补偿供电的铝板或铜板、 引线等组成， 外壳为工程塑料。 当温度变化引起导轨伸缩时， 由伸缩器自动调节其间隙， 以避免导轨变形。自动伸缩器有多种型号， 安装难易程度不同， 使用效果也同， 最后选择了 1 种安装简单、 使用效果好的自动伸缩器， 每座焦炉设置 3 套， 每套 4 个，4 座焦炉共增加了 96 个。 在改造时， 将卡在瓷瓶上的滑触线全部松动， 让滑触线受热后能自动伸缩， 使自动伸缩器起作用， 在以后的维护中也要保证滑触线处于自然伸展状态， 及时检查支柱瓷瓶和滑触线使用情况， 避免滑触线变形。 另外在每座焦炉端头增设带电指示灯， 在生产和检修中起警示作用， 增加设备的安全性。
3 改造效果
改造后， 滑触线断联使用可靠的隔离器， 可以实现分段停电检修， 使四大车供电线路故障影响生产的几率大大降低。 集电器改造后， 1 套集电器可连续稳定使用半年以上， 故障很少， 且更换 1 套集电器仅用 20min 左右， 检修非常方便； 各滑触线增加自动伸缩器后， 只要对滑触线定期检查松动， 保证其自由伸展， 滑触线基本不会变形。 四大车供电系统改进后， 焦炉运行能力大大提高， 确保了重钢新区系统生产的稳定。