一种趸船专用智能电缆收放系统技术方案

本发明专利技术公开了一种趸船专用智能电缆收放系统，属于船舶岸电使用技术领域。系统包括供电电缆、电缆桥架、电缆卷筒、集电器和箱式变压器；电缆桥架沿岸基斜坡架设，供电电缆沿斜坡搭接在电缆桥架上，供电电缆的首端从岸基取高压电源，其末端卷绕在电缆卷筒上并接入集电器的进线端，集电器的出线端固定接入箱式变压器，箱式变压器输出电源为趸船供电。本发明专利技术的系统，当需要调节供电电缆长度以匹配趸船供电时，旋转电缆卷筒实现供电电缆的自由收放，解决斜坡式、大水位差码头，需要远距离、大容量供电的问题。

A Special Intelligent Cable Receiving and Playing System for Barge Ships

The invention discloses a special intelligent cable receiving and placing system for a barge, which belongs to the technical field of ship shore power utilization. The system includes power supply cable, cable bridge, cable drum, collector and box transformer; cable bridge is erected along the slope of the coastal base, and power supply cable overlaps on the cable bridge along the slope. The head of the power supply cable takes high voltage power from the coastal base, and its end is winded on the cable drum and connected to the inlet end of the collector. The outlet end of the collector is fixed to the box transformer, and the box transformer is connected to the box transformer. The output power of the device is supplied by the barge. When the length of the power supply cable needs to be adjusted to match the power supply of the barge, the rotary cable drum realizes the free collection and placing of the power supply cable, and solves the problem of long-distance and large-capacity power supply for sloping and large water level difference wharf.

【技术实现步骤摘要】
一种趸船专用智能电缆收放系统
本专利技术属于船舶岸电使用
，具体涉及一种趸船专用智能电缆收放系统。
技术介绍
目前，每年约4万艘船舶通过三峡船闸，船舶过闸平均待闸时间已超过100小时。船舶在待闸锚泊期间，需要通过辅机发电满足船舶生活用电需求，以及应急情况下的消防设备等用电需要。初步测算，待闸期间船舶使用柴油发电机维持运转，排放的硫化物约10吨，碳氧化物约4000吨，PM2.5约3吨，且排放较为集中，对坝区空气质量和水下生物造成不良影响，日益突出的环境问题迫切需要建设和发展岸电设施，以减少船舶大气污染物排放。但岸电在应用推广中，存在一系列问题。如三峡坝区葛洲坝以上河段具有山区性河流地形地貌特点，葛洲坝以下河段右岸是低山丘陵，坝区港口多以斜坡式码头为主，供电距离远，若使用低压供电，供电容量较大时，电缆直径较大，不便使用和管理；三峡坝区丰水期和枯水期的水位落差达30米，固定安装的电力设施要么距离较远不便使用，要么安装较近存在淹没的风险；若拉电缆从岸基较远的电源点取电，需要根据水位变化，动态地调整电缆的长度。由于供电距离远，人工搬运比较困难，使用简单的机械设备易造成电缆损伤，电缆收放过程中易造成电缆表皮以及绝缘层的磨损，存在一定的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种趸船专用智能电缆收放系统，当需要调节供电电缆长度以匹配趸船供电时，自动旋转电缆卷筒实现供电电缆的自由收放。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种趸船专用智能电缆收放系统，其特征是，包括供电电缆、电缆桥架、电缆卷筒、集电器和箱式变压器；电缆桥架沿岸基斜坡架设，供电电缆沿斜坡搭接在电缆桥架上，供电电缆的首端从岸基取高压电源，其末端卷绕在电缆卷筒上并接入集电器的进线端，集电器的出线端固定接入箱式变压器，箱式变压器输出电源为趸船供电。进一步的，高压电源为10kV电源。进一步的，在电缆桥架的顶端设置有可转动的辊筒，供电电缆直接与电缆桥架顶端的辊筒接触。进一步的，电缆卷筒、集电器和箱式变压器安装在供电趸船上。进一步的，供电电缆末端经导向轮导向后卷绕到电缆卷筒上，导向轮位于电缆卷筒的左下方。进一步的，箱式变压器将高压电源降压为400V。对输入的高压电源进行降压后输出低压为趸船供电。进一步的，电缆卷筒上安装有张力传感器以检测供电电缆的张力，张力传感器的输出端连接驱动装置，驱动装置根据电缆张力的检测结果驱动电缆卷筒旋转。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术通过旋转电缆卷筒实现供电电缆的自由收放，解决斜坡式、大水位差码头，需要远距离、大容量供电的问题，可有效解决该场景下船岸连接的难题。附图说明图1为本专利技术系统的俯视示意图；图2为一种趸船专用智能电缆收放系统水平侧视示意图；图3为电缆卷筒的剖面示意图。附图标记：1、供电电缆；2、电缆卷筒；3、箱式变压器；4、高压开闭所；5、电缆桥架；6、导向轮；7、集电器；8、供电趸船；9、趸船；10、岸电箱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术的一种趸船专用智能电缆收放系统，参见图1和图2所示，包括供电电缆1、电缆桥架5、电缆卷筒2、集电器7和箱式变压器3；电缆桥架5沿岸基斜坡架设，电缆卷筒2、集电器7和箱式变压器3安装在供电趸船上；供电电缆1沿斜坡搭接在电缆桥架上，供电电缆1的首端从岸基取高压电源，其末端卷绕在电缆卷筒2上并接入集电器7的进线端，集电器7的出线端固定接入箱式变压器3，箱式变压器3对输入的高压电源进行降压后输出低压为趸船供电。本专利技术的系统，当需要调节供电电缆长度以匹配趸船供电时（如水位变化），旋转电缆卷筒即可实现供电电缆的自由收放。实施例本专利技术的一种趸船专用智能电缆收放系统，参见图1至图3所示，由供电电缆1、电缆桥架5、电缆卷筒2、集电器7和箱式变压器3组成。供电电缆1从岸基上的高压接口箱或高压开闭所4取电，接入高达10kV的高压电源，供电电缆1在岸基上位于最高水位（三峡坝区175水位）以上的电缆尽量固定，以减少电缆最顶端的张力，有助于保护电缆。然后供电电缆1沿着岸基斜坡敷设，由于斜坡道表面多为水泥砂石，若供电电缆直接与其接触，存在水面波动或收放电缆时电缆磨损严重，表皮、护套甚至绝缘层磨穿的风险，具有一定的安全隐患。为了解决此问题，本专利技术实施例中，沿斜坡敷设电缆桥架5，供电电缆1沿电缆桥架5敷设。通过电缆桥架5将供电电缆固定在一定范围内，用于支撑电缆重量，减少电缆的张力，从而保护电缆，防止电缆意外折损。在电缆桥架5的顶端设置有可转动的辊筒，供电电缆直接与电缆桥架顶端的辊筒接触，供电电缆收放时辊筒在电缆的作用力下转动，可有效减小摩擦，降低电缆磨损，起到保护电缆的目的。供电电缆1经导向轮6导向后卷绕到电缆卷筒2上。参见图2所示，导向轮6位于电缆卷筒2的左下方，供电电缆1经导向轮6导向后从电缆卷筒2的左下方向上卷绕在电缆卷筒2上。导向轮可简化电缆卷筒设计。供电电缆与趸船连接处存在一定的弧度，卷绕不便，通过引入导向轮，将复杂的电缆卷曲方式转变为水平卷曲。供电电缆1卷绕在电缆卷筒2上多圈，当需要收放供电电缆时，转动此电缆卷筒即可实现电缆自由收放。由于供电电缆1卷绕在电缆卷筒上，为了实现将供电电缆中高压电源继续传输，参见图3所示，供电电缆1的末端经电缆卷筒2的卷轴接入集电器7的进线端，即集电器滑环，集电器的出线端接入到电刷上，滑环随电缆卷筒2转动，电刷固定安装，实现集电器进线和出线的滑动接触，完成电气的旋转连接。集电器的出线端入到箱式的箱式变压器3中，箱式变压器3将10kV高压降压为400V，接入到待供电趸船9的岸电箱10中，供停靠在岸边的趸船9上船舶接用岸电。电缆卷筒2、集电器7和箱式变压器3安装在供电趸船8上。供电趸船8可与斜坡式码头配置的固定大趸船通过钢丝绳进行绑定，从而保证供电趸船的安全性。水位发生变化时，垂直方向上，待供电的趸船9与电缆卷筒位置自动调整，供电电缆的张力发生变化；水平方向靠岸或离岸移动趸船时，供电电缆的也张力发生变化。为了实现电缆的自动收放，电缆卷筒2上安装张力传感器以检测供电电缆的张力，张力传感器的输出端连接驱动装置。当张力传感器检测供电电缆张力有变化时，驱动装置根据此张力变化来驱动电缆卷筒转动以收放供电电缆，实现电缆卷筒随水位变化自动收放缆功能。本专利技术的趸船专用智能电缆收放系统的具体工作过程为：当水位下降时，供电电缆拉力增加，张力传感器检测拉力变化，当拉力大于设置的恒定张力阈值时(该值为一范围值)，驱动装置驱动电缆卷筒旋转开始放缆，直到张力达到平衡；当水位上升时，由于多余电缆的缘故，电缆张力减小，此时驱动装置驱动电缆卷筒旋转开始收缆，直到电缆的张力达到新的平衡。水位变化时，无论是放缆和收缆，拖动的仅仅是与电缆卷筒连接的、弧垂的一部分供电电缆，而不是整根电缆，因此电缆承受的张力较小，对电缆起到保护作用，同时由于使用传感器检测张力变化，可实现电缆的自动收放，降低运维成本。电缆卷筒的驱动装置采用变频+磁滞方式驱动，即变频器和磁滞联轴器，可实现电缆张力连续调节，同时具备力矩限制功能，当变频器或系统发生故障时，磁滞联轴器可以保证电缆被顺利拉出，而不是卡死在卷筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种趸船专用智能电缆收放系统，其特征是，包括供电电缆、电缆桥架、电缆卷筒、集电器和箱式变压器；电缆桥架沿岸基斜坡架设，供电电缆沿斜坡搭接在电缆桥架上，供电电缆的首端从岸基取高压电源，其末端卷绕在电缆卷筒上并接入集电器的进线端，集电器的出线端固定接入箱式变压器，箱式变压器输出电源为趸船供电。

【技术特征摘要】
1.一种趸船专用智能电缆收放系统，其特征是，包括供电电缆、电缆桥架、电缆卷筒、集电器和箱式变压器；电缆桥架沿岸基斜坡架设，供电电缆沿斜坡搭接在电缆桥架上，供电电缆的首端从岸基取高压电源，其末端卷绕在电缆卷筒上并接入集电器的进线端，集电器的出线端固定接入箱式变压器，箱式变压器输出电源为趸船供电。2.根据权利要求1所述的一种趸船专用智能电缆收放系统，其特征是，高压电源为10kV电源。3.根据权利要求1所述的一种趸船专用智能电缆收放系统，其特征是，在电缆桥架的顶端设置有可转动的辊筒，供电电缆直接与电缆桥架顶端的辊筒接触。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：左红兵，王伟，邓任任，宋锦海，朱金大，邓烽，田大伟，何胜利，祝德春，王馨，王磐，迟福海，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南瑞集团有限公司，国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32