案例：某公司岸橋采用的是10kV高壓供電，通過磁滯式電纜卷筒上機(jī)，隨著設(shè)備大車左右運(yùn)行，收、放電纜給機(jī)上提供動力。然而，設(shè)備在運(yùn)行后不久，出現(xiàn)了供電電纜扭曲，現(xiàn)象如麻花狀，扭曲長度 60m左右。造成電纜張緊保護(hù)裝置頻繁動作，給生產(chǎn)帶來困擾，同時電纜變形存在著嚴(yán)重的用電安全隱患，如不能有效根本的解決， 將會給公司造成較大的損失。
1、原因分析
首先了解一下磁滯式電纜卷筒，其驅(qū)動裝置由電動機(jī)、磁滯式聯(lián)軸器、行星減速箱、主減速箱、集電器和電纜卷盤組成。利用磁力耦合原理保證了電纜卷盤收放電纜的速度始終與移動式電氣設(shè)備同步。電纜卷筒工作時，電動機(jī)始終向收纜方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)移動電氣設(shè)備朝供電電源點遠(yuǎn)離方向行走時，通過對電纜拖拽克服磁滯聯(lián)軸器上磁場扭矩，使磁滯聯(lián)軸器內(nèi)部水久磁鋼與感應(yīng)盤之間磁場產(chǎn)生滑差，將卷盤上的電纜放下，由于磁力耦合的作用，保證了放纜過程中電纜始終處于張緊狀態(tài)；當(dāng)移動設(shè)備朝供電電源點運(yùn)行時，電纜卷筒朝設(shè)定的卷取方向旋轉(zhuǎn)而收纜。
在最初出現(xiàn)電纜扭曲時，認(rèn)為可能引起的原因為：
（1）電纜卷筒磁滯力矩力太大，設(shè)備上匹配的3個磁滯頭出力不均。
（2）安裝電纜時沒有嚴(yán)格按規(guī)范操作，使電纜內(nèi)部已產(chǎn)生扭曲力。
采取以下解決方案，首先對電纜做了一次安全測試，實測導(dǎo)線電阻分別為：紅芯0.758Ω/km；藍(lán)芯0.759Q/km；白芯0.759Q/km，絕緣電阻在30s內(nèi)通過5000V播表為無窮大，三相平衡，數(shù)據(jù)均在出廠安全范圍內(nèi)，此電纜安全可繼續(xù)使用。接著將扭曲電纜部分切除30m重新做高壓頭繼續(xù)使用，并將電纜從電纜卷盤上匯出，釋放安裝過程中的扭力。同時調(diào)整3個磁滯頭力矩，使其達(dá)到平衡出力。然而在使用過程中發(fā)現(xiàn)此扭曲現(xiàn)象沒有改善，還在繼續(xù)發(fā)展。
通過現(xiàn)場的跟蹤觀察，電纜在放電纜過程中，電纜從導(dǎo)纜架到電纜槽的接觸點有7m長，繃得很直受力大：在收電纜時電纜從導(dǎo)纜架到電纜槽的接觸點只有3m長，電纜成弧線型。
此時調(diào)小力矩，卷盤在收電纜過半時就無法繼續(xù)，放電纜時， 同樣出現(xiàn)電纜繃直的情況，可見并不是磁滯力矩導(dǎo)致的此問題。如此大的力是哪里產(chǎn)生的呢？在導(dǎo)纜架處用手向下扯電纜，3個人用力勉強(qiáng)扯動：換到卷筒處直接搬動電纜盤放電纜，2個人都相對輕松，可見問題出在電纜的出線方式上。此時電纜在過渡架與電纜卷盤采用反向盤繞方式進(jìn)出。
這樣的盤繞方式，大大增加了電纜的摩擦阻力和不必要的彎曲次數(shù)。同時，由于電纜扭曲已將卷盤間隙進(jìn)一步撐大，電纜在盤 繞時互相擠壓，造成電纜之間，電纜和卷盤之間相互產(chǎn)生大的摩擦力。因此，我認(rèn)為電纜的彎曲摩擦力、電纜與卷盤的摩擦力以及要克服的磁滯力這幾種力的綜合作用，是導(dǎo)致電纜在收、放過程時受力過大的原因。
分析裁下的扭曲電纜斷面，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部3根25mm2導(dǎo)線已偏向16mm2導(dǎo)線，絕緣層出現(xiàn)厚度不均的情況，很明顯是受力所致。因此，此電纜規(guī)格3×25mm2+1×16mm2的高壓電纜是不適用于磁滯式電纜卷筒的。
2、解決指施
通過以上原因分析，提出整體解決電纜扭曲的方案。
方案1：采用交流變頻電纜卷筒，可以實現(xiàn)恒張力控制，它是用增量型編碼器實現(xiàn)速度閉環(huán)，以達(dá)到最佳的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，電機(jī)的力矩是根據(jù)設(shè)備相對高壓電纜接線坑的位置距離、大車的行走速 度、方向，通過控制系統(tǒng)計算而給定的，可以隨設(shè)備正反方向和行進(jìn)速度的變化而收纜或放纜，始終保持電纜張緊不松弛。因它的放纜是電機(jī)反轉(zhuǎn)來完成，不需要通過電纜的拖拽，電纜不會受到大的拉力，無疑是較好的解決方案。但改動大，硬件上幾乎要全部更換，軟件上還要在PLC程序中做控制程序，需變頻器控制柜，整體價格高，更換周期長。
方案2：在原有的磁滯電纜卷筒的基礎(chǔ)上實施。
（1）更換扭曲電纜，采用規(guī)格為3×25mm2+3×8mm2的高壓電纜，使電纜在受力時受力面均衡。
（2）更換變形的電纜卷盤，根據(jù)電纜外徑，開檔留出5~10mm 左右間隙。
（3）改變磁滯電機(jī)的單向軸承方向，變更電纜纏繞方式；降低過渡架高度，改變電纜受力方向，并保證與電纜盤的對中度。
3、實施
最后，經(jīng)過多方分析，考慮到價格因素和生產(chǎn)安排的停機(jī)時間，決定按方案2進(jìn)行實施。同時調(diào)整導(dǎo)纜架中心確保與碼頭電纜槽中心對正，調(diào)整電纜防風(fēng)管上下出口處的導(dǎo)向輪與導(dǎo)纜架、過渡架的中心，充分保證了電纜在收放過程中不與機(jī)構(gòu)摩擦。
4、結(jié)語
（1）電纜扭曲的主要原因為電纜選型錯誤，3×25mm2+1×16mm2 這種結(jié)構(gòu)形式電纜不適用于磁滯式電纜卷筒；
（2）電纜盤繞方式不當(dāng)造成電纜受力大是電纜扭曲的直接原因；
（3）自改造運(yùn)行以來，再無出現(xiàn)電纜扭曲現(xiàn)象，取得了非常好的效果。
