1? 施工升降機概述

施工升降機 ( 也稱施工電梯、人貨梯 ) 是一種垂直運輸建筑材料和人員上下的高效率施工機械，該設備具有性能穩定、提升高度大、運載能力強等特點，項目施工中起著不可替代的作用。隨著施工技術發展革新，超高層建筑、橋梁施工建設項目日益普遍，起升高度較以往明顯增高。施工升降機隨著起升高度的升高，作業效率、安全性、穩定性各項數據均有所降低，同時運行成本卻有所增加。因此，有必要針對如何提供其施工效率進行分析，本文研究通過硬件更新設計的方式解決以上問題。

2? 施工升降機傳統供電系統解析

2.1? 傳統供電系統原理

施工升降機傳統供電系統采用電纜進行動力供應，主要包括主電纜，固定在吊籠端的電纜臂架，固定在標準節電纜導架，固定在基礎上電纜卷筒，電氣柜等部件構成，如圖 1 所示。

施工升降機工作時，電纜臂架拖動主電纜從電纜導架中通過，跟隨吊籠上下移動，電纜線卷筒根據吊籠移動收、放主電纜，從而實現電力供應。

2.2? 傳統供電系統應用的利弊

隨著施工升降機起升高度增加，施工電梯運行時主電纜無有效固定跟隨吊籃上下移動，主電纜長期受電纜自重、風吹、日曬、雨淋和高頻率運行的影響，電纜使用壽命進一步縮短，同時電纜故障存在較高的施工安全風險。

（1）電纜斷裂。自重影響電纜本身損耗和使用壽命。隨著施工高度的增加，電纜所受拉力增大，拉力由電纜的自重和風荷載組成的合力，當合力超過電纜允許的抗拉力時，就會發生斷裂。

（2）電纜扭轉主要是由外部溫度的變化和電纜彈性的變化引起的。電纜的內部起保護作用的橡膠護套與外層橡膠對溫度的變化不同，電纜使用過程中會扭轉，電纜扭轉后無法復原，越長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可靠防護罩，從作業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；電纜長期上下拖拉運行，尤其在大風天氣時大幅度晃動存在斷裂風險，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程中存在風險，

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? 滑觸線供電系統

3.1? 滑觸線供電系統原理

滑觸線供電系統是一種典型的接觸式供電系統，配電柜出線與滑觸線連接，通過集電極在母線槽滑動取電，達到為移動設備供電的目的。如圖 1 所示。

3.2? 滑觸線供電系統應用優勢

（1）滑觸線供電系統與外部環境相對獨立，外部環境對滑觸線影響較小，能有效解決大風天氣影響施工安全，同時避免電纜斷裂下墜造成安全事故的風險，更高的安全性。

（2）滑觸線供電系統采用固定安裝，施工電梯采用集電器在母線槽滑動取電、供電。集電器運動只要幾斤的拉力，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。

（3）滑觸線供電系統

可按進度、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值高且無有效保護，被盜風險高。滑觸線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，滑觸線使用壽命是傳統電纜 2~3 倍，具有更好的經濟性。

3.3? 滑觸線供電系統設計

滑觸線供電系統有三大要素需要進行設計：

（1）殼體，用來裝載和保護導線，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設備的集電極。滑觸線供電系統根據施工現場的條件差異，部件應重新設計及論證。

3.3.1? 殼體設計

在設計殼體時要考慮保護導體免受外部環境影響的所有因素。必須具備功能包括：抵抗環境變化，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，其線性膨脹系數極低，為50.4×10-6m/℃，當溫度從 0℃升至 40℃時僅發生 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。外殼的形狀和長度應產生足夠的剛度抵抗風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載荷較，其厚度和形狀應設計得堅固足以抵抗風荷載，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；此外為保障滑觸線有足夠剛度，滑觸線的單位長度不宜過長，選擇2 個施工升降機標準節長度為 3m。（3）殼體一側必須留有集電極與導體的接觸的開口，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設置自動開閉的小裝置。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，擋板會打開和關閉。

3.3.2? 滑觸線連接裝置設計

兩個相鄰的滑觸線標準件連接時，應考慮溫度變化，安拆效率，導體保護等因素。設計時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，當施工現場的環境溫度在 -30℃ ~40℃之間變化時，線性膨脹系數為 50.4×10-6m/℃的殼體*大形變量 4mm。線性膨脹系數為 16.7×10-6m/℃的導體*大形變量是 1.3mm。因此設計時形變量更大的殼體長度作為參考標準，必須保障 4mm 的接頭間隙。滑觸線通過連接板開孔與導體重疊位置開孔使用螺栓硬連接的方式，除了安拆效率不高且會對導體熱脹冷縮起限制作用，需要在滑觸線系統多處增加補償裝置。此外，還會存在滑觸線使用過程中錯位風險。

通過改進設計滑觸線連接方式：該連接系統類似與氣路的快速接頭，先將導體插入接頭中。通過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，無需任何額外的工具，就可以快速地將滑觸線進行連接。*后，接頭與殼體形成一個整體，保護導體不受外來因素影響，而兩根滑觸線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行自有伸縮，同時兼顧連接的效率。

3.3.3? 集電器裝置設計

滑觸線集電器設計時要考慮因素包括：良好的動力傳導性，*大限度地減少橡膠蓋的磨損，并能抵抗提升機的振動；當集電器的碳刷經過滑觸線時，集電器會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型，接觸面為圓弧形，*大限度地減少磨損，同時利于橡膠擋板順利的開啟和關閉。集電器安裝在吊籠上，設計時應考慮吊籠振動對集電器的影響。采用硬連接，集電器和滑觸線在運行中存在因振動損壞風險。設計集電器時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。可以防止集電器脫落、損壞等情況發生。

3.3.4 滑觸線供電系統安裝

通過對滑觸線供電系統的設計改進工作，其特性已適用于垂直使用的施工升降機。安裝時將單根滑觸線使用固定夾拼成 380V 供電線組，再拼裝好供電線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組合，調試形成整體，*后通電進行試車。

4? 結語

本文通過滑觸線供電系統與傳統供電系統分析比較，針對施工升降機供電系統使用中的通病進行改進。滑觸線供電系統降低了使用中的安全風險、成本，提高作業穩定性，對施工升降機運行效率有明顯提升。目前該系統已在*新一代的升降機產品中進行應用，且取得了較好的應用效果，隨著滑觸線供電系統應用場景日益增多，相對應的技術革新也將日趨成熟。