變頻直驅式客運索道設備安全現狀與改進措施探討

卜洪濤

（泰山索道運營中心，山東 泰山 271000）

泰山桃花源索道升級改造后的新設備選用多貝瑪亞集團交流變頻直驅系統，為八人吊廂單線循環脫掛式。線路斜長2176m，共70個吊廂，車廂間距72m，最高運行速度6m/s，單向運量2400人，鋼絲繩直徑56mm，抱索器為DT108系列，采用固定張緊液壓系統，再生能量控制方式為回饋制動。變頻直驅主電機為三相永磁同步電動機，包含3個獨立的電機環，每個電機環功率為315kW。變頻器為ABB公司ACS880系統，采用直接轉矩控制（DTC）交流驅動技術。

變頻直驅式索道主要由動力設備、傳動設備、張緊設備、檢測元件、控制設備、通訊設備、通用設備和專用設備等組成。動力設備包括永磁同步變頻主電機和備用柴油機驅動設備，傳動設備包括摩擦取力輪、傳動輪和傳動皮帶等，張緊設備包括鋼絲繩張緊力保持和調整系統，檢測元件包括接近開關、限位開關、傳感器、發車檢測、開關門檢測、車廂出入庫檢測、站內防撞檢測、線路脫索檢測等，控制設備包括變頻控制系統、PLC控制系統和信號控制系統，通訊設備包括上下站通訊電纜、網絡交換機、觸摸式顯示屏等，通用設備包括鋼絲繩、大驅動輪、車廂、鋼構、鋼梁和支架輪組等，專用設備包括可脫掛的抱索器、站內脫開掛接裝置和車廂加減速裝置等。

索道的運行原理是通過專用脫掛裝置把車廂與鋼絲繩脫開或掛接，車廂在站內低速運行，方便乘客上下車，鋼絲繩經支架托壓索輪組定向引導，在線路上高速運行，變頻主電機驅動大輪旋轉，大輪支撐著旋轉的鋼絲繩，實現上下站之間循環載客運輸。

變頻直驅設備采用了大量的新技術、新工藝、新的IGBT模塊，站內力的傳遞高效、專用裝置易調整、低噪音、低速轉矩大。針對設備狀況，桃花源索道積極探索，盡快熟悉設備特點、主動緊盯風險點、消除隱患、技術改進革新等措施來加強管理，掌握設備安全現狀。

1 盯緊安全風險關鍵點，查找薄弱點

開展設備安裝、調整、調試等原始資料收集、風險分級評定工作，劃分設備風險點并制作清單，辨識危險源，進行風險評價，從現場硬件設備維保、軟件管理、檔案整理等方面，進行全周期的檢查跟蹤。為設備檢測開關制作標識牌，相當于檢測開關有了身份證，標識牌上注明了該檢測開關的型號、信號路徑、功能，方便信號梳理和故障查找，提高故障處置效率。

對關鍵元器件及零部件開展嚴格的定期檢查，針對抱索器、鋼絲繩、支架設備、張緊系統、制動器等設備安全關鍵點，加強巡視、檢查、跟蹤，發現薄弱點，進行針對性改進和加強。定期組織進行現場隱患排查，通過現場的自查自糾，改進工作。對查出的問題，分析研究，結合現場實際，拿出處置措施，制定安全整改方案，及時完成隱患排查和問題整改。

2 安全監管紅線前移

嚴格按設備操作手冊要求執行操作規程，按照設備檢查維保周期要求，檢查項目、測試數據、維護內容等及時完成。按照設備操作手冊中定期檢查項目和維保要求，編制設備日檢、半月檢、月檢、季檢、半年檢、年檢等定期檢查表，日常和周期性檢查嚴格按表格內容執行。

編制作業指導書，因為設備廠家配發的設備說明和維保用語有的不符合我們習慣，理解時易產生歧義，針對實際需要，我們梳理、歸納、編制、修訂了新設備《檢查維修作業指導書》，重新編制了細化的各項檢查工作流程，其中包括工具準備、作業流程、質量管控點、故障處理等內容，形成具有特色、易于掌握、方便操作的作業指導書，便于對設備進行動態化、常態化、長效化安全監督管理。

編制應急處置專項預案，提高應急處置效率。熟練進行緊急驅動、線路及站內輪組調整更換、抱索器拆裝練習，根據操作手冊要求開展安全檢測裝置動作后的應急處置演練，掌握正確的處置方法及程序，減小或避免出現安全隱患，制定了摩擦輪軸抱死等應急處置專預案。以電氣故障為主，結合停車回路，對故障按現象、原因、排查處理流程、應急處置措施等內容進行分析及內容匯編，并將圖紙與之結合，方便日常快速排查處理故障，模擬可能出現的故障問題，出臺管控措施，提前準備方案，編寫了《故障模擬與處置》，預先探討驗證可靠的應急處置方式。

3 專題培訓學習，提升設備管理能力

制定主電機、變頻器、離合器、PLC、制動系統等專題培訓學習計劃，深入推進安全文化創建工作，大力營造學安全文化、用安全文化的深厚氛圍，不斷提高全員安全文化素質。通過單獨學習，記錄筆記、集體學習、培訓考核、交流總結等不同方式，從原理上弄懂，提升解決實際問題的能力。讓業務骨干備課，為機電員工授課，通俗易懂的講解變頻器、液壓張緊系統、安全保護等專業設備，討論現場可能會遇到的突發問題，通過交流培訓，落實安全責任，提升工作效率，提升管理設備的能力。

4 及時消除隱患，提升安全保障能力

設備投入運行后，也遇到了一些問題，出現了運行故障，針對問題，桃花源索道機電人員及時采取了相應妥善措施，逐一處置，解決問題，排除故障，及時恢復設備安全運營。

（1）設備運行中車廂進上站脫掛軌時存在異響，經過仔細觀察、認真測量、詳細比對兩站的測量數據，發現上站脫掛軌安裝調整的數據存在較大誤差，安裝調試時未調整到合適的位置，我們通過查找原始圖紙，逐一核實，最終確定問題所在。重新調整上站進站側脫掛軌位置后，降低了脫掛噪音，消除了設備原始安裝偏差。

（2）遇到設備故障，第一時間啟動應急程序及安全預案，妥善處置。新設備投入運行不久，早上掛車時出現“主電機2力矩故障”，造成工作制動器停車，觸摸屏顯示“主電機2力矩故障”，電機力矩在10%～20%范圍，復位后可以運行。設備有兩套主電機變頻器，可交替切換工作，互為備用。為了當天的按時運營，值班人員切回變頻器1，對外正常運營。

下午對外停運后，查找故障原因，檢測排查所有的外圍電氣元器件后，未發現異常，聯系廠家軟件調試工程師，通過網絡遠程診斷PLC運行程序，最終發現了故障原因，通過遠程修復了變頻器2空繩和運行狀態切換后程序，恢復正常。及時消除了一個軟故障，未影響到第二天設備安全運行。

（3）目前張緊系統設定偏差超過8%時，會出現故障停車。由于線路負載變化或偏載情況的存在，尤其是節假日期間所有車廂全部上線時，系統容易觸發缸1/2壓力偏差故障停車。每日控制值班人員加強壓力偏差的巡查頻次，一旦存在較大的偏差（大于6bar左右）時，采用手動干預的形式，避免設備出現偏差故障停車。

（4）排除抱索器出站外形檢測故障，故障原因為鋼絲繩第4個接頭尺寸不規則，車廂出站時觸碰外形檢測開關，半年來出現+10%故障停車5次，-10%故障停車1次。測量該繩頭尺寸，發現繩徑不規則處最大值60.2mm。制作專用繩卡對第四個繩頭進行整形，效果不明顯。后使用專用量規對上下站±10%檢測開關高度調整，+10%檢測開關相對標準高度偏差-2mm，-10%檢測開關相對標準高度偏差+2mm，在手冊規定偏差范圍內盡可能調大+10%檢測開關空間，降低了停車概率。待下次截繩重新編結時，關注此處繩徑，徹底解決此問題。

5 革新改進，不斷提升本質安全水平

為提高設備的安全性和可靠性，提高應急處置效率，桃花源索道從技術和操作工藝上進行了多項革新改進。

（1）設計加裝了光纖以太網備用通訊系統，設備雖然配置一套上下站以太網通訊系統，通過上下站雙絞線、交換機、擴展器通訊，不過一旦出現兩站通訊故障，由于通信端點多、安全信號多、監測點多，查找故障點用時較長，增加一套通訊系統作為備份，提高應急處置效率確有必要。我們利用兩站敷設的光纖，購置了一對工業用光纖交換機，增設了一套備用通訊系統，光纖傳輸防雷性能良好，平時兩套系統互相切換使用，互為備份，提高了通訊設備安全水平。

（2）加裝輔助設施，方便檢查維護設備。結合現場需要，我們在車庫平臺增加了抱索器檢修吊裝工裝，方便檢修抱索器時起吊移位，節省體力。增加了站臺后立柱保潔平臺，方便站臺服務人員保潔車廂。設計加裝了上站車庫檢修平臺，方便在上站進行車廂檢修。加裝了站前立式吊車，方便吊裝搬運大件較重物品。為加強對線路設備運行狀況的監測，我們加裝了支架輪組繩位監控系統，隨時掌握鋼絲繩在線路輪組上的運行狀態，控制室值班人員可通過電腦終端實時查看線路設備運行情況，有助于設備維護人員在出現鋼絲繩脫索故障時快速判斷并采取正確處置措施。

6 結語

目前，變頻直驅式索道的建設方興未艾，作者把變頻直驅式設備運維中遇到的問題和處置措施總結出來，說明解決具體問題的技術路線，以求拋磚引玉，啟發思考，如何采取預防性安全措施？力爭為相關類型索道設備達到最大程度的安全發展獻一家之言。由于作者學識水平所限，本文中存在的錯誤或不當之處，懇請專家或同行指正。