寧波港吉碼頭經營有限公司于 2010 年完成6 道 12 條線路、共 60 臺龍門吊的高架滑觸線“油改電”改造。2011 年開始，公司龍門吊“油改電”系統進入**應用推廣階段，在節能減排、降低成本方面取得了較為突出的成果。但是，也遇到了一些問題，其中比較突出的是，在灰霾或陰冷潮濕的天氣情況下，線路上容易粘附粉塵等污染物，與高架滑觸線接觸取電的碳刷易發生打火積碳現象，造成龍門吊跳電，甚至線路污染損壞，并導致整個港區生產受到嚴重影響，見圖 1、圖 2。
1 研究目標
在不改變龍門吊“油改電”現有取電方式的前提下，設計一套安裝于集電靴兩端，在龍門吊大車運行時能“即用即掃”的粉塵清潔裝置，保持滑觸線與碳刷的結合面狀態清潔。保障灰霾或陰冷潮濕天氣情況下龍門吊的正常取電。作為易耗件的刷頭還應具有成本低廉、更換方便的特點，刷頭壽命能達到 2～3 個月。
清潔裝置要與集電靴有機結合，不影響原有的取電方式。清掃下來的粉塵不會大量堆積在刷頭上，避免刷頭對線路造成二次污染。
該裝置自 2011 年底到 2012 年上半年，通過結構設計、材料選取、試驗改進等方法，確定了*終的方案，并于 2012 年下半年批量投入使用。
2 技術方案及項目實施
方案一：根據現有集電靴的結構形式，設計清潔裝置的結構為帶自潤滑軸承的滾輪形式，通過延伸的階梯形支架固定于集電靴的一端，刷頭材料選擇銅絲或尼龍絲兩種材料，見圖 3。
確定各配件的尺寸，選材，樣品制作，經安裝測試后發現：由于此結構尺寸偏大偏重，在風稍大的天氣情況下，對原有集電靴的靈活性會造成影響，使用時間一長，造成碳刷偏磨。另外銅刷頭材質太硬，對滑觸線會造成損傷，尼龍刷頭與滑觸線接觸不好，清潔效果不理想。
方案二：重新設計清潔裝置的結構，改為對稱布置在集電靴碳刷兩端的結構形式，另外小組成員在超市購物時受到啟發，選取刷頭材料為棕櫚絲，見圖 4。
選取了 4 臺龍門吊進行安裝，經過長時間的跟蹤，確認此結構安裝穩固，且不會對原集電靴造成影響，刷頭與碳刷之間的空格能起到防止粉塵堆積的作用，刷頭更換也非常方便。但是使用中也發現棕櫚絲韌性不夠，易斷裂，清潔效果雖好而壽命還不夠長。另外刷頭上每束刷毛方陣排列的方式在長時間使用后會整齊地分開，造成清潔效果下降明顯。
對方案二繼續改進。
1）刷頭方陣排列改成錯位排列，見圖 5。
2）刷毛改成韌性和彈性更好的鬃毛
又經過 6 臺龍門吊近 3 個月的試驗，清潔效果和使用壽命達到了預期的要求。
2012 年下半年，在每條“油改電”線路選 2～3 臺龍門吊安裝清潔裝置，安裝總數達到 30 臺，做到對“油改電”線路全覆蓋。2012 下半年至 2013年一季度多次灰霾或陰冷潮濕天氣，未發現碳刷積碳、龍門吊跳電的現象。
3 效益分析
3.1 安全效益
有效防止了因粉塵污染而引發滑觸線損傷甚至報廢的重大設備事故的發生。同時，也避免了人員登高手工清潔線路而帶來的安全風險。
3.2 經濟效益
直接經濟效益：每年節省委外清潔高架滑觸線費用 6 萬元。間接經濟效益：委外清潔某條高架滑觸線時，此線路要停電 2～3 d，需要將部分電車轉成油車。按每 TEU 電車比油車節省 5.208元，2012 年公司龍門吊作業箱量 533.82 萬 TEU計算，節省轉油車而產生的能耗費用 5.208 元/TEU ×（2 d/365 d）×533.82 萬 TEU=15.23(萬元)。
4 小結
高架滑觸線粉塵在線清潔裝置是一套可在龍門吊大車運行時，同步對線路進行清潔的裝置。該裝置的成功研制，有效保障了滑觸線取電的可靠性、安全性。其*大優勢在于結構簡單，價格低廉，清潔與生產同步，無需安排額外的清掃作業，同時也節省了需停電清潔而產生的費用。為各類滑觸線供電系統的線路清潔提供了借鑒實例，具有較好的參考價值。
