1 施工升降机概述
施工升降机 ( 也称施工电梯、人货梯 ) 是一种垂直运输建筑材料和人员上下的高效率施工机械，该设备具有性能稳定、提升高度大、运载能力强等特点，项目施工中起着不可替代的作用。随着施工技术发展革新，超高层建筑、桥梁施工建设项目日益普遍，起升高度较以往明显增高。施工升降机随着起升高度的升高，作业效率、安全性、稳定性各项数据均有所降低，同时运行成本却有所增加。因此，有必要针对如何提供其施工效率进行分析，本文研究通过硬件更新设计的方式解决以上问题。
2 施工升降机传统供电系统解析
2.1 传统供电系统原理
施工升降机传统供电系统采用电缆进行动力供应，主要包括主电缆，固定在吊笼端的电缆臂架，固定在标准节电缆导架，固定在基础上电缆卷筒，电气柜等部件构成，如图 1 所示。
施工升降机工作时，电缆臂架拖动主电缆从电缆导架中通过，跟随吊笼上下移动，电缆线卷筒根据吊笼移动收、放主电缆，从而实现电力供应。
2.2 传统供电系统应用的利弊
随着施工升降机起升高度增加，施工电梯运行时主电缆无有效固定跟随吊篮上下移动，主电缆长期受电缆自重、风吹、日晒、雨淋和高频率运行的影响，电缆使用寿命进一步缩短，同时电缆故障存在较高的施工安全风险。
（1）电缆断裂。自重影响电缆本身损耗和使用寿命。随着施工高度的增加，电缆所受拉力增大，拉力由电缆的自重和风荷载组成的合力，当合力超过电缆允许的抗拉力时，就会发生断裂。
（2）电缆扭转主要是由外部温度的变化和电缆弹性的变化引起的。电缆的内部起保护作用的橡胶护套与外层橡胶对温度的变化不同，电缆使用过程中会扭转，电缆扭转后无法复原，越长的电缆扭曲的可能性越大，导致电缆破损停电，影响施工升降机工作。
（3）供电系统损坏。施工升降机供电系统无可靠防护罩，从作业面上掉落杂物容易损坏供电系统，从而导致供电系统故障和中断施工升降机作业；电缆长期上下拖拉运行，尤其在大风天气时大幅度晃动存在断裂风险，对运行造成重大安全隐患、
（4）有效载荷损失。施工升降机电缆的自重降低了有效载荷能力，同时增加了安全保护装置工作负荷。综上所述，传统供电系统使用过程中存在风险，
一旦出现故障，修复速度慢，降低了施工效率，增加施工成本。
3 滑触线供电系统
3.1 滑触线供电系统原理
滑触线供电系统是一种典型的接触式供电系统，配电柜出线与滑触线连接，通过集电极在母线槽滑动取电，达到为移动设备供电的目的。如图 1 所示。
3.2 滑触线供电系统应用优势
（1）滑触线供电系统与外部环境相对独立，外部环境对滑触线影响较小，能有效解决大风天气影响施工安全，同时避免电缆断裂下坠造成安全事故的风险，更高的安全性。
（2）滑触线供电系统采用固定安装，施工电梯采用集电器在母线槽滑动取电、供电。集电器运动只要几斤的拉力，和上百米电缆自重比较大大降低能耗，同时降低吊篮负重能减少施工升降机的电机和齿轮机械磨损，提升施工升降机使用寿命，更好的效益。
（3）滑触线供电系统
可按进度、高度加减节安装，更加便利。分节设计，零部件可单独更换，使用过程中故障排除及修理比传统供电方式更方便。
（4）传统铜芯电缆回收和二次使用价值高且无有效保护，被盗风险高。滑触线供电系统可重复使用 5 年以上。传统电缆的平均使用寿命 1~2 年，滑触线使用寿命是传统电缆 2~3 倍，具有更好的经济性。
3.3 滑触线供电系统设计
滑触线供电系统有三大要素需要进行设计：
（1）壳体，用来装载和保护导线，采分段制造的，一般都制作成标准件，可以根据需求自行增减长度；
（2）连接各部分的组件紧固件；
（3）与导体接触并将电力传输到移动设备的集电极。滑触线供电系统根据施工现场的条件差异，部件应重新设计及论证。
3.3.1 壳体设计
在设计壳体时要考虑保护导体免受外部环境影响的所有因素。必须具备功能包括：抵抗环境变化，保护导体免受异物损坏，较高的安装拆卸效率，足够装下导体容量；根据性能要求，外壳的设计考虑取决于材料、形状、长度、保护功能和导体尺寸。
（1）壳体材料不应受到外界温度变化的影响，其刚度足以抵抗风荷载，并且应轻便，便于运输和安装。高强度聚氯乙烯（PVC）作为广泛用作建筑材料具有极其出色的机械强度，其线性膨胀系数极低，为50.4×10-6m/℃，当温度从 0℃升至 40℃时仅发生 2mm的膨胀。PVC 的比重为 1.45，约为铝（2.7）的一半，因此对运输及安装拆卸工作都很安全。外壳的形状和长度应产生足够的刚度抵抗风荷载和异物的渗透并允许方便物料运输和扩展工作方便。（2）由于垂直使用壳体承受风载荷较，其厚度和形状应设计得坚固足以抵抗风荷载，因此壳体厚度至少为 3mm；壳体横截面尺寸根据使用施工升降机参数进行设计。以某品牌双笼施工升降机为例，额定电压 380V，额定电流 120A。导体的额定的载流量与其横截面积成正比，查阅资料可得，导体与集电器的接触横截面积不小于 50mm2；此外为保障滑触线有足够刚度，滑触线的单位长度不宜过长，选择2 个施工升降机标准节长度为 3m。（3）壳体一侧必须留有集电极与导体的接触的开口，为保障壳体对导体的保护，减少雨水、浮尘侵蚀，提高防护等级。因此，需要在集电极与导体接触时设置自动开闭的小装置。增加橡胶挡板固定在壳体一侧，当集电器划入和划出壳体时，挡板会打开和关闭。
3.3.2 滑触线连接装置设计
两个相邻的滑触线标准件连接时，应考虑温度变化，安拆效率，导体保护等因素。设计时首先要预留适当的间隙应对导体及壳体组成接头随温度升高而膨胀引起的形变，当施工现场的环境温度在 -30℃ ~40℃之间变化时，线性膨胀系数为 50.4×10-6m/℃的壳体*大形变量 4mm。线性膨胀系数为 16.7×10-6m/℃的导体*大形变量是 1.3mm。因此设计时形变量更大的壳体长度作为参考标准，必须保障 4mm 的接头间隙。滑触线通过连接板开孔与导体重叠位置开孔使用螺栓硬连接的方式，除了安拆效率不高且会对导体热胀冷缩起限制作用，需要在滑触线系统多处增加补偿装置。此外，还会存在滑触线使用过程中错位风险。
通过改进设计滑触线连接方式：该连接系统类似与气路的快速接头，先将导体插入接头中。通过在接头的上段的弹簧压板固定住，然后把接头与壳体连接卡槽卡住，工人只需将接头插入外壳，无需任何额外的工具，就可以快速地将滑触线进行连接。*后，接头与壳体形成一个整体，保护导体不受外来因素影响，而两根滑触线内部导体任具有相对独立的延展空间。即保障导体可以根据温度变化进行自有伸缩，同时兼顾连接的效率。
3.3.3 集电器装置设计
滑触线集电器设计时要考虑因素包括：良好的动力传导性，*大限度地减少橡胶盖的磨损，并能抵抗提升机的振动；当集电器的碳刷经过滑触线时，集电器会与橡胶盖板不断摩擦，造成部件磨损。所以集电器的两端都设计成流线型，接触面为圆弧形，*大限度地减少磨损，同时利于橡胶挡板顺利的开启和关闭。集电器安装在吊笼上，设计时应考虑吊笼振动对集电器的影响。采用硬连接，集电器和滑触线在运行中存在因振动损坏风险。设计集电器时参考摄像机稳定器原理，保障其在水平垂直方向足够的自有度。可以防止集电器脱落、损坏等情况发生。
3.3.4 滑触线供电系统安装
通过对滑触线供电系统的设计改进工作，其特性已适用于垂直使用的施工升降机。安装时将单根滑触线使用固定夹拼成 380V 供电线组，再拼装好供电线组固定在标准件上的安装支架上，嘴周固定在吊笼上的集电器与滑触线组合，调试形成整体，*后通电进行试车。
4 结语
本文通过滑触线供电系统与传统供电系统分析比较，针对施工升降机供电系统使用中的通病进行改进。滑触线供电系统降低了使用中的安全风险、成本，提高作业稳定性，对施工升降机运行效率有明显提升。目前该系统已在*新一代的升降机产品中进行应用，且取得了较好的应用效果，随着滑触线供电系统应用场景日益增多，相对应的技术革新也将日趋成熟。
