本文以施工升降機電源設計為研究對象，首先論述傳統供電系統原理及優劣勢，并針對其存在局限性提出滑觸
線供電系統，以此替代傳統電纜供電的方式，對滑觸線供電系統原理、優勢及系統設計進行具體分析，旨在提升施工升降
機作業效率、安全性、穩定性
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。
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。
