[科普中國]-纜車式取水

纜車式取水是指建造于岸坡上的纜車吸取河流或水庫衣層水的取水。主要由泵車、坡道、輸水斜管和牽引設(shè)備組成。通過卷揚(yáng)機(jī)絞動(dòng)鋼絲繩牽引設(shè)有水泵機(jī)組的泵車，使其沿著斜坡上的軌道隨著水位的漲落而上下移動(dòng)取水。其特點(diǎn)基本與浮船式取水構(gòu)筑物相同。與浮船式相較，穩(wěn)定性好且操作管理較方便，但機(jī)動(dòng)靈活性較差。適用于水位變化較大，無冰凌和漂浮物較少的河流或水庫。

簡介纜車式取水是指建造于岸坡上的纜車吸取河流或水庫衣層水的取水。主要由泵車、坡道、輸水斜管和牽引設(shè)備組。通過卷揚(yáng)機(jī)絞動(dòng)鋼絲繩牽引設(shè)有水泵機(jī)組的泵車，使其沿著斜坡上的軌道隨著水位的漲落而上下移動(dòng)取水。其特點(diǎn)基本與浮船式取水構(gòu)筑物相同。與浮船式相較，穩(wěn)定性好且操作管理較方便，但機(jī)動(dòng)靈活性較差。適用于水位變化較大，無冰凌和漂浮物較少的河流或水庫1。

泵車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）泵車的供電電纜（或架空線）和輸水管不應(yīng)布置在同一側(cè)。

（2）變配電設(shè)施、對(duì)外交通道路應(yīng)布置在校核洪水位以上，絞車房的位置應(yīng)能將泵車上移到校核洪水位以上。

（3）根據(jù)工程條件選擇坡道型式。坡道坡度應(yīng)與岸坡坡度接近，對(duì)坡道附近的上下游天然岸坡亦應(yīng)按所選坡道坡度進(jìn)行整理，坡道面應(yīng)高出上下游岸坡0.3～0.4 m，坡道應(yīng)設(shè)有防沖設(shè)施。在坡道兩側(cè)應(yīng)設(shè)置人行階梯便道，在叉管處應(yīng)設(shè)工作平臺(tái)。

（4）本泵站坡道采用岸坡式坡道，水泵吸水管布置在車體迎水的正面。

（5）泵車出水管與輸水干管的接管方式應(yīng)采用曲臂聯(lián)絡(luò)接頭管。水泵出水管均應(yīng)裝設(shè)閥門，出水管并聯(lián)后應(yīng)與聯(lián)絡(luò)管相連。出水管應(yīng)設(shè)置接頭叉管，最低、最高叉管位置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)取水要求。接頭叉管的高差宜取為2m。

（6）泵車上宜有攔污、清污設(shè)施。泵車上應(yīng)設(shè)有合適的檢修平臺(tái)。

（7）在泵車吸水管附近應(yīng)裝設(shè)水位監(jiān)測儀，用于監(jiān)測水位漲落。當(dāng)水位超出水泵的工作吸程和最高點(diǎn)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，操作人員根據(jù)信號(hào)決定泵車上移或下移。

（8）水泵、吸水管、輸水管、控制系統(tǒng)等設(shè)備應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貥O寒氣候條件，必須進(jìn)行防凍防寒處理，確保設(shè)備正常運(yùn)行。

（9）在泵車的車架上安裝安全鉤，用于防止鋼絲繩斷裂時(shí)泵車落入水中。當(dāng)泵車下行時(shí)，安全鉤會(huì)自動(dòng)勾住軌道上的卡舌。泵車下行時(shí)，操作人員在泵車行駛到卡舌處時(shí)扳動(dòng)手柄將安全鉤抬起；泵車上行時(shí)，安全鉤會(huì)自動(dòng)通過卡舌。

（10）泵車采用電纜卷筒供電。動(dòng)力電纜由絞車房引出，經(jīng)坡道上的電纜托架與泵車內(nèi)的水泵機(jī)組連接。

（11）泵車車體豎向布置宜成階梯形。泵車房的凈高應(yīng)滿足設(shè)備布置和起吊的要求。泵車每排桁架下面的滾輪數(shù)宜為2～6個(gè)（取雙數(shù)），車輪宜選用雙凸緣型。泵車上應(yīng)設(shè)減振器。

（12）水泵出口管路上應(yīng)裝設(shè)水泵控制閥，并應(yīng)在水泵控制閥后的管道的適當(dāng)位置裝設(shè)泄壓閥，以防止停泵時(shí)管路水錘壓力過大對(duì)水泵造成損害。

（13）輸水管的每根叉管上均應(yīng)裝設(shè)1只偏心球閥。輸水管上應(yīng)裝設(shè)排水管，以便冬季排空輸水管中的存水2。

絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）絞車布置在地面以上，鋼絲繩從卷筒的下部出繩。在機(jī)架的前底緣（鋼絲繩引出一側(cè)）設(shè)有抗滑板，并錨固在絞車基礎(chǔ)內(nèi)?？够迮c機(jī)架頂緊，以抵抗水平滑移力。在卷筒支座處也設(shè)有抗滑板。

（2）主、副機(jī)架分開布置。主機(jī)架上安裝卷筒及開式齒輪副機(jī)架，副機(jī)架上安裝減速機(jī)及電動(dòng)機(jī)。為補(bǔ)償主、副機(jī)架上傳動(dòng)部件軸線的安裝誤差，選用鼓型齒式聯(lián)軸器作為連接部件。

泵車、絞車的安全保護(hù)裝置為防止泵車在運(yùn)行中的突發(fā)事故，設(shè)計(jì)中為泵車設(shè)置了多重安全保護(hù)裝置，主要有：

（1）軌道終端車擋。安裝在軌道的最下部，用于防止泵車低水位取水時(shí)下放失控而落入河中。

（2）軌道抗滑板。設(shè)置在每根軌道的中部，用以防止軌道壓板松動(dòng)后軌道向下滑移?？够邋^固在坡道上，并與軌道焊接。軌道可向兩端自由伸縮。

（3）應(yīng)設(shè)置活動(dòng)車擋，可配合安全鉤使用，用于當(dāng)泵車長時(shí)間靜止不動(dòng)，需放松鋼絲繩或檢修滑輪、鋼絲繩的場合。使用時(shí)將活動(dòng)車擋置于車輪后，擰緊螺絲使其緊固在軌道上。

（4）在絞車上安裝鎖齒機(jī)構(gòu)，用于絞車長期不用時(shí)將卷筒上的大齒輪鎖定。鎖齒裝置上設(shè)有行程開關(guān)，與電動(dòng)機(jī)電源相互連鎖。鎖齒機(jī)構(gòu)不打開，絞車不能運(yùn)行3。

電控設(shè)備技術(shù)要求（1）纜車式取水泵站的所有控制功能滿足就地遠(yuǎn)程控制要求，控制系統(tǒng)采用Profibus-DP通訊方式，根據(jù)上游蓄水池水位的高低控制水泵自動(dòng)啟停。

（2）當(dāng)?shù)貙俑吆畾夂颍ㄊ彝庾畹蜏囟?45.2 ℃），電氣設(shè)備應(yīng)能在該環(huán)境下長期正常運(yùn)行，電機(jī)防護(hù)等級(jí)IP54，防腐等級(jí)F級(jí)，防濕熱型（TH型）。

（3）電氣主回路設(shè)備采用10kV設(shè)備，主要包括斷路器、電壓互感器、電流互感器及高壓電纜等設(shè)備。另外，應(yīng)設(shè)一降壓變壓器，以滿足泵站附屬設(shè)備的供電和控制保護(hù)設(shè)備用電的要求。

（4）電控箱具有現(xiàn)場/遠(yuǎn)程開停轉(zhuǎn)換開關(guān)，電控箱設(shè)在電控室內(nèi)，并能有效防御氣體及水汽的侵蝕和腐蝕，所有電氣設(shè)備應(yīng)采取必要措施以適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境。

設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)在電控箱面板上能顯示，控制柜實(shí)現(xiàn)過載、過熱、缺相和短路等保護(hù)并實(shí)現(xiàn)故障時(shí)的保護(hù)性自動(dòng)停機(jī)。

（5）電動(dòng)機(jī)設(shè)有綜合保護(hù)裝置，綜合保護(hù)裝置具有速斷保護(hù)、過流保護(hù)、零序保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、溫度保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等保護(hù)。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)配一套電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置。每臺(tái)變壓器配一套變壓器綜合保護(hù)裝置。

（6）設(shè)有一套直流系統(tǒng)，蓄電池容量30Ah。直流系統(tǒng)屏內(nèi)含有蓄電池、充電機(jī)、負(fù)荷開關(guān)等，給電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置提供直流電源。

（7）電氣設(shè)備的操作采用現(xiàn)場/遠(yuǎn)程的操作方式?，F(xiàn)場控制柜的面板設(shè)置手動(dòng)按鈕，實(shí)現(xiàn)取水泵的就地控制，面板還設(shè)有開、停、急停按鈕和可采用帶指示燈的按鈕，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置過載或出現(xiàn)其他故障時(shí)，取水泵停止運(yùn)行并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)一臺(tái)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，備泵可自動(dòng)開啟。

（8）電控柜采用Profibus-DP通訊接口，向二級(jí)加壓泵站控制室提供遠(yuǎn)程控制方式、現(xiàn)地控制方式、手動(dòng)控制方式、自動(dòng)控制方式（含輪流控制）、斷路器位置、隔離開關(guān)位置、繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等。

總結(jié)纜車式取水方式可充分利用其在斜坡軌道行走的靈活性，保證了施工供水的不間斷，同時(shí)也解決了高寒地區(qū)冬季水面封凍造成施工供水取水困難的難題。纜車式取水泵站在高寒地區(qū)抽水蓄能電站施工供水系統(tǒng)中的成功運(yùn)用，可為今后其他類似工程提供參考2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)