[科普中国]-缆车式取水

缆车式取水是指建造于岸坡上的缆车吸取河流或水库衣层水的取水。主要由泵车、坡道、输水斜管和牵引设备组成。通过卷扬机绞动钢丝绳牵引设有水泵机组的泵车，使其沿着斜坡上的轨道随着水位的涨落而上下移动取水。其特点基本与浮船式取水构筑物相同。与浮船式相较，稳定性好且操作管理较方便，但机动灵活性较差。适用于水位变化较大，无冰凌和漂浮物较少的河流或水库。

简介缆车式取水是指建造于岸坡上的缆车吸取河流或水库衣层水的取水。主要由泵车、坡道、输水斜管和牵引设备组。通过卷扬机绞动钢丝绳牵引设有水泵机组的泵车，使其沿着斜坡上的轨道随着水位的涨落而上下移动取水。其特点基本与浮船式取水构筑物相同。与浮船式相较，稳定性好且操作管理较方便，但机动灵活性较差。适用于水位变化较大，无冰凌和漂浮物较少的河流或水库1。

泵车的结构设计要点（1）泵车的供电电缆（或架空线）和输水管不应布置在同一侧。

（2）变配电设施、对外交通道路应布置在校核洪水位以上，绞车房的位置应能将泵车上移到校核洪水位以上。

（3）根据工程条件选择坡道型式。坡道坡度应与岸坡坡度接近，对坡道附近的上下游天然岸坡亦应按所选坡道坡度进行整理，坡道面应高出上下游岸坡0.3～0.4 m，坡道应设有防冲设施。在坡道两侧应设置人行阶梯便道，在叉管处应设工作平台。

（4）本泵站坡道采用岸坡式坡道，水泵吸水管布置在车体迎水的正面。

（5）泵车出水管与输水干管的接管方式应采用曲臂联络接头管。水泵出水管均应装设阀门，出水管并联后应与联络管相连。出水管应设置接头叉管，最低、最高叉管位置应满足设计取水要求。接头叉管的高差宜取为2m。

（6）泵车上宜有拦污、清污设施。泵车上应设有合适的检修平台。

（7）在泵车吸水管附近应装设水位监测仪，用于监测水位涨落。当水位超出水泵的工作吸程和最高点时，发出报警信号，操作人员根据信号决定泵车上移或下移。

（8）水泵、吸水管、输水管、控制系统等设备应考虑当地极寒气候条件，必须进行防冻防寒处理，确保设备正常运行。

（9）在泵车的车架上安装安全钩，用于防止钢丝绳断裂时泵车落入水中。当泵车下行时，安全钩会自动勾住轨道上的卡舌。泵车下行时，操作人员在泵车行驶到卡舌处时扳动手柄将安全钩抬起；泵车上行时，安全钩会自动通过卡舌。

（10）泵车采用电缆卷筒供电。动力电缆由绞车房引出，经坡道上的电缆托架与泵车内的水泵机组连接。

（11）泵车车体竖向布置宜成阶梯形。泵车房的净高应满足设备布置和起吊的要求。泵车每排桁架下面的滚轮数宜为2～6个（取双数），车轮宜选用双凸缘型。泵车上应设减振器。

（12）水泵出口管路上应装设水泵控制阀，并应在水泵控制阀后的管道的适当位置装设泄压阀，以防止停泵时管路水锤压力过大对水泵造成损害。

（13）输水管的每根叉管上均应装设1只偏心球阀。输水管上应装设排水管，以便冬季排空输水管中的存水2。

绞车的结构设计要点（1）绞车布置在地面以上，钢丝绳从卷筒的下部出绳。在机架的前底缘（钢丝绳引出一侧）设有抗滑板，并锚固在绞车基础内。抗滑板与机架顶紧，以抵抗水平滑移力。在卷筒支座处也设有抗滑板。

（2）主、副机架分开布置。主机架上安装卷筒及开式齿轮副机架，副机架上安装减速机及电动机。为补偿主、副机架上传动部件轴线的安装误差，选用鼓型齿式联轴器作为连接部件。

泵车、绞车的安全保护装置为防止泵车在运行中的突发事故，设计中为泵车设置了多重安全保护装置，主要有：

（1）轨道终端车挡。安装在轨道的最下部，用于防止泵车低水位取水时下放失控而落入河中。

（2）轨道抗滑板。设置在每根轨道的中部，用以防止轨道压板松动后轨道向下滑移。抗滑板锚固在坡道上，并与轨道焊接。轨道可向两端自由伸缩。

（3）应设置活动车挡，可配合安全钩使用，用于当泵车长时间静止不动，需放松钢丝绳或检修滑轮、钢丝绳的场合。使用时将活动车挡置于车轮后，拧紧螺丝使其紧固在轨道上。

（4）在绞车上安装锁齿机构，用于绞车长期不用时将卷筒上的大齿轮锁定。锁齿装置上设有行程开关，与电动机电源相互连锁。锁齿机构不打开，绞车不能运行3。

电控设备技术要求（1）缆车式取水泵站的所有控制功能满足就地远程控制要求，控制系统采用Profibus-DP通讯方式，根据上游蓄水池水位的高低控制水泵自动启停。

（2）当地属高寒气候（室外最低温度-45.2 ℃），电气设备应能在该环境下长期正常运行，电机防护等级IP54，防腐等级F级，防湿热型（TH型）。

（3）电气主回路设备采用10kV设备，主要包括断路器、电压互感器、电流互感器及高压电缆等设备。另外，应设一降压变压器，以满足泵站附属设备的供电和控制保护设备用电的要求。

（4）电控箱具有现场/远程开停转换开关，电控箱设在电控室内，并能有效防御气体及水汽的侵蚀和腐蚀，所有电气设备应采取必要措施以适应当地气候环境。

设备的运行状态在电控箱面板上能显示，控制柜实现过载、过热、缺相和短路等保护并实现故障时的保护性自动停机。

（5）电动机设有综合保护装置，综合保护装置具有速断保护、过流保护、零序保护、过负荷保护、温度保护、堵转保护等保护。每台电动机配一套电动机综合保护装置。每台变压器配一套变压器综合保护装置。

（6）设有一套直流系统，蓄电池容量30Ah。直流系统屏内含有蓄电池、充电机、负荷开关等，给电动机保护装置提供直流电源。

（7）电气设备的操作采用现场/远程的操作方式。现场控制柜的面板设置手动按钮，实现取水泵的就地控制，面板还设有开、停、急停按钮和可采用带指示灯的按钮，当驱动装置过载或出现其他故障时，取水泵停止运行并发出报警信号。当一台水泵出现故障时，备泵可自动开启。

（8）电控柜采用Profibus-DP通讯接口，向二级加压泵站控制室提供远程控制方式、现地控制方式、手动控制方式、自动控制方式（含轮流控制）、断路器位置、隔离开关位置、继电保护动作信号等。

总结缆车式取水方式可充分利用其在斜坡轨道行走的灵活性，保证了施工供水的不间断，同时也解决了高寒地区冬季水面封冻造成施工供水取水困难的难题。缆车式取水泵站在高寒地区抽水蓄能电站施工供水系统中的成功运用，可为今后其他类似工程提供参考2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学