В зависимости от типа крана (мостовой, башенный, стреловой самоходный и т. п.) и рода привода (электрический, механический) кран снабжается рядом приборов и устройств, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию. К таким приборам относятся:
а) концевые выключатели, предназначенные для автоматической остановки механизмов кранов с электрическим приводом. На кранах с механическим приводом механизмов концевые выключатели не применяются. Требования по оборудованию грузоподъемных машин концевыми выключателями изложены в Правилах по кранам;
б) блокировочные контакты, применяемые для электрической блокировки двери входа в кабину крана с посадочной площадки, крышки люка входа на настил моста и других местах;
в) ограничители грузоподъемности, предназначенные для предотвращения аварий кранов, связанных с подъемом груза массой, превышающей их (с учетом вылета крюка) грузоподъемность. Установка прибора обязательна на стреловых, башенных и портальных кранах. Краны мостового типа должны оборудоваться ограничителем грузоподъемности в том случае, когда не исключается их перегрузка по технологии производства. Требования к установке прибора содержатся в Правилах по кранам;
г) ограничители перекоса, предназначенные для предупреждения опасного перекоса металлоконструкций козловых кранов и мостовых перегружателей вследствие опережения одной из опор другой при передвижении крана. Необходимость установки прибора определяется при проектировании расчетом;
д) указатель грузоподъемности, устанавливаемый на кранах стрелового типа, у которых грузоподъемность изменяется с изменением вылета крюка. Прибор автоматически показывает, какова грузоподъемность крана при установленном вылете, что помогает предотвратить перегрузки крана;
е) указатель угла наклона для правильной установки стреловых кранов, кроме работающих на рельсовых путях;
ж) анемометр. Таким прибором должны оборудоваться башенные, портальные и кабельные краны для автоматической подачи звукового сигнала при опасной для работы скорости ветра;
з) противоугонные устройства, применяемые на кранах, работающих на наземных рельсовых путях, для предупреждения угона их ветром. Требования к этим устройствам изложены в Правилах по кранам;
и) автоматический сигнализатор опасного напряжения (АСОН), сигнализирующий об опасном приближении стрелы крана к находящимся под напряжением проводам линии электропередачи. Прибором оборудуются стреловые самоходные краны (за исключением железнодорожных);
к) опорные детали, которыми снабжаются краны мостового типа, передвижные консольные, башенные, портальные, кабельные, а также грузовые тележки (кроме электроталей) для уменьшения динамических нагрузок на металлоконструкцию в случае поломки осей ходовых колес;
л) упоры, устанавливаемые на концах рельсового пути для предупре.ждения схода с них грузоподъемных машин, а также на стреловых кранах с изменяющимся вылетом стрелы для предотвращения ее опрокидывания;
м) звуковой сигнальный прибор, применяемый на кранах, управляемых из кабины или с пульта (при дистанционном управлении). На кранах, управляемых с пола, сигнальный прибор не устанавливается.
Популярные статьи
|
Для предотвращения аварий и несчастных случаев на мостовых эл.кранах устанавливают следующие приборы и устройства безопасности:
1. концевые выключатели для автоматической остановки механизма подъема г/з органа, механизма передвижения крана и тележки;
2. буферные устройства;
3. ограничитель г/п;
5. приспособление для исключения выпадения стропов из зева крюка;
6. звуковая и световая сигнализация;
7. защитные средства от поражения эл.током.
Концевые выключатели применяют для автоматического отключения от эл.сетиэл.двигателя механизма подъемагруза при подходе крюковой подвески к главным балкам моста (причем зазор между г/з органом без груза и упором должен быть не менее 200мм), а также при подходе к концевым упорам крана или грузовой тележки.
Концевой выключатель механизма передвижения устанавливают так, чтобы отключение двигателя происходило на расстоянии до упора, равном не менее половины пути торможения .
При установке взаимных ограничителей хода механизмов передвижения кранов, работающих на одном пути, это расстояние принимают не менее 0,5м.
В мостовых эл.кранах применяют рычажные и шпиндельные концевые выключатели.
Рычажные выключатели срабатывают при соприкосновении с каким-либо упором, например, отключающей линейкой, и служат обычно для ограничения перемещения в одну сторону.
Шпиндельные выключатели применяют в основном для ограничения высоты подъема г/з устройства и предназначены для ограничения его передвижения вверх и вниз в обоих направлениях.
Блокировка люка предназначена для автоматического отключения линейного контактора на защитной панели в кабине крана при открывании дверки люка выхода на галлерею крана. При этом обесточиваются мостовые троллеи крана и эл.аппаратура, установленная на мосту крана.
Дверка кабины мостового крана должна иметь эл.блокировку (контакт), не позволяющую начать передвижение крана при открытой двери.
На мостовых кранах, где по технологии производства не исключена их перегрузка, должны быть установлены ограничители грузоподъемности . Необходимость в их установке должна указываться при заказе на кран. Ограничитель г/п мостового крана может допускать перегрузку не более чем на 25%. Регулировать ограничитель при работе крана машинисту категорически запрещается .
Нулевая защита (электрическая блокировка) исключает самопроизвольное включение приводных двигателей механизмов крана при внезапной подаче напряжения во внешнюю эл.сеть питания крана. Эта защита предусматривает обязательный вывод рукояток управления в нулевое положение, после чего возможен пуск двигателей.
Буферные устройства служат для смягчения ударов и толчков при наезде крановых мостов и грузовых тележек на концевые упоры или при столкновении кранов. Буфер содержит упругий элемент,который поглощает кинетическую энергию поступательно движущихся масс крана или тележки вмомент соударения и повышает тем самым безопасность эксплуатации крана при внезапных отказах тормозов или концевых выключателей.
Упругие элементы буфера выполняют резиновыми, пружинными, пружинно-фрикционными и гидравлическими.
Краны, работающие на открытых эстакадах, снабжают противоугонными захватами , исключающимиперемещение крана вдоль крановых путей под действием ветровой нагрузки (нерабочего состояния).
При положении захватов, клещи охватывают и зажимают головкирельсов кранового пути,удерживая кран. Захваты накладываются машинистом при усилении ветра до значения предельного состояния.
Звуковая сигнализация на кране необходима для оповещения рабочих о повышенной опасности, возникающей при перемещении грузов кранами. Обычно для этой цели используют эл.звонки, колокол, сирену, для включения которых служит кнопка (на рычаге управления).
Световая и знаковая сигнализация служит для информирования машиниста о возможных неисправностях эл.оборудования крана или об опасных зонах его обслуживания.
Главные троллеи крана имеют световую сигнализацию о наличии напряжения на троллеях. Сигнальные лампы подключены непосредственно к троллеям и установлены на каждой фазе. При использовании трехфазного переменного тока цвет ламп в этом случае красный . При использовании постоянного тока возле троллей устанавливают две лампы белого цвета, включенные паралельно.
Опасную зону ограждают также знаками безопасности и плакатами, устанавливаемыми на кране и в производственных помещениях.
Принята система сигнальных цветов:
- красный – запрещение – непосредственная опасность, средство пожаротушения;
- желтый – предупреждение – возможная опасность;
Зеленый – безопасность – предписание;
Синий – указание – информация.
Установка знаков безопасности на крановом оборудовании обязательна!
Мостовые электрические краны должны быть оборудованы устройствами автоматической остановки механизма подъема и механизма передвижения моста и тележки перед подходом их к упорам, если скорость их передвижения может превысить 32 м/мин. Эти устройства называются конечными или концевыми выключателями.
Все конечные выключатели можно разделить по способу включения на выключатели главного тока, размыкающие главную цепь двигателя, и выключатели тока управления, размыкающие цепь катушек контакторов. По конструкции конечные выключатели подразделяются на рычажные (рис. 2.53) и шпиндельные (рис. 2.54). При отклонении рычага рычажного выключателя от нормального положения связанные с ним контакты разрывают цепь главного тока или тока управления и двигатель рычажные выключатели серии КУ и шпиндельные серии ВУ. Выключатели КУ-700 допускают любой порядок замыкания контактов. Выключатели КУ-701 применяют в схемах управления для ограничения линейного передвижения кранов при небольших выбегах, выключатели КУ-703 - для ограничения хода механизмов подъема. Выключатели КУ-704 и КУ-706 служат для ограничения линейного передвижения механизмов с любым выбегом.
Корпус выключателя выполнен литым из алюминиевого сплава в брызгозащищенном исполнении. При установке на открытом воздухе рекомендуется защищать выключатели от воздействия атмосферных осадков. Внутри корпуса закреплен барабан с кулачковыми шайбами, при повороте которого замыкаются или размыкаются контакты блока кулачковых элементов.
На изоляционном основании блока кулачковых элементов укреплены четыре неподвижных контакта и два рычага с контактными мостиками. Контакты выполнены из серебра. Пружины удерживают контакты в замкнутом состоянии. При подходе выступа кулачковой шайбы под выступ рычага последний поворачивается и контакты размыкаются.
На валу выключателей КУ-701, КУ-704 и КУ-706 устанавливают храповик, который фиксирует приводной рычаг: в КУ-701 - в нулевом положении, в КУ-704 - в нулевом и двух крайних положениях, в КУ-706 - в крайних положениях. В выключателе КУ-703 фиксация осуществляется грузом, подвешенным на рычаге, и противовесом рычага, который может быть установлен в различных положениях относительно корпуса. Органом воздействия на выключатели КУ-701 и КУ-706 служит ограничительная линейка. В выключателе КУ-703 поворот кулачкового вала и возврат в исходное положение производятся при подъеме или опускании противовеса, который поднимается или опускается полкой, укрепленной на крюковой обойме. Кулачковый барабан выключателя КУ-704 поворачивается при воздействии штыря на вилку.
Возможные положения рычагов относительно корпусов выключателей приведены на рис. 2.55. Положения выключателей серии КУ представлены в табл. 2.5.
Выключатели ВУ-150М и ВУ-250М применяют как конечные в схемах управления передвижением кранов или для ограничения хода механизмов подъема.
Выключатель в конце пути может разомкнуть или замкнуть контакты. Для размыкания контактов ролики шайб устанавливают в соответствии с рис. 2.56, а
(при вращении шайб по часовой стрелке, если смотреть со стороны контактных шайб) или рис. 2.56, б
(при вращении шайб против часовой стрелки). Угол между роликами берется наименьший (32°). Угол а
поворота спаренных шайб до момента замыкания или размыкания контактов называется рабочим углом. Рабочий угол может составлять от 12 до 300°.
Весь путь механизма должен соответствовать выбранному рабочему углу. Угол срабатывания (в пределах рабочего угла) для размыкания и замыкания контактов легко регулируется при монтаже. Угол дополнительного поворота шайб, вызванный выбегом механизма, после срабатывания выключателя не должен превышать 300°. Выключатели серии ВУ имеют литой алюминиевый корпус, в котором расположен вал с замыкающими и размыкающими шайбами, рычаг с контактным мостиком, собачку и неподвижные контакты, укрепленные на изоляционной планке. В выключателях ВУ-150Л1 предусмотрена одна цепь, а в выключателях ВУ-250М - две цепи, поэтому количество рычагов, неподвижных контактов, замыкающих и размыкающих шайб удвоено. В корпуса выключателей ВУ-150М и ВУ-250М встроены редукторы с передаточным числом 50: 1 (50 оборотам приводного вала соответствует один оборот вала с шайбами).
При набегании ролика замыкающей шайбы на выступ рычага последний медленно поворачивается и замыкает два неподвижных контакта, удерживаясь при помощи собачки в замкнутом положении. При набегании ролика размыкающей шайбы на выступ собачки рычаг освобождается и под действием пружины мгновенно поворачивается, размыкая контакты.
К конечным выключателям механизма подъема предъявляются следующие требования: они должны быть установлены так, чтобы после остановки грузозахватного органа при подъеме без груза зазор между грузозахватным органом и упором был не менее 200 мм, а для электроталей - не менее 50 мм.
Применительно к грейферным кранам с раздельным двухмоторным приводом грейферной лебедки схема включения конечного выключателя подъема должна быть выполнена так, чтобы одновременно отключались двигатель механизма подъема и двигатель замыкания грейфера при достижении последним крайнего верхнего положения. Конечный выключатель механизма передвижения должен быть установлен таким образом, чтобы его двигатель отключался на расстоянии до упора, равном не менее половины пути торможения механизма, а в козловых кранах - не менее полного пути торможения. При наличии взаимных ограничителей хода механизмов передвижения мостовых кранов, работающих на одном пути, указанное расстояние может быть уменьшено до 0,5 м. Дверь для входа в кабину управления мостового крана с посадочной площадки снабжают электрической блокировкой, препятствующей движению при открытой двери. Электрическую схему магнитных кранов следует выполнять так, чтобы снятие напряжения с крана контактами приборов и устройств безопасности не отражалось на напряжении грузового электромагнита. У кранов с электроприводом трехфазного тока при обрыве любой одной фазы должен отключаться механизм подъема груза. Контакты приборов и устройств безопасности должны работать на разрыв электрической цепи.
Электрическая схема управления электродвигателями крана должна исключать: самозапуск электродвигателей после восстановления напряжения в сети, питающей кран; пуск электродвигателей не по заданной схеме ускорения; пуск электродвигателей контактами предохранительных устройств - контактами конечных выключателей и блокировочных устройств.
Вводное устройство мостовых кранов снабжают индивидуальным контактным замком с ключом, без которого не может быть подано напряжение на кран. Все металлоконструкции - корпуса электродвигателей, аппаратов, металлические оболочки кабелей, защитные трубы, которые не входят в электрическую цепь, но могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции, должны быть заземлены в соответствии с ПУЭ.
Во избежание повреждения оборудования крана при неправильных действиях крановщика и для предотвращения несчастных случаев устанавливают блок-контакты в виде кнопок, имеющих два размыкающих и два замыкающих контакта. Вообще термин «блок-контакт» применим к любому аппарату, включающему и отключающему цепи управления. /На кранах для блокировки дверей и люков служат блок-контакты, заключенные в металлические корпуса (рис. 2.57). В качестве конечных выключателей на кранах их не используют из-за малых размеров, но для блокировки они вполне приемлемы. Корпуса их плотно закрыты, не пропускают пыль и влагу, допустимый ток - 6 А число включений в час - до 300, износ наступает после 2 млн включений. При закрытии дверь нажимает на кнопку блок-контакта и он замыкает блокируемый участок цепи управления, подготавливая таким образом электрическую схему крана к работе. При нажатии кнопки «Пуск» теперь будет включен главный контактор защитной панели.
Кнопку «Стоп» аварийного отключения устанавливают на видном месте в кабине управления. При ее нажатии размыкается цепь управления катушки главного контактора и отключаются все двигатели крана, тормоза прекращают движение всех механизмов.
После отключения главного контактора - как аварийного, так и случайного - все контроллеры должны быть поставлены в нулевое положение. Крепление корпуса блок-контакта к металлоконструкциям должно быть надежным, а действие его - безотказным.
Безопасность труда на объектах городского строительства и хозяйства при использовании кранов и подъемников.
Учебно-методическое, практическое и справочное пособие.
Авторы: Ройтман В.М., Умнякова Н.П., Чернышева О.И.
Москва 2005 г.
1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
1.1. Понятие о производственной опасности .
1.2. Опасные зоны на строительной площадке .
1.3. Примеры характерных аварий и несчастных случаев, связанных с использованием кранов и подъемников .
1.4. Основные причины аварий и несчастных случаев при использовании кранов и подъемников .
2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
2.1. Общее условие обеспечения безопасности труда .
2.2. Нормативные основы обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
2.3. Основные задачи обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка .
3.1.1. Подбор крана .
3.1.2. Поперечная привязка кранов .
3.1.3. Продольная привязка башенных кранов .
3.2. Определение границ опасных зон работы кранов и подъемников .
3.3. Обеспечение безопасности труда в опасных зонах работы кранов и подъемников.
3.3.1. Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах.
3.3.2. Обеспечение безопасности при установке кранов.
3.3.3. Защитное заземление подкрановых путей.
3.3.4. Обеспечение безопасности при совместной работе кранов.
3.3.5. Обеспечение безопасности при использовании подъемников.
3.4. Мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.4.1. Общие положения.
3.4.2. Принудительное ограничение зоны работы крана.
3.4.3. Специальные мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.5. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи линий электропередачи.
3.6. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи выемок.
3.7. Обеспечение безопасности при складировании материалов, конструкций, изделий и оборудования.
3.8. Обеспечение безопасности при погрузочно-разгрузочных работах.
4. РЕШЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА В ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ППР, ПОС и др.) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
4.1.Общие положения.
4.2. Стройгенплан.
4.3. Технологические схемы.
3.3. Обеспечение безопасности труда в опасных зонах работы кранов и подъемников.
3.3.1. Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах.
Приборы и устройства безопасности предназначены для автоматического отключения агрегатов и механизмов крана при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых значений.
К основным приборам и устройствам безопасности, устанавливаемым на грузоподъемных кранах, относятся (рис. 3.7):
- ограничители грузоподъемности (грузового момента);
- ограничители вылеты стрелы;
- концевые выключатели;
- ограничители подъема крюка;
- ограничители поворота вращающейся части крана;
- анемометр;
- противоугонные устройства, выносные опоры, тормоза, ограждение, галереи, площадки и лестницы.
Ограничители передвижения крана должны быть установлены таким образом, чтобы отключение двигателя механизма передвижения происходило на расстоянии не мене тормозного пути до тупикового упора.
Для гашения остаточной скорости крана и предотвращения его схода с концевых участков кранового пути в аварийных ситуациях, при отказе ограничителя передвижения или тормозов механизма передвижения крана на концах рельсового пути (на расстоянии не менее 0,5м) должны быть установлены тупиковые упоры 12 (рис.3.7.).
Упоры должны быть установлены таким образом, чтобы наезд крана на упоры был одновременным. При установке тупиковых упоров необходимо учитывать расстояние от концов пути, габариты тупиковых упоров, расстояние между спаренными тупиковыми упорами для тяжелых кранов и расстояние между тупиковыми упорами и габаритами крана, находящегося на крайней стоянке у тупикового упора.
Ограничители вылета стрелы служат для автоматического отключения механизма обеспечивающего изменение вылета стрелы 5 (рис.3.7.) при достижении стрелой максимального или минимального рабочего вылета.
Ограничитель высоты подъёма крюка 3 , 4 (рис. 3.7.) служит для автоматического отключения механизма подъёма крюка при подходе его к верхнему крайнему положению. Этот ограничитель состоит из выключателя 4 и груза 3 с двумя направляющими скобами, в которые заведены ветви грузового каната. Когда грузовая подвеска упирается в груз 3 и поднимает его, освобожденный от груза рычаг выключателя 4 , размыкает контакты электрического питания механизма подъёма крюка.
Ограничитель поворота 7 (рис.3.7.) вращающейся части крана служит для того, чтобы не допустить вращение поворотной части крана в одну сторону более двух раз, в целях предотвращения обрыва токоведущих проводов, когда одни концы этих проводов закрепляются на ходовой раме, а другие – на поворотной части крана.
Анемометр 1 (рис.3.7.) предназначен для автоматического определения скорости ветра, при которой работа прекращается, и включаются аварийные устройства. Анемометр 1 соединен с приборной панелью в кабине крановщика. Система световой и звуковой сигнализации 6 реагирует на увеличение силы ветра до предельно допустимой величины и на превышение скорости ветра допустимой величины.
Рис. 3.7. Приборы и устройства, обеспечивающие безопасную работу башенного крана.
1
– анемометр; 2
- датчик – усилий ограничителя грузоподъёмности; 3
– груз ограничителя подъёма крюка; 4
– выключатель ограничителя высоты подъёма крюка; 5
– датчик угла подъёма стрелы; 6
– звуковой сигнал; 7
– концевой выключатель ограничителя поворота башни; 8
– панель сигнализации ограничителя; 9
– релейный блок ограничителя грузоподъёмности; 10
– концевой выключатель ограничителя передвижения крана; 11
– инвентарная путевая линейка; 12
– тупиковый упор
.
Общие условия защиты электрооборудования на кранах от аварийных ситуаций
По своему назначению, специфике работы и конструктивным особенностям грузоподъемные краны относятся к категории оборудования, имеющего повышенную опасность, что объясняется самим процессом работы этих механизмов на площадках и в помещениях, где одновременно находятся люди и ценное оборудование.
Общие требования по безопасности работы кранов и кранового электрооборудования сформулированы в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» и «Правилами устройства электроустановок».
Все электрооборудование, располагаемое в кабинах управления кранами, снабжается заземленными металлическими кожухами или должно быть полностью закрыто от возможности прикосновения к токоведущим частям. В кабине управления также должен находиться аппарат, обеспечивающий непосредственное или дистанционное отключение всех питающих кабельных трасс, проведенных по крану, за исключением вводных устройств.
Выход на площадки крана, где расположены не защищенное кожухами электрооборудование, тележки, может осуществляться только через двери и люки, имеющие блокировку, отключающую питание всех источников электроэнергии крана.
Участок главных троллеев, главные токоприемники и токовводы, остающиеся под напряжением при отключений всей внутрикрановой разводки,. должны иметь надежное ограждение от случайного прикосновения к ним. Это ограждение должно иметь замок с индивидуальным ключом.
Ремонт и осмотр токовводов может осуществляться только при отключении питания главных троллеев или общего вводного устройства, расположенного вне крана. Цепи несколько кранов питаются от общецеховых троллеев, то предусматривается ремонтный участок, где может быть осуществлено отключение троллеев без перерыва питания остальных кранов.
Краны являются движущимися установками и подвержены вибрациям и ударам в процессе движения, поэтому возможность повреждения кабелей и проводов на кранах относительно выше, чем при их стационарной прокладке. Кроме того, на ряде кранов токопереход на движущиеся части осуществляется с помощью гибких шланговых кабелей, повреждение которых полностью исключить невозможно. С учетом этого первой задачей защиты является защита электрооборудования на кранах от токов к. з.
Токи к. з. в отдельных цепях в пределах крана будут тем меньше, чем меньше сечения монтажных проводов этих цепей и меньше размеры различных токопереходов и токоразъемов. Максимальные токи к. з. в цепях управления при сечении проводов 2,5 мм2 составляют 1200-2500 А. При этом для защиты цепей возможно применение предохранителей серии ПР на токи 6-20 А или любых видов автоматических выключателей АП 50, АК 63 и т. п. Токи к. з., А, в цепях электродвигателей ориентировочно, можно определить, по формуле
где I кзюф - ток короткого замыкания в фазе питающей, линии через 0,04 с; s п - сечение провода в рассматриваемой цепи, мм2.
Так как ток к. э. не должен до его отключения разрушать коммутационный аппарат, находящийся в данной цепи, то необходимо при выборе аппаратов и сечений проводов соблюдать определенные соотношения, обеспечивающие термическую стойкость аппарата. Полагая, что термическая стойкость большинства аппаратов, применяемых в крановом электроприводе, составляет 10I н в течение 1 с, то соотношение между максимальным допустимым сечением провода, мм2, и номинальным током аппарата должно быть следующим:
где I н - номинальный ток аппарата, А.
Последнее соотношение показывает, что при возможных токах к. з. на фидере более 8000 А аппараты на 25 А устанавливать недопустимо по термической стойкости. Аппараты на токи 63 А могут использоваться только при сечениях кабеля не более 6 мм2, а аппараты на ток 100 А - при сечениях кабеля не более 16 мм2.
При возможных токах к. з. 12 000 А (предельных для кранов) аппараты на токи 63 А могут использоваться только при сечениях кабеля не более 4 мм2, т. е. при номинальных токах до 30 А. Аппараты на ток 100 А могут использоваться при сечениях кабеля не более 10 мм2, т. е. при номинальных токах до 60 А. Таким образом, для кранов, получающих питание от фидеров особо большой мощности, необходимо либо устанавливать аппараты на токи не ниже 100-160 А, либо ограничивать сечения проводов к этим аппаратам с целью снижения возможных токов к. з.
Защита кабельной сети крана от токов к. з. осуществляется с помощью реле максимального тока мгновенного действия, а при необходимости может осуществляться установочными автоматами.
Защита проводов от токов к. з. осложняется большим интервалом мощностей электродвигателей механизмов в пределах одного крана. В соответствии с правилами устройства электроустановок защитные аппараты должны быть рассчитаны на ток срабатывания не выше 450% продолжительного тока защищаемой цепи. Этими же правилами для проводов и кабелей, работающих с повторно-кратковременной нагрузкой, допустимый по нагреву ток определяется выражением
Где I пв и I н - номинальные токи кабеля в повторно-кратковременном и продолжительном режимах работы.
При ПВ=40% I пв = 1,4 х I н. Таким образом, кратность уставки защиты к допустимому току провода (кабеля) должна быть не выше 450/1,4=320% тока в режиме 40% ПВ. Допускаемые нагрузки на провода и кабели в пределах крана при температуре окружающей среды 45° С приведены в справочных таблицах.
Крановые электроприводы имеют следующие основные типы защитных устройств:
Максимальную защиту для отключения электропривода от сети при возникновении в защищаемой цепи недопустимых токов;
Нулевую защиту для отключения электропривода при прекращении или перерыве подачи питания от источника электроэнергии. Разновидностью нулевой защиты является нулевая блокировка, исключающая самозапуск электродвигателя при восстановлении питания на подводящей линии, если орган управления находится в рабочем положении
Конечную защиту для предотвращения перемещения движущихся конструкций сверх определенных допустимых границ.
Важной задачей системы защиты является предотвращение у всех типов электроприводов крановых механизмов недопустимых перегрузок, связанных с неисправностью схем управления, заклиниванием механизмов, обрывом цепи тормоза и т. п. В этом отличие требований к защите от перегрузок крановых электроприводов от защиты от перегрузок для электроприводов продолжительных режимов.
В связи с неопределенностью нагрузки крановых механизмов, меняющимися темпами нагрева двигателей, их работой в условиях частых пусков и торможений не представляется возможным даже ставить задачу защиты электроприводов от тепловых перегрузок. Единственным условием предотвращения тепловых перегрузок кранового электрооборудования является его правильный выбор с учетом заранее рассчитанных любых возможных в эксплуатации режимов работы.
Таким образом, защита от перегрузок сводится к контролю пускового тока при ступенчатом пуске и защите от заклинивания короткозамкнутых двигателей или электроприводов с токовой отсечкой. При правильно организованном пуске электропривода со ступенчатым разгоном пусковой ток не должен превышать 220- 240% тока, соответствующего расчетному значению.
С учетом необходимого запаса на разброс как пускового тока, так и уставки максимального реле последняя должна рыть рассчитана на срабатывание при токе около 250% расчетного который может быть равен или меньше тока электродвигателя в режиме ПВ=40%.
Согласно изложенному, на реле максимального тока в системе крановых электроприводов возлагается две функции:
1. защита от токов к. з. проводов (кабелей) в каждом полюсе на постоянном токе и в каждой фазе на переменном токе,
2. защита от перегрузок, для обеспечения которой достаточно включить реле в один из полюсов или одну из фаз.
В соответствии с правилами электроприводы кранов должны иметь , т. е. при перерыве питания электропривод должен отключаться, а его повторное включение возможно только после возвращения органа управления в нулевое положение. Это требование не распространяется на системы кнопочного управления с пола, имеющие кнопки с самовозвратом.
Наличие, нулевой блокировки исключает самозапуск электроприводов кранов, а также исключает повторное включение при срабатывании различных защит.
Защита от обрыва фазы на кранах не применяется. Анализ возможных последствий обрыва фазы вне крана и приемлемой системы защиты от обрыва фазы показал, что, с одной стороны, в настоящее время нет удовлетворительного технического решения по применению надежного, дешевого и простого аппарата контроля напряжения на фазах, а с другой стороны, обрыв фазы в пределах крана и вне его маловероятен в связи с тем, что применение плавких предохранителей в главной цепи в настоящее время не практикуется.
Новые системы динамического торможения, применяемые взамен торможения методом противовключения, сводят к минимуму опасность падения груза при обрыве фазы.
Реле защиты от перегрузок в крановом электроприводе
Для защиты цепей кранового электрооборудования от перегрузок применяется электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО 401. Эти реле могут использоваться как в цепях переменного, так и постоянного тока. Реле имеет два конструктивных исполнения. На рис. 1 показан общий вид реле РЭО 401.
Реле состоит из двух основных узлов: электромагнита 2 и размыкающего вспомогательного контакта 1. Катушка электромагнита 3 расположена на трубке 4, в которой свободно перемещается якорь 5. Положение якоря в трубке регулируется по высоте и определяет значение тока срабатывания реле. При возрастании тока в катушке выше тока срабатывания якорь поднимается вверх и через толкатель контактного узла размыкает контакты.
Во втором исполнении электромагниты реле в количестве от двух до четырех штук крепятся на общем основании, имеющем также общую скобу, передающую усилия любого отдельного якоря электромагнита - к вспомогательному контакту, установленному на основании. Таким образом, в этом исполнении несколько электромагнитов воздействуют на один вспомогательный контакт.
После отключения тока возврат якоря происходит под действием собственного веса. Реле имеет один размыкающий вспомогательный контакт. Вспомогательный контакт рассчитан на коммутацию переменного тока до 10 А при напряжении 380 В и или на коммутацию постоянного тока 1 А при 220 В и L/R = 0 ,05
Рис. 1. Общий вид реле РЭО 401
Катушки реле на токи свыше 40 А выполнены из неизолированной меди. Выводы этих катушек расположены на специальной изоляционной панели. Катушки на токи до 40 А - изолированные. При выборе реле для установки в. комплектных устройствах следует руководствоваться допустимой нагрузкой катушки в режиме ПВ = 40% и диапазоном срабатывания с учетом необходимых уставок отключения.
Реле РЭО 401 могут выполнять свои функции при условии, что пусковой ток электропривода меньше, чем ток заторможенного электродвигателя при включении его на номинальное напряжение, т. е. защита коротко-замкнутых электродвигателей и электроприводов с отсечкой тока с помощью реле РЭО 401 невозможна. Защита таких электродвигателей должна выполняться с помощью тепловых серии ТРТ.
Реле ТРТ имеют пять габаритов в интервале токов от 1,75 до 550 А. Реле всех типов заключены в пластмассовый кожух и различаются формой реагирующего теплового элемента, наличием дополнительного нагревателя и размерами выводов. Реле пятого габарита смонтировано на трансформаторе тока. В качестве реагирующего теплового элемента реле используется биметалл инварсталь, обтекаемый током и дополнительно подогреваемый нагревателем. Реле имеет один размыкающий контакт, рассчитанный на коммутацию переменного тока 10 А, 380 В при Cos φ = 0, 4 и постоянного тока 0,5 А, 220 В при L/R = 0 ,05.
Технические данные реле ТРТ приводятся в справочниках. Временные характеристики реле серии ТРТ показаны на рис. 2. Реле не срабатывает при токе 110% номинального в продолжительном режиме. При токе 135% номинального реле срабатывает за время 5-20 мин. При токе 600% номинального реле срабатывает за время от 3 до 15 с. Имеющийся на реле регулятор позволяет регулировать номинальный ток уставки в пределах ±15%. Возврат контактов реле во включенное состояние происходит через 1-3 мин после отключения тока.
При выборе реле следует руководствоваться условиями:
1) среднеквадратичный ток защищаемой цепи должен быть не выше номинального тока нагревателя;
2) при трех пусках подряд реле не должно срабатывать;
3) время срабатывания при пусковом токе не должно быть выше допустимого времени стоянки электродвигателя под током в этом режиме.
При пользовании временной характеристикой срабатывания реле ТРТ следует учитывать, что возможные фактические отклонения тока срабатывания около ±20% тока уставки.
Защитные панели
В соответствии с требованиями каждый кран должен оборудоваться устройством, предназначенным для подачи питания к электроприводам механизмов и его отключения, причем включение, т. е. подача питания, может осуществляться после отпирания включающего устройства с помощью индивидуального ключа-марки.
Рис. 2. Временные характеристики реле серии ТРТ.
В свою очередь ключ не может быть вынут без выполнения операции отключения. Такая блокировка позволяет гарантировать приведение крана в пригодное к действию состояние только лицом, имеющим право на управление краном.
На всех типах кранов с электроприводом, кроме строительных башенных кранов, индивидуальный ключ-марка применяется в . У строительных башенных кранов указанный ключ используется для блокирования главного рубильника (или автомата) в шкафу питания башенного крана, к которому подключен гибкий кабель питания.
Рис. 3. Схема цепей управления защитных панелей: а - при управлении кулачковыми контроллерами; б - при управлении магнитными контроллерами; 1П-ЗП - предохранители; KB - кнопка «возврат»; КЛ - контакт люка; АВ - аварийный выключатель; Л - линейный контактор: МР1, МР2 - контакты максимальных реле; КВВ, КВН - конечные выключатели; ПП - переключатель проверки; K12 - нулевые контакты контроллеров.
