Апаратура захисту крана - Школа для електрика все про електротехніку та електроніку
Загальні умови захисту електрообладнання на кранах від аварійних ситуацій
Загальні вимоги щодо безпеки роботи кранів та кранового електроустаткування сформульовані відповідно до «Правил пристрою та безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів» та «Правил пристрою електроустановок».
Все електрообладнання, що розташовується в кабінах керування кранами, забезпечується заземленими металевими кожухами або має бути повністю закрите від можливості дотику до струмоведучих частин. У кабіні управління також повинен знаходитися апарат, що забезпечує безпосереднє або дистанційне відключення всіх кабельних трас, що живлять, проведених по крану, за винятком вступних пристроїв.
Вихід на майданчики крана, де розташовані електрообладнання, струмопідводи або тролеї візка, що не захищене кожухами, може здійснюватися тільки через двері та люки, що мають блокування, що відключає живлення всіх джерел електроенергії крана.
Ділянка головних тролеїв, головні струмоприймачі та струмівводи, що залишаються під напругою при відключення всієї внутрішньокранової розведення. повинні мати надійну захист від випадкового дотику до них. Ця огорожа повинна мати замок із індивідуальним ключем.
Ремонт та огляд струмівводів може здійснюватись лише при відключенні живлення головних тролеїв або загального вступного пристрою, розташованого поза краном. Ланцюги кілька кранів живляться від загальноцехових тролеїв, то передбачається ремонтна ділянка, де може бути здійснено відключення тролеїв без перерви живлення інших кранів.
Крани є установками, що рухаються, і схильні до вібрацій і ударів у процесі руху, тому можливість пошкодження кабелів і проводів на кранах відносно вище,ніж при їхній стаціонарній прокладці. Крім того, на ряді кранів струмоперехід на частини, що рухаються, здійснюється за допомогою гнучких шлангових кабелів, пошкодження яких повністю виключити неможливо. З огляду на це першим завданням захисту є захист електрообладнання на кранах від струмів к. з.
Струми к. з. в окремих ланцюгах у межах крана будуть тим менше, чим менше перерізу монтажних проводів цих ланцюгів і менше розміри різних струмопереходів та струмознімачів. Максимальні струми к. з. у ланцюгах керування при перерізі проводів 2,5 мм2 становлять 1200-2500 А. При цьому для захисту ланцюгів можливе застосування запобіжників серії ПР на струми 6-20 А або будь-яких видів автоматичних вимикачів АП 50, АК 63 і т.п. з., а, в ланцюгах електродвигунів орієнтовно, можна визначити, за формулою
де I кзюф - струм короткого замикання у фазі живильної лінії через 0,04 с; s п - переріз дроту в розглянутому ланцюгу, мм2.
Оскільки струм до. не повинен до його відключення руйнувати комутаційний апарат, що знаходиться в даному ланцюзі, необхідно при виборі апаратів і перерізів проводів дотримуватися певних співвідношення, що забезпечують термічну стійкість апарату. Вважаючи, що термічна стійкість більшості апаратів, що застосовуються в крановому електроприводі, становить 10 I н протягом 1 с, співвідношення між максимальним допустимим перерізом проводу, мм2, і номінальним струмом апарату повинно бути наступним:
де I н - номінальний струм апарату, А.
Останнє співвідношення показує, що при можливих струмах до. на фідер більше 8000 А апарати на 25 А встановлювати неприпустимо по термічній стійкості. Апарати на струми 63 А можуть використовуватися тільки при перерізах кабелю не більше 6 мм2, а апарати на струм 100 А при перерізах кабелю не більше 16 мм2.
При можливих струмах до. 12 000 А (граничних для кранів) апарати на струми 63 А можуть використовуватися тільки при перерізах кабелю не більше 4 мм2, тобто при номінальних струмах до 30 А. Апарати на струм 100 А можуть використовуватися при перерізах кабелю не більше 10 мм2 тобто при номінальних струмах до 60 А. Таким чином, для кранів, що отримують харчування від фідерів особливо великої потужності, необхідно або встановлювати апарати на струми не нижче 100-160 А, або обмежувати переріз проводів до цих апаратів з метою зниження можливих струмів к. з.
Захист кабельної мережі крана від струмів к. з. здійснюється за допомогою реле максимального струму миттєвої дії, а при необхідності може здійснюватися настановними автоматами.
Захист дротів від струмів к. з. ускладнюється великим інтервалом потужностей електродвигунів механізмів у межах одного крана. Відповідно до правил улаштування електроустановок захисні апарати повинні бути розраховані на струм спрацьовування не вище 450% тривалого струму ланцюга, що захищається. Цими ж правилами для проводів та кабелів, що працюють з повторно-короткочасним навантаженням, допустимий по нагріванню струм визначається виразом
Де I пв та I н — номінальні струми кабелю у повторно-короткочасному та тривалому режимах роботи.
При ПВ = 40% I пв = 1,4 х I зв. Таким чином, кратність уставки захисту до допустимого струму дроту (кабелю) повинна бути не вищою за 450/1,4=320% струму в режимі 40% ПВ. Навантаження, що допускаються, на проводи і кабелі в межах крана при температурі навколишнього середовища 45° С наведені в довідкових таблицях.
Кранові електроприводи мають такі основні типи захисних пристроїв:
• максимальний захист для відключення електроприводу від мережі при виникненні в ланцюгу, що захищається, недопустимих струмів;
• нульовий захист для відключення електроприводу при припиненні або перерві живлення від джерела електроенергії. Різновидом нульового захисту є нульове блокування, що виключає самозапуск електродвигуна при відновленні живлення на лінії, що підводить, якщо орган управління знаходиться в робочому положенні
• кінцевий захист для запобігання переміщенню конструкцій, що рухаються, понад певні допустимі межі.
У зв'язку з невизначеністю навантаження кранових механізмів, змінними темпами нагріву двигунів, їх роботою в умовах частих пусків і гальмування неможливо навіть ставити завдання захисту електроприводів від теплових перевантажень. Єдиною умовою запобігання тепловим перевантаженням кранового електроустаткування є його правильний вибір з урахуванням заздалегідь розрахованих будь-яких можливих в експлуатації режимів роботи.
Таким чином, захист від перевантажень зводиться до контролю пускового струму при ступінчастому пуску та захисті від заклинювання короткозамкнених двигунів або електроприводів з струмовим відсіканням. При правильно організованому пуску електроприводу зі ступінчастим розгоном пусковий струм не повинен перевищувати 220-240% струму, що відповідає розрахунковому значенню.
З урахуванням необхідного запасу на розкид як пускового струму, так і уставки максимального реле, остання повинна рити розрахована на спрацювання при струмі близько 250% розрахункового.який може дорівнювати або менше струму електродвигуна в режимі ПВ=40%.
Згідно з викладеним, на реле максимального струму в системі кранових електроприводів покладається дві функції:
1. захист від струмів к. з. проводів (кабелів) у кожному полюсі на постійному струмі та в кожній фазі на змінному струмі,
2. захист від перевантажень, для забезпечення якої достатньо включити реле в один із полюсів або одну з фаз.
Відповідно до правил електроприводи кранів повинні мати нульове блокування, тобто при перерві живлення електропривод повинен відключатися, а його повторне включення можливе тільки після повернення органу управління в нульове положення. Ця вимога не поширюється на системи кнопкового керування з підлоги, що мають кнопки із самоповерненням.
Наявність нульового блокування виключає самозапуск електроприводів кранів, а також виключає повторне включення при спрацюванні різних захистів.
Захист від обриву фази на кранах не застосовується. Аналіз можливих наслідків обриву фази поза краном та прийнятною системою захисту від обриву фази показав, що, з одного боку, в даний час немає задовільного технічного рішення щодо застосування надійного, дешевого та простого апарату контролю напруги на фазах, а з іншого боку, обрив фази в межах крана і поза ним малоймовірний у зв'язку з тим, що застосування плавких запобіжників у головному ланцюзі нині не практикується.
Нові системи динамічного гальмування, які застосовуються замість гальмування методом противключення, зводять до мінімуму небезпеку падіння вантажу під час обриву фази.
Реле захисту від перевантажень у крановому електроприводі
Для захисту ланцюгів кранового електроустаткування від перевантажень застосовується електромагнітне реле миттєвої дії типуРЕО 401. Ці реле можуть використовуватись як у ланцюгах змінного, так і постійного струму. Реле має два конструктивні виконання. На рис. 1 показаний загальний вигляд реле РЕО 401.
Реле складається з двох основних вузлів: електромагніту 2 і допоміжного контакту, що розмикає 1. Котушка електромагніта 3 розташована на трубці 4, в якій вільно переміщається якір 5. Положення якоря в трубці регулюється по висоті і визначає значення струму спрацьовування реле. При зростанні струму в котушці вище за струм спрацьовування якір піднімається вгору і через штовхач контактного вузла розмикає контакти.
У другому виконанні електромагніти реле в кількості від двох до чотирьох штук кріпляться на спільній підставі, що має також загальну скобу, що передає зусилля будь-якого окремого якоря електромагніту - до допоміжного контакту, встановленому на підставі. Таким чином, у цьому виконанні кілька електромагнітів впливають на один допоміжний контакт.
Після відключення струму повернення якоря відбувається під впливом своєї ваги. Реле має один допоміжний контакт, що розмикає. Допоміжний контакт розрахований на комутацію змінного струму до 10 А при напрузі 380 В або на комутацію постійного струму 1 А при 220 В і L/R = 0,05
Мал. 1 . Загальний вигляд реле РЕО 401
Котушки реле на струми понад 40 А виконані із неізольованої міді. Висновки цих котушок розташовані на спеціальній ізоляційній панелі. Котушки на струми до 40 А - ізольовані. При виборі реле для встановлення. комплектних пристроях слід керуватися допустимим навантаженням котушки в режимі ПВ = 40% та діапазоном спрацьовування з урахуванням необхідних уставок відключення.
Реле РЕО 401 можуть виконувати свої функції за умови, що пусковий струм електроприводу менший, ніжструм загальмованого електродвигуна при включенні його на номінальну напругу, тобто захист коротко-замкнутих електродвигунів та електроприводів з відсіканням струму за допомогою реле РЕО 401 неможливий. Захист таких електродвигунів повинен виконуватись за допомогою теплових температурно-струмових реле серії ТРТ.
Реле ТРТ мають п'ять габаритів в інтервалі струмів від 1,75 до 550 А. Реле всіх типів укладено в пластмасовий кожух і розрізняються формою теплового елемента, що реагує, наявністю додаткового нагрівача і розмірами висновків. Реле п'ятого габариту змонтовано на трансформаторі струму. Як реагує тепловий елемент реле використовується біметал інварсталь, обтічний струмом і додатково нагрівається нагрівачем. Реле має один контакт, що розмикає, розрахований на комутацію змінного струму 10 А, 380 В при Cos φ = 0, 4 і постійного струму 0,5 А, 220 В при L/R = 0 ,05.
Технічні дані реле ТРТ наводяться у довідниках. Тимчасові характеристики реле серії ТРТ показано на рис. 2. Реле не спрацьовує за струму 110% номінального в тривалому режимі. При струмі 135% номінального реле спрацьовує протягом 5—20 хв. При струмі 600% номінального реле спрацьовує протягом часу від 3 до 15 з. Реле, що є на реле, дозволяє регулювати номінальний струм уставки в межах ±15%. Повернення контактів реле у включений стан відбувається через 1-3 хв після відключення струму.
При виборі реле слід керуватися умовами:
1) середньоквадратичний струм ланцюга, що захищається, повинен бути не вище номінального струму нагрівача;
2) за трьох пусків поспіль реле не повинно спрацьовувати;
3) час спрацьовування при пусковому струмі не повинен бути вищим за допустимий час стоянки електродвигуна під струмом у цьому режимі.
При користуваннітимчасовою характеристикою спрацьовування реле ТРТ слід враховувати, що можливі фактичні відхилення струму спрацьовування близько ±20% струму уставки.
Відповідно до вимог кожен кран повинен обладнатися пристроєм, призначеним для подачі живлення до електроприводів механізмів і його відключення, причому включення, тобто подача живлення, може здійснюватися після відмикання пристрою, що включає, за допомогою індивідуального ключа-марки.
Мал. 2. Тимчасові показники реле серії ТРТ.
У свою чергу, ключ не може бути вийнятий без виконання операції відключення. Таке блокування дозволяє гарантувати приведення крана в придатний до дії стан лише особою, яка має право на керування краном.
На всіх типах кранів з електроприводом, крім будівельних кранів, індивідуальний ключ-марка застосовується в захисній панелі. У будівельних баштових кранів зазначений ключ використовується для блокування головного рубильника (або автомата) в шафі живлення крана баштового, до якого підключений гнучкий кабель живлення.
Мал. 3. Схема ланцюгів керування захисних панелей: а - при керуванні кулачковими контролерами; б - при керуванні магнітними контролерами; 1П-ЗП - запобіжники; KB - кнопка "повернення"; КЛ - контакт люка; АВ – аварійний вимикач; Л – лінійний контактор: МР1, МР2 – контакти максимальних реле; КВВ, КВН - кінцеві вимикачі; ПП - перемикач перевірки; K12 - нульові контакти контролерів.
Поділіться з друзями:
Школа для електрика у Facebook: