Dispositivi di protezione della gru
Condizioni generali per la protezione delle apparecchiature elettriche delle gru da situazioni di emergenza
In base allo scopo, alle specifiche del lavoro e alle caratteristiche del progetto, le gru sono classificate come attrezzature con maggiore pericolo, il che è spiegato dal processo stesso di funzionamento di questi meccanismi nei siti e nei locali in cui persone e attrezzature di valore si trovano nello stesso luogo . tempo.
I requisiti generali per la sicurezza delle gru e delle apparecchiature elettriche delle gru sono formulati in conformità con le "Regole per la costruzione e il funzionamento sicuro delle gru" e le "Regole per la costruzione di impianti elettrici".
Tutte le apparecchiature elettriche situate nelle cabine di comando della gru devono essere fornite con involucri metallici collegati a terra o devono essere completamente protette dalla possibilità di toccare parti sotto tensione. L'armadio di controllo deve inoltre contenere un dispositivo che fornisca l'arresto diretto o remoto di tutti i cavi di alimentazione instradati attraverso il rubinetto, esclusi i dispositivi di input.
Uscita su piattaforme gru dove si trovano apparecchiature elettriche non protette da involucri, fili o carrelli di corrente carrelli, può avvenire solo attraverso porte e portelli dotati di una serratura che interrompe l'alimentazione di ogni fonte di energia elettrica alla gru.
La sezione di carrelli principali, pantografi principali e condutture che rimangono in tensione quando l'intera distribuzione del rubinetto è spenta. ci deve essere una protezione affidabile contro il contatto accidentale con loro. Questa protezione deve avere una serratura con una chiave individuale.
La riparazione e l'ispezione dei cavi sotto tensione possono essere eseguite solo quando l'alimentazione ai carrelli principali o al dispositivo di input comune situato all'esterno della gru è disattivata. Le catene di più gru sono alimentate da normali carrelli da officina, quindi è prevista un'area di riparazione dove i carrelli possono essere spenti senza interrompere l'alimentazione alle altre gru.
Le gru sono unità in movimento e sono soggette a vibrazioni e urti durante il movimento, pertanto la possibilità di danni ai cavi e ai fili della gru è relativamente maggiore rispetto a quando sono ferme. Inoltre, su un certo numero di gru, il trasferimento di corrente alle parti in movimento viene effettuato utilizzando cavi flessibili, il cui danno non può essere completamente escluso. Con questo in mente, il primo compito di protezione è proteggere le apparecchiature elettriche delle gru dalle correnti di cortocircuito.
Correnti k. H. nei singoli circuiti all'interno del rubinetto sarà più piccolo, più piccola è la sezione trasversale dei fili di montaggio di questi circuiti e più piccole sono le dimensioni dei vari collegamenti e connettori di corrente. Le correnti di cortocircuito massime nei circuiti di controllo con una sezione del filo di 2,5 mm2 sono 1200-2500 A.Allo stesso tempo, per proteggere i circuiti, è possibile utilizzare fusibili della serie PR per correnti 6-20 A o qualsiasi tipo di interruttore automatico AP 50, AK 63, ecc. z., A, nei circuiti dei motori elettrici, approssimativamente, può essere determinato dalla formula
dove Azkzyuf — corrente di cortocircuito nella fase di alimentazione, la linea dopo 0,04 s; ñn è la sezione del filo nel circuito considerato, mm2.
Poiché l'attuale k. F. non dovrebbe distruggere il dispositivo di commutazione in questo circuito fino a quando non viene spento, quindi quando si scelgono dispositivi e sezioni dei cavi, è necessario osservare determinati rapporti che garantiscano la resistenza termica del dispositivo. Se assumiamo che la resistenza termica della maggior parte dei dispositivi utilizzati in un azionamento per gru elettrica sia 10Azn per 1 s, il rapporto tra la sezione trasversale massima consentita del cavo, mm2, e la corrente nominale del dispositivo dovrebbe essere il seguente:
dove Azn — corrente nominale del dispositivo, A.
L'ultima connessione mostra che a possibili correnti di cortocircuito. su un alimentatore con più di 8000 A non è accettabile installare dispositivi per 25 A a causa della resistenza termica. I dispositivi per correnti 63 A possono essere utilizzati solo con una sezione del cavo non superiore a 6 mm2 e i dispositivi per correnti 100 A con una sezione del cavo non superiore a 16 mm2.
Con possibili correnti di cortocircuito. I dispositivi da 12.000 A (limitazione per le derivazioni) per correnti di 63 A possono essere utilizzati solo con sezioni dei cavi non superiori a 4 mm2, ovvero a correnti nominali fino a 30 A. I dispositivi per una corrente di 100 A possono essere utilizzati con sezioni del cavo non superiori a 10 mm2, ovvero a correnti nominali fino a 60 A.Pertanto, per le gru azionate da alimentatori di grande potenza, è necessario o installare dispositivi per correnti non inferiori a 100-160 A, oppure limitare le sezioni dei cavi a questi dispositivi per ridurre le possibili correnti fino a H.
Protezione della rete di cavi della gru dalle correnti di corto circuito. viene effettuato utilizzando un relè di massima corrente istantanea e, se necessario, può essere eseguito mediante l'impostazione di dispositivi automatici.
Protezione dei cavi dalle correnti di corto circuito. complicato dall'ampia gamma di potenza dei motori elettrici dei meccanismi all'interno della stessa gru. In accordo con le regole per gli impianti elettrici, i dispositivi di protezione devono essere progettati per una corrente di intervento che non superi il 450% della corrente continua del circuito protetto. Le stesse regole per fili e cavi che funzionano con un carico intermittente, la corrente di riscaldamento consentita è determinata dall'espressione
Dove Azpv e Azn — correnti nominali del cavo in modalità di funzionamento intermittente ea lungo termine.
A ciclo di lavoro = 40% Azpv = 1,4 x Azn. Pertanto, il multiplo dell'impostazione di protezione rispetto alla corrente consentita del filo (cavo) non deve superare 450 / 1,4 = 320% della corrente in un ciclo di lavoro del 40%. I carichi ammissibili di fili e cavi nel rubinetto a una temperatura ambiente di 45 ° C sono riportati nelle tabelle di riferimento.
Gli azionamenti per gru elettriche hanno i seguenti tipi principali di dispositivi di protezione:
• massima protezione per la disconnessione dell'azionamento dalla rete in caso di correnti non ammesse nel circuito protetto;
• protezione zero per spegnere l'azionamento elettrico in caso di interruzione o interruzione dell'alimentazione dalla fonte di alimentazione.Un tipo di protezione zero è lo zero blocking, che impedisce al motore di avviarsi da solo al ripristino dell'alimentazione sulla linea di alimentazione se il comando è in posizione di funzionamento
• massima protezione per evitare che le strutture in movimento si spostino oltre certi limiti consentiti.
Un compito importante del sistema di protezione è prevenire sovraccarichi inammissibili per tutti i tipi di azionamenti elettrici dei meccanismi della gru associati a circuiti di controllo malfunzionanti, inceppamento dei meccanismi, circuito aperto del freno, ecc. Questa è la differenza tra i requisiti di protezione da sovraccarico della gru azionamenti elettrici di protezione da sovraccarico per azionamenti elettrici con servizio continuo...
A causa dell'incertezza del carico sui meccanismi della gru, delle mutevoli velocità di riscaldamento dei motori, del loro funzionamento in condizioni di frequenti avviamenti e frenate, non è nemmeno possibile impostare il compito di proteggere gli azionamenti elettrici dai sovraccarichi termici. L'unica condizione per prevenire i sovraccarichi termici delle apparecchiature elettriche della gru è la sua corretta selezione, tenendo conto di tutte le modalità operative precalcolate possibili durante il funzionamento.
In questo modo, la protezione da sovraccarico si riduce al monitoraggio della corrente di spunto durante l'avviamento graduale e alla protezione contro lo stallo di motori a gabbia di scoiattolo o azionamenti elettrici con interruzione di corrente. Con un avvio adeguatamente organizzato dell'azionamento elettrico con accelerazione graduale, la corrente di avviamento non deve superare il 220-240% della corrente corrispondente al valore calcolato.
Tenendo conto del margine necessario per distribuire sia la corrente di spunto che la massima taratura del relè, quest'ultimo dovrebbe essere progettato per funzionare ad una corrente di circa il 250% della nominale, che può essere uguale o inferiore alla corrente del motore in duty cycle = 40%.
In base a quanto sopra, al relè di massima corrente nel sistema di azionamento della gru sono assegnate due funzioni:
1. protezione contro le correnti di corto circuito. fili (cavi) in ogni polo per corrente continua e in ogni fase per corrente alternata,
2. protezione da sovraccarico, per la quale è sufficiente collegare il relè ad uno dei poli o ad una delle fasi.
In conformità con le regole, gli azionamenti elettrici della gru devono avere blocco zero, cioè, in caso di mancanza di corrente, l'attuatore elettrico deve essere spento e il suo riavvio è possibile solo dopo che l'elemento di comando è tornato nella sua posizione zero. Questo requisito non si applica ai pulsanti di piano con pulsanti autoregolanti.
La presenza del blocco zero esclude l'autoavviamento degli azionamenti elettrici della gru, ed esclude anche l'accensione multipla quando vengono attivate varie protezioni.
La protezione contro la perdita di fase non si applica alle valvole. L'analisi delle possibili conseguenze di una perdita di fase fuori dal rubinetto e di un sistema di protezione dalla mancanza di fase accettabile ha dimostrato che, da un lato, non esiste attualmente una soluzione tecnica soddisfacente per l'utilizzo di un dispositivo di controllo della tensione di fase affidabile, economico e semplice, e, dall'altro, la mancanza di fase in entrata e in uscita dal rubinetto è improbabile a causa del fatto che attualmente non è praticato l'uso di fusibili nel circuito principale.
Nuovi sistemi di frenatura dinamica, che sostituiscono i sistemi di frenatura contrapposti, riducono al minimo il rischio di caduta del carico in caso di mancanza di fase.
Relè di sovraccarico nell'azionamento della gru
Per proteggere dai sovraccarichi i circuiti delle apparecchiature elettriche della gru viene utilizzato un relè elettromagnetico istantaneo tipo REO 401. Questi relè possono essere utilizzati sia in circuiti AC che DC. Il relè ha due design. Nella fig. 1 mostra una vista generale del relè REO 401.
Il relè è costituito da due blocchi principali: un elettromagnete 2 e un contatto ausiliario di apertura 1. La bobina del solenoide 3 si trova sul tubo 4, in cui l'armatura si muove liberamente 5. La posizione dell'armatura nel tubo è regolabile in altezza e determina il valore della corrente di attuazione sul relè. Quando la corrente nella bobina supera la corrente operativa, l'armatura si alza e apre i contatti attraverso lo spintore del blocco contatti.
Nella seconda versione, gli elettromagneti relè in quantità da due a quattro parti sono montati su una base comune, che ha anche una staffa comune che trasferisce le forze di ogni singola armatura elettromagnetica a un contatto ausiliario installato sulla base. Pertanto, in questo progetto, diversi elettromagneti agiscono su un contatto ausiliario.
Dopo aver interrotto la corrente, l'armatura ritorna sotto il proprio peso. Il relè ha un contatto ausiliario NC. Il contatto ausiliario è progettato per la commutazione CA fino a 10 A a 380 V e/o per la commutazione CC 1 A a 220 V e L / R = 0,05
Riso. 1. Vista generale del relè REO 401
Le bobine dei relè per correnti superiori a 40 A sono realizzate in rame nudo. I terminali di queste bobine si trovano su un apposito pannello isolante. Le bobine per correnti fino a 40 A sono isolate. Quando si sceglie un relè per l'installazione ini dispositivi complessivi dovrebbero essere guidati dal carico ammissibile della bobina nel ciclo di lavoro = 40% e dal campo di funzionamento, tenendo conto delle necessarie impostazioni di scatto.
I relè REO 401 possono svolgere le loro funzioni a condizione che la corrente di spunto dell'azionamento elettrico sia inferiore alla corrente del motore elettrico bloccato all'accensione a tensione nominale, ovvero la protezione dei motori elettrici in corto circuito e degli azionamenti elettrici con interruzione di corrente non è possibile utilizzare il relè REO 401. La protezione di tali motori elettrici deve essere effettuata con modalità termica relè temperatura-corrente serie TRT.
I relè TPT hanno cinque dimensioni nell'intervallo di corrente da 1,75 a 550 A. I relè di tutti i tipi sono racchiusi in un alloggiamento di plastica e si differenziano per la forma dell'elemento termico reagente, la presenza di un riscaldatore aggiuntivo e le dimensioni dei terminali. Il relè di quinta dimensione è montato sul trasformatore di corrente. Come elemento termico reattivo del relè, viene utilizzato il bimetallo invasale, razionalizzato dalla corrente e ulteriormente riscaldato da un riscaldatore. Il relè ha un contatto NC progettato per commutare 10 A CA, 380 V a Cos φ = 0,4 e 0,5 A CC, 220 V a L / R = 0,05.
I dati tecnici del relè TPT sono riportati nei libri di consultazione. Le caratteristiche di temporizzazione del relè serie TRT sono mostrate in Fig. 2. Il relè non funziona al 110% della corrente nominale in funzionamento continuo. A una corrente del 135% del valore nominale, il relè si attiva in 5-20 minuti. Al 600% della corrente nominale, il relè scatta in 3-15 s. Un regolatore a relè consente di regolare la corrente di impostazione nominale entro ± 15%. Il ritorno dei contatti del relè allo stato on avviene 1-3 minuti dopo lo spegnimento dell'alimentazione.
Quando scegli un relè, dovresti essere guidato dalle condizioni:
1) la corrente media del circuito protetto non deve superare la corrente nominale del riscaldatore;
2) con tre partenze consecutive la staffetta non dovrebbe funzionare;
3) il tempo di reazione alla corrente di avviamento non deve essere superiore al tempo di attesa consentito del motore elettrico alla corrente in questa modalità.
Quando si utilizza la caratteristica del tempo di funzionamento del relè TPT, è necessario tenere presente che le possibili deviazioni effettive della corrente di funzionamento sono circa ± 20% della corrente impostata.
Pannelli protettivi
In conformità con i requisiti, ogni gru deve essere dotata di un dispositivo progettato per alimentare gli azionamenti elettrici dei meccanismi e spegnerlo, inoltre, l'inclusione, ad es. l'alimentazione può essere effettuata dopo aver sbloccato il dispositivo di commutazione utilizzando una chiave di marca individuale.
Riso. 2. Caratteristiche di temporizzazione del relè serie TRT.
A sua volta, la chiave non può essere rimossa senza eseguire l'operazione di spegnimento. Questo blocco consente di garantire che la gru sia messa in funzione solo da una persona autorizzata a manovrare la gru.
Una marcatura individuale della chiave viene utilizzata su tutti i tipi di gru con azionamento elettrico, ad eccezione delle gru a torre per l'edilizia pannello protettivo… Per le gru a torre da costruzione, la chiave specificata viene utilizzata per bloccare l'interruttore principale (o la macchina) nell'armadio elettrico della gru a torre a cui è collegato il cavo di alimentazione flessibile.
Riso. 3.Schema elettrico per il controllo dei pannelli di protezione: a - durante il controllo dei controller a camme; b — quando si gestiscono controller magnetici; 1P — ZP — fusibili; KB - pulsante "ritorno"; KL: contatto di portello; AB — interruttore di emergenza; L — contattore lineare: MP1, MP2 — contatti relè massimi; KVV, KVN - finecorsa; PP - controllare l'interruttore; K12 — zero contatti dei controllori.