クレーン保護装置
クレーンの電気機器を緊急事態から保護するための一般条件
目的、作業の詳細、設計上の特徴に応じて、クレーンは危険性が増大した機器に分類されます。これは、人と貴重な機器が同じ場所にある現場や敷地内でこれらの機構が動作するプロセスそのものによって説明されます。 。時間。
クレーンおよびクレーン電気設備の安全に関する一般要求事項は、「クレーンの建設および安全な操作に関する規則」および「電気設備の建設に関する規則」に従って策定されています。
クレーンの制御キャビンにあるすべての電気機器には、接地された金属製の筐体が付属するか、充電部分に触れる可能性がないように完全に密閉されなければなりません。制御キャビネットには、入力デバイスを除く、蛇口を介して配線されているすべての電源ケーブルを直接またはリモートでシャットダウンするデバイスも含める必要があります。
筐体で保護されていない電気機器が設置されているクレーンプラットフォームへの出口、 電流ワイヤーまたはトロリー トロリーは、クレーンへのすべての電気エネルギー源の供給を遮断するロックが付いているドアとハッチを通ってのみ運び出すことができます。
タップ分配全体がオフになっている場合でも、メイン台車、メインパンタグラフ、およびメインが稼働したままになるセクション。それらとの偶発的な接触に対する信頼できる保護がなければなりません。このガードには個別のキーによるロックが必要です。
活線の修理・点検は、メイントロリーまたはクレーン外部の共通入力装置への電源供給が遮断されている場合にのみ行うことができます。複数のクレーンのチェーンは通常の作業用トロリーから電力を供給され、他のクレーンへの電力供給を中断することなくトロリーのスイッチをオフにできる修理エリアが設けられています。
クレーンは移動体であり、移動中は振動や衝撃を受けるため、静止している場合に比べてクレーンのケーブルやワイヤが損傷する可能性が比較的高くなります。さらに、多くのクレーンでは可動部品への電流の伝達はフレキシブルホースケーブルを使用して行われており、その損傷を完全に排除することはできません。これを念頭に置いて、保護の最初のタスクは、クレーンの電気機器を短絡電流から保護することです。
電流 k.タップ内の個々の回路の H. は小さくなり、これらの回路の取り付けワイヤの断面積も小さくなり、さまざまな電流接続と電流コネクタのサイズも小さくなります。ワイヤ断面積が 2.5 mm2 の制御回路の最大短絡電流は 1200 ～ 2500 A です。同時に、回路を保護するために、電流6〜20 AのPRシリーズのヒューズ、または任意のタイプの自動スイッチAP 50、AK 63などを使用することができます。電気モーター回路における z.、A は、大まかに次の式で決定できます。
ここで、Azkzyuf — 供給相の短絡電流、0.04 秒後のライン。 сn は、考慮されている回路のワイヤの断面積 mm2 です。
現在のkから。 F. この回路のスイッチングデバイスは、オフになるまで破壊してはなりません。その後、デバイスとワイヤの断面を選択するときは、デバイスの熱抵抗を確保する特定の比率を観察する必要があります。電動クレーンのドライブで使用されるほとんどのデバイスの熱抵抗が 1 秒間で 10Azn であると仮定すると、最大許容ワイヤ断面積 mm2 とデバイスの定格電流の比は次のようになります。
ここで、Azn — デバイスの公称電流、A。
最後の接続は、短絡電流が発生する可能性があることを示しています。 8000 A を超えるフィーダーには、熱抵抗のため 25 A のデバイスを取り付けることはできません。電流 63 A のデバイスはケーブル断面積が 6 mm2 以下でのみ使用でき、電流 100 A のデバイスはケーブル断面積が 16 mm2 以下でのみ使用できます。
短絡電流が発生する可能性があります。 63 A の電流に対応する 12,000 A (タップの制限) デバイスは、ケーブル断面積が 4 mm2 以下、つまり 4 mm2 以下でのみ使用できます。 100 A の電流用のデバイスは、10 mm2 以下のケーブル断面積で使用できます。つまり、最大 60 A の定格電流で使用できます。したがって、高出力電源によって駆動されるクレーンの場合、100 ～ 160 A 以上の電流に対応するデバイスを設置するか、または発生する可能性のある電流を最大 100 ～ 160 A まで減らすために、これらのデバイスへのワイヤの断面積を制限する必要があります。 h.
クレーンのケーブルネットワークを短絡電流から保護します。瞬時過電流継電器を使用して行いますが、必要に応じて自動装置を設定して行うこともできます。
短絡電流からワイヤを保護します。同じクレーン内の機構の電気モーターの出力範囲が広いため、この作業は複雑になります。電気設備の規則に従って、保護装置は保護回路の連続電流の 450% を超えないトリップ電流向けに設計する必要があります。断続的な負荷で動作するワイヤとケーブルについても同じ規則で、許容加熱電流は次の式で決定されます。
ここで、Azpv および Azn — 断続的および長期動作モードでの公称ケーブル電流。
デューティ サイクル = 40% の場合、Azpv = 1.4 x Azn。したがって、ワイヤ (ケーブル) の許容電流に対する保護設定の倍数は、40% のデューティ サイクルで電流の 450 / 1.4 = 320% を超えてはなりません。周囲温度 45 °C におけるタップ内のワイヤとケーブルの許容荷重は、参考表に記載されています。
電動クレーン ドライブには、次の主な種類の保護装置があります。
• 保護された回路に許容できない電流が流れた場合にドライブをネットワークから切断するための最大限の保護。
• 電源の中断または遮断が発生した場合に電気ドライブをシャットダウンするゼロ保護。ゼロ保護の 1 つのタイプはゼロ ブロッキングです。これは、制御装置が動作位置にある場合に供給ラインの電力が回復したときにモーターが勝手に起動するのを防ぎます。
• 可動構造物が一定の許容限度を超えて移動するのを防ぐための最大限の保護。
保護システムの重要な役割は、制御回路の誤動作、機構の詰まり、ブレーキの開回路などに関連する、クレーン機構のあらゆるタイプの電気ドライブに対する許容できない過負荷を防止することです。これが、クレーンの過負荷保護要件の違いです。連続動作の電気ドライブ用の電気過負荷保護ドライブ...
クレーン機構の負荷、モーターの加熱率の変化、頻繁な始動とブレーキの条件下での動作が不確実であるため、電気ドライブを熱過負荷から保護するというタスクを設定することさえ不可能です。クレーン電気機器の熱過負荷を防ぐための唯一の条件は、動作中に可能なすべての事前計算された動作モードを考慮して、正しく選択することです。
このようにして、過負荷保護は、ステップ始動中の突入電流の監視と、電流遮断によるかご型モータまたは電気ドライブの失速に対する保護に縮小されます。段階的に加速して電気駆動を適切に開始すると、始動電流は計算値に対応する電流の 220 ～ 240% を超えてはなりません。
突入電流と最大リレー設定の両方を分散するために必要なマージンを考慮して、後者は定格の約 250% の電流で動作するように設計する必要があります。これは、デューティ サイクルのモーター電流以下になる可能性があります。 = 40%。
上記によれば、クレーン駆動システムの過電流リレーには 2 つの機能が割り当てられます。
1. 短絡電流に対する保護。直流の場合は各極に、交流の場合は各相に電線（ケーブル）があり、
2. 過負荷保護。リレーを極の 1 つまたは相の 1 つに接続するだけで十分です。
規則に従って、クレーンの電気駆動装置には次のものが必要です。 ゼロブロッキングつまり、停電が発生した場合、電動アクチュエータはオフにする必要があり、制御要素がゼロ位置に戻った後にのみ電動アクチュエータの再起動が可能になります。この要件は、自動調整ボタンを備えたフロア ボタンには適用されません。
ゼロブロッキングの存在により、電動クレーンドライブの自己始動が除外され、また、さまざまな保護が作動したときの複数のスイッチオンも除外されます。
欠相保護はバルブには適用されません。タップ外での欠相と許容可能な欠相保護システムの考えられる影響の分析では、信頼性が高く、安価でシンプルな相電圧制御装置を使用するための満足のいく技術的解決策が現在存在しないことがわかりました。一方、主回路でのヒューズの使用は現在実施されていないため、タップの内外で欠相が発生する可能性はほとんどありません。
反対側のブレーキ システムに代わる新しいダイナミック ブレーキ システムにより、欠相時の負荷落下のリスクが最小限に抑えられます。
クレーン駆動装置の過負荷リレー
クレーンの電気機器の回路を過負荷から保護するために、交流回路と直流回路の両方で使用できる電磁瞬時リレー REO 401 タイプが使用されています。リレーには 2 つのデザインがあります。図では。図 1 は、REO 401 リレーの全体図を示しています。
リレーは、電磁石 2 と開放補助接点 1 の 2 つの主要なブロックで構成されています。ソレノイド コイル 3 はチューブ 4 上に配置されており、アーマチュアはその中で自由に動きます 5。チューブ内のアーマチュアの位置は高さおよび調整可能です。リレーの作動電流の値を決定します。コイル内の電流が動作電流を超えると、アーマチュアが上昇し、接点ブロックのプッシャーを介して接点が開きます。
2 番目のバージョンでは、2 ～ 4 個の部品から成るリレー電磁石が共通のベースに取り付けられており、各電磁電機子の力をベースに取り付けられた補助接点に伝達する共通のブラケットも備えています。したがって、この設計では、複数の電磁石が 1 つの補助接点に作用します。
電流をオフにすると、アーマチュアは自重で戻ります。リレーには NC 補助接点が 1 つあります。補助接点は、380 V で最大 10 A の AC スイッチング、または 220 V および L / R = 0.05 で 1 A の DC スイッチング用に設計されています。
米。 1. REO 401 リレーの全体図
40 A を超える電流用のリレー コイルは裸銅で作られています。これらのコイルの端子は特別な絶縁パネル上にあります。最大 40 A の電流に対応するコイルは絶縁されています。設置するリレーを選択する場合デバイス全体は、必要なトリップ設定を考慮して、デューティ サイクル = 40% および動作範囲における許容コイル負荷によって導かれる必要があります。
REO 401 リレーは、電気ドライブの始動電流が、定格電圧でスイッチを入れたときに遮断された電気モーターの電流よりも小さい条件下で機能を実行できます。つまり、電流遮断による短絡電気モーターおよび電気ドライブの保護です。リレー REO 401 を使用することはできません。このような電気モーターの保護はサーマルモードで実行する必要があります。 温度電流リレー TRTシリーズ。
TPT リレーには、1.75 ～ 550 A の電流範囲で 5 つの寸法があります。すべてのタイプのリレーはプラスチックのハウジングに封入されており、反応する熱素子の形状、追加のヒーターの有無、端子の寸法が異なります。 5次元リレーは変流器に搭載されています。リレーの反応熱要素として、電流によって合理化され、ヒーターによってさらに加熱される侵襲性バイメタルが使用されます。リレーには、Cos φ = 0.4 で AC 10 A、380 V と L / R = 0.05 で DC 0.5 A、220 V を切り替えるように設計された 1 つの NC 接点があります。
TPT リレーの技術データは参考書籍に記載されています。 TRTシリーズリレーのタイミング特性を図に示します。 2. 連続運転ではリレーは定格電流の110%では動作しません。公称値の 135% の電流では、リレーは 5 ～ 20 分で回復します。定格電流の 600% では、リレーは 3 ～ 15 秒で立ち上がります。リレーレギュレータを使用すると、公称設定電流を±15%以内で調整できます。リレー接点は電源を切ってから 1 ～ 3 分後にオン状態に戻ります。
リレーを選択するときは、次の条件に従う必要があります。
1) 保護回路の平均電流はヒーターの定格電流を超えてはなりません。
2) 3 回連続でスタートした場合、リレーは機能しないはずです。
3) 始動電流での反応時間は、このモードの電流での電気モーターの許容待機時間を超えてはなりません。
TPT リレーの動作時間特性を使用する場合、動作電流の実際の偏差の可能性は設定電流の約 ± 20% であることに留意する必要があります。
保護パネル
要件に従って、各クレーンには、機構の電気駆動装置に電力を供給し、それをオフにするように設計された装置が装備されている必要があります。個別ブランドキーを使用してスイッチングデバイスのロックを解除した後、電力供給を行うことができます。
米。 2. TRT シリーズリレーのタイミング特性。
また、シャットダウン操作を実行しないとキーを取り外すことはできません。このブロックにより、クレーンの操作を許可された人だけがクレーンを操作できるようになります。
個別のキーマーキングは、建設用タワークレーンを除く、電気駆動のすべてのタイプのクレーンで使用されます。 保護パネル… 建設用タワー クレーンの場合、フレキシブル電源ケーブルが接続されているタワー クレーンの電源キャビネット内のメイン スイッチ (または機械) をロックアウトするために、指定されたキーが使用されます。
米。 3.保護パネル制御回路図： a — カムコントローラー制御時。 b — 磁気コントローラーを管理する場合。 1P — ZP — ヒューズ。 KB — 「戻る」ボタン。 KL — ハッチコンタクト。 AB — 緊急スイッチ。 L — リニアコンタクタ: MP1、MP2 — 最大リレー接点。 KVV、KVN — リミットスイッチ; PP — チェックスイッチ; K12 — コントローラーのゼロ接点。