Equipos de protección de grúas
Condiciones generales para la protección de los equipos eléctricos de las grúas frente a situaciones de emergencia
De acuerdo con el propósito, los detalles del trabajo y las características de diseño, las grúas se clasifican como equipos con mayor peligro, lo que se explica por el proceso mismo de operación de estos mecanismos en sitios y locales donde se encuentran personas y equipos valiosos en el mismo lugar. . tiempo.
Los requisitos generales para la seguridad de grúas y equipos eléctricos de grúas se formulan de acuerdo con las "Reglas para la construcción y operación segura de grúas" y las "Reglas para la construcción de instalaciones eléctricas".
Todos los equipos eléctricos ubicados en las cabinas de control de las grúas deben estar provistos de envolventes metálicas conectadas a tierra o deben estar completamente protegidos de la posibilidad de tocar partes activas. El gabinete de control también debe contener un dispositivo que proporcione un apagado directo o remoto de todos los cables de alimentación que pasan a través del grifo, excluyendo los dispositivos de entrada.
Salida a plataformas de grúas donde se ubican equipos eléctricos no protegidos por envolventes, cables o carros de corriente carros, solo se puede realizar a través de puertas y trampillas que tengan una cerradura que corte el suministro de todas las fuentes de energía eléctrica a la grúa.
La sección de bogies principales, pantógrafos principales y líneas principales que permanecen bajo tensión cuando se desconecta toda la distribución de tomas. debe haber una protección confiable contra el contacto accidental con ellos. Este resguardo debe tener una cerradura con llave individual.
La reparación e inspección de los cables con corriente solo se puede realizar cuando el suministro de energía a los carros principales o el dispositivo de entrada común ubicado fuera de la grúa está apagado. Las cadenas de varias grúas son alimentadas por carros de taller comunes, luego se proporciona un área de reparación donde los carros se pueden apagar sin interrumpir el suministro de energía a las otras grúas.
Las grúas son unidades móviles y están sujetas a vibraciones y golpes durante el movimiento, por lo tanto, la posibilidad de dañar los cables y alambres de la grúa es relativamente mayor que cuando están estacionarios. Además, en varias grúas, la transferencia de corriente a las piezas móviles se realiza mediante cables de manguera flexibles, cuyo daño no se puede excluir por completo. Teniendo esto en cuenta, la primera tarea de protección es proteger el equipo eléctrico de las grúas de las corrientes de cortocircuito.
Corrientes k. H. en circuitos individuales dentro de la derivación será menor, menor será la sección transversal de los cables de montaje de estos circuitos, y menores serán los tamaños de las diversas conexiones de corriente y conectores de corriente. Las corrientes de cortocircuito máximas en circuitos de control con una sección transversal de cable de 2,5 mm2 son 1200-2500 A.Al mismo tiempo, para proteger los circuitos, es posible utilizar fusibles de la serie PR para corrientes 6-20 A o cualquier tipo de interruptores automáticos AP 50, AK 63, etc. z., A, en circuitos de motores eléctricos, aproximadamente, se puede determinar mediante la fórmula
donde Azkzyuf — corriente de cortocircuito en la fase de suministro, la línea después de 0,04 s; сn es la sección transversal del cable en el circuito considerado, mm2.
Desde la actual k. F. no debe destruir el dispositivo de conmutación en este circuito hasta que se apague, luego, al elegir dispositivos y secciones transversales de cables, es necesario observar ciertas proporciones que aseguren la resistencia térmica del dispositivo. Si asumimos que la resistencia térmica de la mayoría de los dispositivos utilizados en el accionamiento de una grúa eléctrica es de 10Azn durante 1 s, entonces la relación entre la sección transversal máxima permitida del cable, mm2, y la corriente nominal del dispositivo debe ser la siguiente:
donde Azn — corriente nominal del dispositivo, A.
La última conexión muestra que en posibles corrientes de cortocircuito. en un alimentador con más de 8000 A es inaceptable instalar dispositivos para 25 A debido a la resistencia térmica. Sólo se pueden utilizar aparatos para corriente 63 A con sección de cable no superior a 6 mm2, y aparatos para corriente 100 A con sección de cable no superior a 16 mm2.
Con posibles corrientes de cortocircuito. 12.000 A (limitación para tomas) Los dispositivos para corrientes de 63 A solo se pueden utilizar con secciones de cable de no más de 4 mm2, es decir con corrientes nominales de hasta 30 A. Los dispositivos para una corriente de 100 A se pueden utilizar con secciones de cable de no más de 10 mm2, es decir, con corrientes nominales de hasta 60 A.Por lo tanto, para grúas accionadas por fuentes de alimentación de alta potencia, es necesario instalar dispositivos para corrientes no inferiores a 100-160 A, o limitar las secciones transversales de los cables a estos dispositivos para reducir las posibles corrientes hasta H.
Protección de la red de cables de la grúa contra corrientes de cortocircuito. se realiza mediante un relé de sobreintensidad instantáneo y, si es necesario, se puede realizar mediante el establecimiento de dispositivos automáticos.
Protección de cables contra corrientes de cortocircuito. complicado por la amplia gama de potencias de los motores eléctricos de los mecanismos dentro de la misma grúa. De acuerdo con las normas para instalaciones eléctricas, los dispositivos de protección deben diseñarse para una corriente de disparo que no supere el 450% de la corriente continua del circuito protegido. Las mismas reglas para alambres y cables que funcionan con una carga intermitente, la corriente de calentamiento permitida está determinada por la expresión
Donde Azpv y Azn: corrientes de cable nominales en modos de operación intermitentes y de largo plazo.
En el ciclo de trabajo = 40 % Azpv = 1,4 x Azn. Por lo tanto, el múltiplo de la configuración de protección a la corriente permisible del alambre (cable) no debe exceder 450 / 1.4 = 320% de la corriente en un ciclo de trabajo del 40%. Las cargas permisibles de alambres y cables en el grifo a una temperatura ambiente de 45 ° C se dan en las tablas de referencia.
Los accionamientos de grúas eléctricas tienen los siguientes tipos principales de dispositivos de protección:
• máxima protección para desconectar el variador de la red en caso de corrientes inadmisibles en el circuito protegido;
• protección cero para apagar el accionamiento eléctrico en caso de interrupción o interrupción de la alimentación de la fuente de alimentación.Un tipo de protección cero es el bloqueo cero, que evita que el motor arranque por sí solo cuando se restablece la energía en la línea de suministro si el control está en la posición de funcionamiento.
• máxima protección para evitar que las estructuras móviles se desplacen más allá de ciertos límites permisibles.
Una tarea importante del sistema de protección es evitar sobrecargas inadmisibles para todos los tipos de accionamientos eléctricos de mecanismos de grúa asociados con circuitos de control que funcionan mal, atascos de mecanismos, circuito abierto del freno, etc. Esta es la diferencia entre los requisitos de protección de sobrecarga de la grúa accionamientos eléctricos de protección contra sobrecargas para accionamientos eléctricos con funcionamiento continuo...
Debido a la incertidumbre de la carga en los mecanismos de la grúa, las tasas de calentamiento cambiantes de los motores, su funcionamiento en condiciones de arranques y frenos frecuentes, ni siquiera es posible establecer la tarea de proteger los accionamientos eléctricos de las sobrecargas térmicas. La única condición para evitar sobrecargas térmicas del equipo eléctrico de la grúa es su correcta selección, teniendo en cuenta todos los modos de funcionamiento precalculados que son posibles durante el funcionamiento.
De esta forma, la protección contra sobrecarga se reduce a monitorear la corriente de irrupción durante el arranque por pasos y la protección contra el bloqueo de motores de jaula de ardilla o accionamientos eléctricos con interrupción de corriente. Con un arranque correctamente organizado del accionamiento eléctrico con aceleración escalonada, la corriente de arranque no debe exceder el 220-240% de la corriente correspondiente al valor calculado.
Teniendo en cuenta el margen necesario para repartir tanto la corriente de irrupción como el ajuste máximo del relé, este último debe diseñarse para operar a una corriente del orden del 250% de la nominal, que puede ser igual o inferior a la corriente del motor en ciclo de trabajo. = 40%.
De acuerdo con lo anterior, al relé de sobrecorriente en el sistema de accionamiento de la grúa se le asignan dos funciones:
1. protección contra corrientes de cortocircuito. hilos (cables) en cada polo para corriente continua y en cada fase para corriente alterna,
2. Protección de sobrecarga, para lo cual basta con conectar el relé a uno de los polos oa una de las fases.
De acuerdo con las normas, los accionamientos eléctricos de grúas deben tener bloqueo cero, es decir, en caso de corte de energía, el actuador eléctrico debe apagarse y su reinicio solo es posible después de que el elemento de control regrese a su posición cero. Este requisito no se aplica a los botones de piso con botones autoajustables.
La presencia de bloqueo cero excluye el arranque automático de los accionamientos de grúas eléctricas y también excluye el encendido múltiple cuando se activan varias protecciones.
La protección contra pérdida de fase no se aplica a las válvulas. El análisis de las posibles consecuencias de una pérdida de fase fuera de la toma y un sistema de protección de pérdida de fase aceptable mostró que, por un lado, actualmente no existe una solución técnica satisfactoria para el uso de un dispositivo de control de tensión de fase fiable, barato y sencillo, y por otro lado, la falla de fase dentro y fuera de la derivación es improbable debido a que actualmente no se practica el uso de fusibles en el circuito principal.
Los nuevos sistemas de frenado dinámico, que sustituyen a los sistemas de frenado opuestos, minimizan el riesgo de caída de la carga en caso de pérdida de fase.
Relé de sobrecarga en accionamiento de grúa
Para proteger los circuitos de los equipos eléctricos de la grúa de sobrecarga, se utiliza un relé electromagnético instantáneo del tipo REO 401. Estos relés se pueden utilizar tanto en circuitos AC como DC. El relé tiene dos diseños. En la Fig. 1 muestra una vista general del relé REO 401.
El relé consta de dos bloques principales: un electroimán 2 y un contacto auxiliar de apertura 1. La bobina de solenoide 3 está ubicada en el tubo 4, en el que la armadura se mueve libremente 5. La posición de la armadura en el tubo es ajustable en altura y determina el valor de la corriente de actuación en el relé. Cuando la corriente en la bobina se eleva por encima de la corriente de operación, la armadura se eleva y abre los contactos a través del empujador del bloque de contactos.
En la segunda versión, los electroimanes de relé en una cantidad de dos a cuatro partes están montados en una base común, que también tiene un soporte común que transfiere las fuerzas de cada armadura electromagnética individual a un contacto auxiliar instalado en la base. Así, en este diseño, varios electroimanes actúan sobre un contacto auxiliar.
Después de cortar la corriente, la armadura regresa por su propio peso. El relé tiene un contacto auxiliar NC. El contacto auxiliar está diseñado para conmutar CA hasta 10 A a 380 V y/o para conmutar CC 1 A a 220 V y L/R = 0,05
Arroz. 1. Vista general del relé REO 401
Las bobinas de los relés para corrientes superiores a 40 A están hechas de cobre desnudo. Los terminales de estas bobinas están ubicados en un panel aislante especial. Las bobinas para corrientes de hasta 40 A están aisladas. Al elegir un relé para instalar enlos dispositivos en general deben guiarse por la carga de bobina permitida en el ciclo de trabajo = 40% y el rango de operación, teniendo en cuenta las configuraciones de disparo necesarias.
Los relés REO 401 pueden realizar sus funciones bajo la condición de que la corriente de arranque del accionamiento eléctrico sea menor que la corriente del motor eléctrico bloqueado cuando se enciende a la tensión nominal, es decir, la protección de motores eléctricos en cortocircuito y accionamientos eléctricos con interrupción de corriente. No es posible utilizar el relé REO 401. La protección de dichos motores eléctricos debe realizarse con modo térmico. relés de temperatura-corriente Serie TTR.
Los relés TPT tienen cinco dimensiones en el rango de corriente de 1,75 a 550 A. Los relés de todos los tipos están encerrados en una carcasa de plástico y difieren en la forma del elemento térmico que reacciona, la presencia de un calentador adicional y las dimensiones de los terminales. El relé de quinta dimensión está montado en el transformador de corriente. Como elemento térmico reactivo del relé, se utiliza invastal bimetal, racionalizado por corriente y calentado adicionalmente por un calentador. El relé tiene un contacto NC diseñado para conmutar CA 10 A, 380 V a Cos φ = 0,4 y CC 0,5 A, 220 V a L/R = 0,05.
Los datos técnicos del relé TPT se encuentran en los libros de referencia. Las características de temporización del relé de la serie TRT se muestran en la Fig. 2. El relé no funciona al 110 % de la corriente nominal en funcionamiento continuo. A una corriente del 135 % de la nominal, el relé se activa en 5 a 20 minutos. Al 600 % de la corriente nominal, el relé se activa en 3 a 15 s. Un regulador de relé le permite ajustar la corriente de configuración nominal dentro de ± 15%. El retorno de los contactos del relé al estado de encendido ocurre de 1 a 3 minutos después de que se apaga la alimentación.
Al elegir un relé, debe guiarse por las condiciones:
1) la corriente promedio del circuito protegido no debe exceder la corriente nominal del calentador;
2) con tres salidas seguidas, el relé no debería funcionar;
3) el tiempo de reacción a la corriente de arranque no debe ser superior al tiempo de espera admisible del motor eléctrico a la corriente en este modo.
Al utilizar la característica de tiempo de operación del relé TPT, debe tenerse en cuenta que las posibles desviaciones reales de la corriente de operación son aproximadamente ± 20% de la corriente de ajuste.
Paneles de protección
De acuerdo con los requisitos, cada grúa debe estar equipada con un dispositivo diseñado para alimentar los accionamientos eléctricos de los mecanismos y apagarlos, además, la inclusión, es decir. la fuente de alimentación se puede hacer después de desbloquear el dispositivo de conmutación usando una llave de marca individual.
Arroz. 2. Características de temporización del relé de la serie TRT.
A su vez, la llave no se puede retirar sin realizar la operación de apagado. Este bloqueo permite garantizar que la grúa sea puesta en funcionamiento únicamente por una persona autorizada para operar la grúa.
Se utiliza una marca clave individual en todos los tipos de grúas con accionamiento eléctrico, excepto en las grúas torre de construcción. panel protector… Para las grúas torre de construcción, la llave especificada se utiliza para bloquear el interruptor principal (o la máquina) en el armario eléctrico de la grúa torre al que está conectado el cable de alimentación flexible.
Arroz. 3.Diagrama de circuito para el control de paneles protectores: a — cuando se controlan controladores de leva; b — en la gestión de controladores magnéticos; 1P — ZP — fusibles; KB — botón "regresar"; KL — contacto de escotilla; AB — interruptor de emergencia; L — contactor lineal: MP1, MP2 — contactos de relé máximos; KVV, KVN — finales de carrera; PP — interruptor de control; K12: contactos cero de los controladores.