Требования к электрооборудованию кранов по ГОСТ 25122.1-2010

ГОСТ Р 25122.1-2010 — это базовый стандарт с общими требованиями к электрооборудованию грузоподъёмных машин, применимый к проектированию, изготовлению и проверке электрических систем всех типов кранов. Электрическая система является силовым и управляющим центром крана, и её надёжность напрямую влияет на безопасную эксплуатацию оборудования. В данной статье подробно рассматриваются основные требования стандарта к системе электроснабжения, защитным устройствам и заземлению.

Позиционирование стандарта и область применения

ГОСТ Р 25122.1-2010 является основополагающей частью серии стандартов на электрооборудование кранов и распространяется на электрическое оборудование и электрические системы кранов с номинальным напряжением не выше 1000 В (переменный ток) или 1500 В (постоянный ток). Стандарт охватывает все электрические устройства от точки ввода питания до конечных потребителей, включая требования к проектированию, изготовлению, монтажу и проверке главных цепей, цепей управления, защитных и вспомогательных цепей. Являясь гармонизированным стандартом по отношению к IEC 60204-32 (Безопасность машин и механизмов. Электрооборудование кранов), данный стандарт совместно с ГОСТ Р 5226.1 (Общие требования безопасности к электрооборудованию машин) образует техническую нормативную базу для проектирования электрических систем кранов. Стандарт введён в действие в 2011 году и является одним из важнейших документов при проектировании, контроле изготовления и проверке безопасности электрических систем кранов в России.

Требования к системе электроснабжения и главной цепи

Стандарт предъявляет жёсткие требования к системе электроснабжения крана:

Ввод питания — кран должен питаться от отдельного источника или от распределительной системы предприятия по выделенной питающей линии. В точке ввода питания должен быть установлен разъединитель с видимым разрывом, отключающий все токоведущие проводники крана (включая нейтраль N). Номинальный ток разъединителя должен быть не менее 1,25 номинального тока крана, а номинальная отключающая способность должна соответствовать ожидаемому току короткого замыкания в месте установки. Вводной разъединитель должен иметь возможность блокировки в отключённом положении (замок с навесным замком).

Питание по троллейным шинам — при питании по троллейным шинам (закрытый троллейный шинопровод или открытые троллеи) шины должны прокладываться по всей длине подкранового рельса. Сечение троллейных шин выбирается из расчёта 1,5-кратного номинального тока крана с проверкой по напряжению (падение напряжения при полной нагрузке не должно превышать 5% номинального). Открытые троллеи должны быть оснащены защитным кожухом по всей длине или предупреждающим знаком, высота монтажа — не менее 3,5 м от уровня пола. Токосъёмники должны иметь пружинный прижимной механизм, обеспечивающий контактное усилие между токосъёмником и троллеей не менее 20 Н.

Питание через кабельный барабан — при питании через кабельный барабан кабель должен иметь достаточную стойкость к изгибу (не менее 2 млн циклов изгиба). После полного разматывания на барабане должно оставаться не менее 3 витков кабеля. Кабельный барабан должен быть оснащён устройством поддержания постоянного натяжения (пружинного или моментного двигателя) для равномерного натяжения кабеля при сматывании и разматывании.

Выбор электродвигателей и аппаратуры управления

Электродвигатели для кранов должны выбираться с учётом режима работы крана, характеристик нагрузки и условий окружающей среды:

Двигатель механизма подъёма — применяются специализированные крановые асинхронные двигатели с фазным ротором или двигатели с частотным регулированием скорости. Двигатели с фазным ротором оснащаются резисторами или частотно-чувствительными реостатами для регулирования скорости; частотные двигатели требуют применения специализированного преобразователя частоты для плавного регулирования. Номинальная мощность двигателя подъёма рассчитывается исходя из номинальной грузоподъёмности, номинальной скорости подъёма и КПД механизма, коэффициент запаса мощности принимается 1,1–1,3. Класс изоляции двигателя — не ниже F (155°C), степень защиты (IP) — не ниже IP54 (для помещений) или IP55 (для наружной установки).

Двигатели механизма передвижения — для передвижения моста крана и тележки применяются специализированные крановые асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором или частотные двигатели. Торможение двигателей осуществляется электромагнитным тормозом постоянного тока дискового типа или тормозом переменного тока. Кратность пускового момента двигателей передвижения должна быть не менее 1,8 номинального крутящего момента, кратность максимального момента — не менее 2,5 номинального крутящего момента.

Выбор аппаратуры управления — номинальное напряжение и номинальный ток контакторов, реле, преобразователей частоты и программируемых логических контроллеров (ПЛК) выбираются с запасом не менее 120% от номинальных значений двигателя. Категория применения контакторов — AC-4 (частые пуски, торможения и реверсы) или AC-3 (нечастые пуски и торможения). Преобразователи частоты рассчитаны на режим работы S1, их мощность выбирается из расчёта 1,2–1,5 номинального тока двигателя.

Защитные устройства и цепи безопасности

Стандарт устанавливает комплексную систему электрической защиты:

Защита от сверхтока — все цепи трансформаторов, двигателей и аппаратов управления должны быть оснащены устройствами защиты от сверхтока. Для защиты главных цепей применяются автоматические выключатели или предохранители, уставка которых должна быть не менее 1,5 максимального тока нагрузки данной цепи, но не менее пикового пускового тока двигателя. Уставка защиты цепей управления не должна превышать 2 номинального тока трансформатора управления.

Защита от понижения и потери напряжения — кран должен быть оснащён защитой от понижения напряжения (автоматическое отключение основного электропитания при исчезновении или снижении напряжения ниже 70 % от номинального). После срабатывания защиты повторный запуск крана невозможен без вмешательства оператора, даже если электропитание восстановлено. Это ключевое требование безопасности, исключающее самопроизвольный запуск механизмов после кратковременного прерывания подачи электроэнергии.

Защита от перегрузки — электродвигатели механизмов подъёма и передвижения должны быть оснащены защитой от перегрузки (тепловое реле или электронное устройство защиты). Ток срабатывания устанавливается в пределах 1,05–1,2 от номинального тока электродвигателя. На кранах с несколькими электродвигателями каждый из них должен иметь независимое устройство защиты от перегрузки.

Нулевая защита — все пульты оператора после снятия напряжения возвращаются в нулевое положение; при повторной подаче электропитания самопроизвольный запуск механизмов исключён. Это обеспечивается включением нулевых контактов всех контроллеров в цепь катушки главного контактора.

Заземление и уравнивание потенциалов

Стандарт подчёркивает, что заземление и уравнивание потенциалов являются ключевыми мерами электробезопасности:

Все открытые токопроводящие части крана (корпуса двигателей, корпуса шкафов управления, металлоконструкция кабины оператора, рельсы и т. д.) должны быть надёжно соединены с заземляющим устройством через защитный проводник (PE-провод). Сопротивление заземления крана не должно превышать 4 Ом (в системе TT) или быть не более 10 Ом (повторное заземление в системе TN). Поперечное сечение защитного проводника должно составлять не менее 50% сечения фазного проводника (при сечении фазного проводника ≤16 мм² PE-провод должен иметь равное сечение).

По всей длине троллейного шинопровода должна быть проложена линия уравнивания потенциалов, а каждое соединение секций шинопровода должно быть надёжно зашунтировано перемычкой. Рельсовые стыки также должны соединяться перемычками для обеспечения электрической непрерывности по всей длине рельса. Главная клеммная коробка уравнивания потенциалов крана должна располагаться вблизи точки ввода электропитания, и все защитные проводники должны сходиться к этой клемме. Заземляющий провод должен выполняться изолированным проводом жёлто-зелёного цвета с поперечным сечением не менее 2,5 мм².

Защита от утечки — в системе TN в главной цепи крана должно быть установлено устройство защитного отключения (УЗО) с номинальным остаточным током срабатывания не более 300 мА и временем срабатывания не более 0,3 с. В системе TT каждая ответвлённая цепь должна быть оснащена УЗО на 30 мА. Электрическая система кранов, спроектированных компанией Келуде Тяжёлая Промышленность, перед отгрузкой проходит проверку мегаомметром на 500 В для измерения сопротивления изоляции и тестирование сопротивления заземления; только после успешного прохождения этих испытаний оборудование допускается к отгрузке.

Сравнительная таблица общих требований к электрическому оборудованию грузоподъёмных машин

В приведённой ниже сравнительной таблице представлены основные параметры и конфигурации общих требований к электрическому оборудованию грузоподъёмных машин для ознакомления при выборе и эксплуатации.

Часто задаваемые вопросы