Электрооборудование мостовых и козловых кранов по ГОСТ

ГОСТ Р 25122.5-2010 является частью 5 серии стандартов на электрооборудование кранов и устанавливает специальные требования с учётом особенностей электрических систем мостовых и козловых кранов. От системы электроснабжения до защитной блокировки, от управления механизмом подъёма до монтажа проводки в электрошкафах — настоящий стандарт служит комплексным техническим обоснованием для проектирования, монтажа и инспекции электрооборудования мостовых и козловых кранов. Ниже последовательно рассматривается основное содержание стандарта.

Назначение стандарта и особенности электросистем мостовых и козловых кранов

ГОСТ Р 25122.5-2010 разработан специально для проектирования электрических систем мостовых и козловых кранов. Электрическая система мостового и козлового крана отличается следующими особенностями: питание по троллейным шинам (проложенным вдоль всей длины заводского здания), электроснабжение и управление двумя направлениями движения — моста крана и тележки, многоступенчатое регулирование скорости механизма подъёма, распределённое размещение нескольких электрошкафов управления (электропомещение на главной балке, электрошкаф на тележке, пульт управления в кабине оператора и т. д.). На основе общих требований части 1 стандарт детализирует специфические для мостовых и козловых кранов требования: система питания по троллейным шинам, согласованное управление несколькими электродвигателями, электрическое управление тормозами противоугонной защиты и защитное заземление.

Специальные требования к системе электроснабжения

Стандарт устанавливает целенаправленные требования к системе электроснабжения мостовых и козловых кранов:

Ввод электропитания — мостовой и козловой кран обычно получает питание от троллейных шин завода, токосъёмники подают напряжение на главную цепь крана. В точке ввода питания должен быть установлен главный разъединитель (выключатель нагрузки) с видимым разрывом цепи; после отключения питания этот выключатель должен иметь возможность блокировки замком в отключённом положении. Номинальный ток главного разъединителя выбирается из расчёта 1,25-кратного значения номинального рабочего тока крана. Допустимая токовая нагрузка главной шины внутри крана должна составлять не менее 80% номинального тока главного разъединителя.

Система троллейных шинопроводов — троллейный шинопровод должен быть проложен по всей длине кранового рельса; в местах соединения обеспечивается надёжный контакт и ровная поверхность скольжения для токосъёмника (перепад высоты не более 0,3 мм). Проверка напряжения троллейного шинопровода: при работе крана с полной нагрузкой в самой удалённой точке рельса напряжение на токосъёмнике должно быть не ниже 95% номинального напряжения. При совместном использовании троллейного шинопровода несколькими кранами расчёт питающей мощности выполняется по методу коэффициента спроса с учётом одновременной полной нагрузки всех кранов (коэффициент спроса K_с принимается 0,5~0,7). Рекомендуется применять закрытый троллейный шинопровод (степень защиты IP23 и выше), устанавливаемый на высоте, недоступной для случайного прикосновения оператора (≥2,5 м).

Токосъёмник — токосъёмник должен быть щёточного типа, усилие прижатия угольной щётки к шинопроводу составляет 10~20 Н. Каждый кран оснащается не менее чем двумя независимыми токосъёмниками (один — резервный), каждый из которых выбирается на 60% номинальной мощности крана. Токосъёмник должен обеспечивать плавное перемещение вдоль всей длины троллейного шинопровода без соскакивания и без заметного искрения.

Электрическое управление механизмом подъёма

Электрическое управление механизмом подъёма мостового и козлового крана — основное содержание стандарта. Стандарт устанавливает требования к электрическим системам с различными способами регулирования скорости:

Регулирование скорости кулачковым контроллером с электродвигателем с фазным ротором — это наиболее распространённая традиционная схема регулирования для мостовых и козловых кранов. Кулачковый контроллер должен иметь достаточное количество позиций (не менее 5 для подъёма, не менее 4 для опускания при лёгкой нагрузке и с пустым крюком, позиции регулирования опускания при полной нагрузке симметричны позициям подъёма). Коммутационная способность контактов контроллера должна быть не менее 2-кратного тока ротора соответствующего электродвигателя. Значения сопротивления внешних резисторов ротора должны точно соответствовать характеристикам регулирования скорости подъёма; резисторы устанавливаются в хорошо вентилируемом месте, температура окружающей среды не должна превышать допустимую рабочую температуру резистора. Электрическое торможение при опускании должно обеспечивать скорость опускания тяжёлого груза не более 1,2-кратной номинальной скорости подъёма.

Управление с частотным регулированием скорости — частотное регулирование скорости находит всё более широкое применение в мостовых и козловых кранах. Стандарт требует, чтобы преобразователь частоты обладал достаточной перегрузочной способностью (150% номинального тока в течение 60 с); преобразователь частоты подъёма должен быть оснащён тормозным блоком и тормозным резистором для поглощения рекуперативной энергии при опускании. Преобразователь частоты должен обеспечивать удержание момента при нулевой скорости (перед отпусканием тормоза выходной момент преобразователя должен превышать момент нагрузки для предотвращения проскальзывания груза). Несущая частота преобразователя частоты — не ниже 4 кГц для снижения шума электродвигателя.

Электрическая синхронизация двух электродвигателей — для козловых кранов с большим пролётом обычно применяются два электродвигателя, приводящих в движение противоположные стороны моста крана. Стандарт требует наличия мер электрической синхронизации между двумя приводными электродвигателями (обратная связь по частоте вращения или сигнал энкодера); разница частот вращения электродвигателей не должна превышать 2% номинальной частоты вращения. При перекосе моста крана сверх установленного предела из-за рассинхронизации система управления должна автоматически отключить питание приводов и подать сигнал тревоги.

Защита и предохранительная блокировка

Система электрической защиты мостовых и козловых кранов более развита по сравнению с общими требованиями:

Конечный выключатель хода — на всех направлениях движения крана (передвижение моста, тележки, верхний и нижний предел подъема) должны быть установлены конечные выключатели перемещения. Верхний конечный выключатель подъема должен быть выполнен по двухступенчатой схеме — с грузовым и рычажным (вращательным) приводом, один из которых является резервным; срабатывание любого из них отключает электропитание в направлении подъема. На обоих концах хода моста и тележки должны быть установлены конечные выключатели перемещения и буферные упоры. Место установки конечных выключателей должно обеспечивать удобный доступ для обслуживания, а после срабатывания выключатель должен иметь возможность ручного сброса.

Блокировка двери — на дверях кабины оператора, электропомещения и ремонтной площадки должны быть установлены концевые выключатели блокировки. При открытии любой из дверей главный контактор электропитания крана должен отключаться, исключая возможность работы крана. Для блокировки двери запрещается применять обычные выключатели освещения и другие неспециализированные устройства; рекомендуется использовать концевые выключатели тяжелого режима. Замок двери должен открываться изнутри без применения инструмента (требование безопасности при эвакуации).

Электрическое управление ветрозащитным устройством — козловые краны, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны быть оснащены электрической блокировкой ветрозащитного противоскользящего устройства (рельсовый зажим или анкерное устройство). При не полностью открытом ветрозащитном устройстве запуск механизма передвижения крана невозможен. При обнаружении анемометром скорости ветра, превышающей допустимую для рабочего состояния (обычно 7 баллов), ветрозащитное устройство должно автоматически закрываться и фиксироваться. Электродвигатель рельсового зажима должен обеспечивать достаточный крутящий момент для поддержания усилия зажима.

Ограничитель перегрузки — мостовой и козловой кран должен быть оснащен ограничителем грузоподъемности, электрическая часть которого включает тензодатчик, контроллер обработки сигнала и устройство сигнализации и индикации. Комплексная точность ограничителя перегрузки — не ниже ±5%. При превышении нагрузки свыше 105% номинальной грузоподъемности должно отключаться электропитание в направлении подъема и увеличения вылета; допускается только работа в безопасном направлении.

Компоновка электрошкафов и прокладка кабелей

Стандарт предъявляет специальные требования к компоновке электрошкафов и прокладке кабелей мостовых и козловых кранов. Электрошкафы (панели) должны устанавливаться в специально отведённом электропомещении крана, которое должно хорошо вентилироваться и обеспечивать защиту от влаги и пыли (класс не ниже IP54). Панель с главным контактором следует располагать вблизи точки ввода электропитания, а панель управления — рядом с кабиной оператора, чтобы минимизировать длину кабелей управления. Шкаф частотных преобразователей должен быть удалён от панели главного контактора не менее чем на 500 мм для снижения электромагнитных помех. Для кабелей управления от пульта управления в кабине оператора до электрошкафов следует применять многожильные медные кабели с поперечным сечением проводника не менее 1 мм². Кабели управления и силовые кабели должны прокладываться раздельно, с расстоянием между ними не менее 100 мм; при пересечении они должны проходить под прямым углом друг к другу. Электрическая система мостовых и козловых кранов Келуде Тяжёлая Промышленность спроектирована в соответствии с требованиями данного стандарта: электрошкафы имеют чёткое зонирование, обеспечивают эффективный отвод тепла и удобство технического обслуживания.

Сравнительная таблица конфигурации электрооборудования мостовых и козловых кранов

В приведённой ниже сравнительной таблице представлены основные параметры конфигурации электрического оборудования мостовых и козловых кранов, которые могут быть полезны при выборе и эксплуатации оборудования.

Часто задаваемые вопросы