Équipement de protection de grue
Conditions générales de protection de l'équipement électrique des grues contre les situations d'urgence
Selon le but, les spécificités du travail et les caractéristiques de conception, les grues sont classées comme équipements à danger accru, ce qui s'explique par le processus même de fonctionnement de ces mécanismes sur les sites et dans les locaux où les personnes et les équipements de valeur sont situés au même endroit. . temps.
Les exigences générales pour la sécurité des grues et de l'équipement électrique des grues sont formulées conformément aux "Règles pour la construction et l'exploitation en toute sécurité des grues" et "Règles pour la construction des installations électriques".
Tous les équipements électriques situés dans les cabines de commande des grues doivent être fournis avec des boîtiers métalliques mis à la terre ou doivent être complètement isolés de la possibilité de toucher des pièces sous tension. L'armoire de commande doit également contenir un dispositif qui permet l'arrêt direct ou à distance de tous les câbles d'alimentation acheminés par le robinet, à l'exclusion des dispositifs d'entrée.
Sortie vers les plates-formes de grue où se trouvent des équipements électriques non protégés par des enveloppes, fils ou chariots de courant chariots, ne peut être effectué que par des portes et des trappes munies d'une serrure qui coupe l'alimentation de toutes les sources d'énergie électrique à la grue.
La section des bogies principaux, des pantographes principaux et du réseau qui restent sous tension lorsque toute la distribution du robinet est coupée. il doit y avoir une protection fiable contre tout contact accidentel avec eux. Ce gardien doit être muni d'une serrure à clé individuelle.
La réparation et l'inspection des câbles sous tension ne peuvent être effectuées que lorsque l'alimentation électrique des chariots principaux ou du dispositif d'entrée commun situé à l'extérieur de la grue est coupée. Les chaînes de plusieurs grues sont alimentées par des chariots d'atelier ordinaires, puis une zone de réparation est prévue où les chariots peuvent être éteints sans interrompre l'alimentation électrique des autres grues.
Les grues sont des unités mobiles et sont soumises à des vibrations et à des chocs pendant le mouvement. Par conséquent, la possibilité d'endommager les câbles et les fils de la grue est relativement plus élevée que lorsqu'elles sont à l'arrêt. De plus, sur un certain nombre de grues, le transfert de courant vers les pièces mobiles s'effectue à l'aide de câbles flexibles dont l'endommagement ne peut être totalement exclu. Dans cette optique, la première tâche de protection consiste à protéger l'équipement électrique des grues des courants de court-circuit.
Courants k. H. dans les circuits individuels à l'intérieur de la prise sera plus petit, plus la section transversale des fils de montage de ces circuits est petite, et plus petites sont les tailles des diverses connexions de courant et connecteurs de courant. Les courants de court-circuit maximum dans les circuits de commande avec une section de fil de 2,5 mm2 sont de 1200-2500 A.En même temps, pour protéger les circuits, il est possible d'utiliser des fusibles de la série PR pour les courants 6-20 A ou tout type d'interrupteurs automatiques AP 50, AK 63, etc. z., A, dans les circuits de moteurs électriques, en gros, peut être déterminé par la formule
où Azkzyuf — courant de court-circuit dans la phase d'alimentation, la ligne après 0,04 s; сn est la section du fil dans le circuit considéré, mm2.
Depuis le courant k. F. ne doit pas détruire l'appareil de commutation dans ce circuit jusqu'à ce qu'il soit éteint, puis lors du choix des appareils et des sections de fil, il est nécessaire de respecter certains rapports qui garantissent la résistance thermique de l'appareil. Si nous supposons que la résistance thermique de la plupart des appareils utilisés dans un entraînement de grue électrique est de 10Azn pendant 1 s, le rapport entre la section de fil maximale autorisée, mm2, et le courant nominal de l'appareil doit être le suivant :
où Azn — courant nominal de l'appareil, A.
La dernière connexion montre qu'à d'éventuels courants de court-circuit. sur un départ avec plus de 8000 A, il est inacceptable d'installer des appareils pour 25 A en raison de la résistance thermique. Les appareils pour courants 63 A ne peuvent être utilisés qu'avec une section de câble inférieure à 6 mm2 et les appareils pour courant 100 A avec une section de câble inférieure à 16 mm2.
Avec d'éventuels courants de court-circuit. Les appareils de 12 000 A (limitation des prises) pour des courants de 63 A ne peuvent être utilisés qu'avec des sections de câbles ne dépassant pas 4 mm2, c'est-à-dire à des courants nominaux jusqu'à 30 A. Les appareils pour un courant de 100 A peuvent être utilisés avec des sections de câble ne dépassant pas 10 mm2, c'est-à-dire à des courants nominaux jusqu'à 60 A.Ainsi, pour les grues entraînées par des alimentations de forte puissance, il faut soit installer des appareils pour des courants non inférieurs à 100-160 A, soit limiter les sections de fils à ces appareils afin de réduire les courants possibles jusqu'à h.
Protection du réseau câblé de la grue contre les courants de court-circuit. est effectuée à l'aide d'un relais à maximum de courant instantané et, si nécessaire, peut être effectuée en réglant des dispositifs automatiques.
Protection des fils contre les courants de court-circuit. compliquée par la large plage de puissance des moteurs électriques des mécanismes au sein d'une même grue. Conformément aux règles des installations électriques, les dispositifs de protection doivent être dimensionnés pour un courant de déclenchement qui ne dépasse pas 450 % du courant continu du circuit protégé. Les mêmes règles pour les fils et câbles fonctionnant avec une charge intermittente, le courant de chauffage admissible est déterminé par l'expression
Où Azpv et Azn — courants nominaux du câble en modes de fonctionnement intermittent et à long terme.
Au rapport cyclique = 40 % Azpv = 1,4 x Azn. Ainsi, le multiple du réglage de protection par rapport au courant admissible du fil (câble) ne doit pas dépasser 450 / 1,4 = 320 % du courant dans un cycle de service de 40 %. Les charges admissibles des fils et câbles dans la prise à une température ambiante de 45 ° C sont indiquées dans les tableaux de référence.
Les entraînements de grue électrique disposent des principaux types de dispositifs de protection suivants :
• protection maximale pour déconnecter le variateur du réseau en cas de courants inadmissibles dans le circuit protégé ;
• protection zéro pour arrêter l'entraînement électrique en cas d'interruption ou d'interruption de l'alimentation de la source d'alimentation.Un type de protection zéro est le blocage zéro, qui empêche le moteur de démarrer tout seul lorsque l'alimentation est rétablie sur la ligne d'alimentation si la commande est en position de fonctionnement
• une protection maximale pour empêcher les structures mobiles de se déplacer au-delà de certaines limites autorisées.
Une tâche importante du système de protection est d'empêcher les surcharges inadmissibles pour tous les types d'entraînements électriques des mécanismes de grue associés à des circuits de commande défectueux, au blocage des mécanismes, au circuit ouvert du frein, etc. C'est la différence entre les exigences de protection contre les surcharges de la grue entraînements électriques de protection contre les surcharges pour entraînements électriques à fonctionnement continu...
En raison de l'incertitude de la charge sur les mécanismes de la grue, des taux de chauffage changeants des moteurs, de leur fonctionnement dans des conditions de démarrages et de freinages fréquents, il n'est même pas possible de définir la tâche de protection des entraînements électriques contre les surcharges thermiques. La seule condition pour éviter les surcharges thermiques de l'équipement électrique de la grue est sa sélection correcte, en tenant compte de tous les modes de fonctionnement précalculés possibles pendant le fonctionnement.
De cette manière, la protection contre les surcharges est réduite à la surveillance du courant d'appel lors du démarrage par paliers et à la protection contre le calage des moteurs à cage d'écureuil ou des entraînements électriques avec interruption de courant. Avec un démarrage correctement organisé de l'entraînement électrique avec une accélération progressive, le courant de démarrage ne doit pas dépasser 220-240% du courant correspondant à la valeur calculée.
Compte tenu de la marge nécessaire pour répartir à la fois le courant d'appel et le réglage maximal du relais, ce dernier doit être conçu pour fonctionner à un courant d'environ 250 % du nominal, qui peut être égal ou inférieur au courant du moteur en cycle de service. = 40 %.
Selon ce qui précède, le relais de surintensité dans le système d'entraînement de la grue se voit attribuer deux fonctions :
1. protection contre les courants de court-circuit. des fils (câbles) dans chaque pôle pour le courant continu et dans chaque phase pour le courant alternatif,
2. protection contre les surcharges, pour laquelle il suffit de connecter le relais à l'un des pôles ou à l'une des phases.
Conformément aux règles, les entraînements électriques des grues doivent avoir zéro blocage, c'est-à-dire qu'en cas de panne de courant, l'actionneur électrique doit être éteint et son redémarrage n'est possible qu'après le retour de l'élément de commande à sa position zéro. Cette exigence ne s'applique pas aux boutons de plancher avec boutons auto-réglables.
La présence du blocage zéro exclut l'auto-démarrage des entraînements de grue électrique, et exclut également les allumages multiples lorsque diverses protections sont déclenchées.
La protection contre la perte de phase ne s'applique pas aux vannes. L'analyse des conséquences possibles d'une perte de phase à l'extérieur de la prise et d'un système de protection de perte de phase acceptable a montré que, d'une part, il n'existe actuellement aucune solution technique satisfaisante pour l'utilisation d'un dispositif de contrôle de tension phase fiable, bon marché et simple, et d'autre part, une défaillance de phase à l'entrée et à la sortie de la prise est peu probable en raison du fait que l'utilisation de fusibles dans le circuit principal n'est pas pratiquée actuellement.
De nouveaux systèmes de freinage dynamique, remplaçant les systèmes de freinage opposés, minimisent le risque de chute de charge en cas de perte de phase.
Relais de surcharge dans l'entraînement de la grue
Pour protéger les circuits de l'équipement électrique de la grue contre les surcharges, on utilise un relais électromagnétique instantané de type REO 401. Ces relais peuvent être utilisés dans les circuits AC et DC. Le relais a deux conceptions. En figue. 1 montre une vue générale du relais REO 401.
Le relais se compose de deux blocs principaux: un électroaimant 2 et un contact auxiliaire d'ouverture 1. La bobine de solénoïde 3 est située sur le tube 4, dans lequel l'armature se déplace librement 5. La position de l'armature dans le tube est réglable en hauteur et détermine la valeur du courant d'actionnement sur le relais. Lorsque le courant dans la bobine dépasse le courant de fonctionnement, l'armature monte et ouvre les contacts à travers le poussoir du bloc de contacts.
Dans la deuxième version, des électroaimants relais en un nombre de deux à quatre parties sont montés sur une base commune, qui a également un support commun qui transfère les forces de chaque armature électromagnétique individuelle à un contact auxiliaire installé sur la base. Ainsi, dans cette conception, plusieurs électroaimants agissent sur un contact auxiliaire.
Après avoir coupé le courant, l'armature revient sous son propre poids. Le relais a un contact auxiliaire NF. Le contact auxiliaire est conçu pour une commutation AC jusqu'à 10 A à 380 V et ou pour une commutation DC 1 A à 220 V et L / R = 0,05
Riz. 1. Vue générale du relais REO 401
Les bobines de relais pour les courants supérieurs à 40 A sont en cuivre nu. Les bornes de ces bobines sont situées sur un panneau isolant spécial. Les bobines pour des courants jusqu'à 40 A sont isolées. Lors du choix d'un relais à installer dansles dispositifs globaux doivent être guidés par la charge de bobine admissible dans le cycle de service = 40 % et la plage de fonctionnement, en tenant compte des paramètres de déclenchement nécessaires.
Les relais REO 401 peuvent remplir leurs fonctions à condition que le courant de démarrage de l'entraînement électrique soit inférieur au courant du moteur électrique bloqué lorsqu'il est allumé à la tension nominale, c'est-à-dire la protection des moteurs électriques en court-circuit et des entraînements électriques avec coupure de courant l'utilisation du relais REO 401 n'est pas possible. La protection de tels moteurs électriques doit être réalisée en mode thermique relais température-courant Série TRT.
Les relais TPT ont cinq dimensions dans la plage de courant de 1,75 à 550 A. Les relais de tous types sont enfermés dans un boîtier en plastique et diffèrent par la forme de l'élément thermique réactif, la présence d'un élément chauffant supplémentaire et les dimensions des bornes. Le relais de cinquième dimension est monté sur le transformateur de courant. En tant qu'élément thermique réactif du relais, un bilame invastal est utilisé, rationalisé par le courant et chauffé en plus par un radiateur. Le relais a un contact NF conçu pour commuter AC 10 A, 380 V à Cos φ = 0,4 et DC 0,5 A, 220 V à L / R = 0,05.
Les caractéristiques techniques du relais TPT sont données dans les ouvrages de référence. Les caractéristiques de synchronisation du relais de la série TRT sont illustrées à la Fig. 2. Le relais ne fonctionne pas à 110 % du courant nominal en fonctionnement continu. À un courant de 135% de la valeur nominale, le relais s'active en 5 à 20 minutes. A 600% du courant nominal, le relais s'active en 3 à 15 s. Un régulateur à relais permet de régler le courant nominal de réglage à ± 15 %. Le retour des contacts de relais à l'état activé se produit 1 à 3 minutes après la mise hors tension.
Lors du choix d'un relais, vous devez être guidé par les conditions:
1) le courant moyen du circuit protégé ne doit pas dépasser le courant nominal de l'appareil de chauffage ;
2) avec trois départs consécutifs, le relais ne devrait pas fonctionner;
3) le temps de réaction au courant de démarrage ne doit pas être supérieur au temps de veille admissible du moteur électrique au courant dans ce mode.
Lors de l'utilisation de la caractéristique de temps de fonctionnement du relais TPT, il convient de garder à l'esprit que les écarts réels possibles du courant de fonctionnement sont d'environ ± 20% du courant de réglage.
Panneaux de protection
Conformément aux exigences, chaque grue doit être équipée d'un dispositif conçu pour alimenter les entraînements électriques des mécanismes et l'éteindre, en plus, l'inclusion, c'est-à-dire l'alimentation peut se faire après déverrouillage de l'appareil de commutation à l'aide d'une clé de marque individuelle.
Riz. 2. Caractéristiques de synchronisation du relais de la série TRT.
À son tour, la clé ne peut pas être retirée sans effectuer l'opération d'arrêt. Ce blocage permet de s'assurer que la grue n'est mise en service que par une personne habilitée à manœuvrer la grue.
Un marquage de clé individuel est utilisé sur tous les types de grues à entraînement électrique, à l'exception des grues à tour de construction panneau de protection… Pour les grues à tour de construction, la clé spécifiée est utilisée pour verrouiller l'interrupteur principal (ou la machine) dans l'armoire électrique de la grue à tour à laquelle le câble d'alimentation flexible est connecté.
Riz. 3.Schéma de circuit pour le contrôle des panneaux de protection : a — lors du contrôle des contrôleurs à cames ; b — lors de la gestion des contrôleurs magnétiques ; 1P — ZP — fusibles ; KB — bouton "retour" ; KL — contact de trappe ; AB — interrupteur d'urgence ; L — contacteur linéaire : MP1, MP2 — contacts de relais maximum ; KVV, KVN — interrupteurs de fin de course ; PP — vérifier l'interrupteur ; K12 — contacts zéro des contrôleurs.