Електропостачання кранових установок
Від головних контактних проводів за допомогою ковзних струмознімачів напруга підводиться до захисної панелі, встановленої в кабіні крана. Двигуни і гальмові електромагніти механізмів підйому і візки харчуються від контактних проводів, укріплених на мості і носять назву допоміжних. Контактні проводи виконуються зазвичай з профільованої сталі круглого перетину, куточка, швелера або рейки. Мідь використовується порівняно рідко і тільки в якості допоміжних тролеїв.
Відзначимо, що проводка на кранах виконується проводами ПРГ-500, ПРТО-500, які прокладаються в сталевих тонкостінних трубах, закритих коробах або відкритим способом. Застосовуються для монтажу на кранах також панцирні дроти ПРП, ПРШП і кабелі без джутовій ізоляції СРГ-500, СРБГ-500. Кабель СРГ не рекомендується встановлювати на рухомих частинах підйомно-транспортних механізмів, так як при вібрації свинцева оболонка кабелю швидко руйнується.
Найменшим перетином проведення за умовами механічної міцності є 2,5 мм 2. На панелях управління замість проводу перетином вище 25-35 мм 2 застосовуються плоскі шини. Гнучкі струмопроводи, які знаходять деякий застосування на кранах, виконуються шланговим проводом з мідними жилами і гумовою ізоляцією марки ШРПС. Для важких умов експлуатації при значних механічних зусиллях застосовують кабель ГРШС, а також судновий кабель в шлангової оболонці НРШМ.
Вибір контактних проводів проводиться по допустимому струму навантаження з подальшою перевіркою проводу по падінню напруги. Провід вибирається рівного перетину по всій довжині переміщення механізму. Допустиме навантаження на різні види контактних проводів наводиться в довідкових таблицях.
Точне визначення розрахункового струму, що протікає по контактних проводів, викликає труднощі внаслідок різких коливань навантаження двигунів крана. Існує кілька наближених методів визначення розрахункового струму, які грунтуються головним чином на тривалому досвіді експлуатації кранових установок.
Визначення споживаної з мережі потужності, а потім і розрахункового струму контактних проводів можна провести, наприклад, на підставі формули:
де Р - потужність, споживана з мережі, кВт; Р3 - встановлена потужність трьох найбільших в групі двигунів при ПВ = 25%, кВт; Рс - сумарна потужність всіх двигунів групи при ПВ = 25%, кВт; с, b - досвідчені коефіцієнти; для більшості кранів з = 0,3; b = 0,06 ÷ 0,18.
Розрахунковий струм можна знайти для кранів, що працюють на змінному та постійному струмі, відповідно за формулами:
де I - розрахунковий струм, А; Uн - поминальне напруга мережі, В; cos # 966; - середній коефіцієнт потужності двигунів крана, при розрахунках приймають cos # 966; = 0,7.
Знайдений за формулами струм не повинен перевищувати тривало допустимий струм проводів
Під час експлуатації крана напруга на затискачах кранового двигуна не повинно бути нижче 85% номінального. При менших напругах у двигунів змінного струму неприпустимо знижується максимальний момент. Крім того, стає ненадійною робота контакторів і гальмівних електромагнітів. Розрахунок всій кранової мережі слід проводити так, щоб при пускових і робочих токах втрати напруги в кранової мережі не перевищували 8-12%. Втрати в мережі можуть розподілятися наступним чином:
Головні контактні дроти - 3 - 4%
Магістраль до контактних проводів - 4 - 5%
Мережа в межах крана - 1 - 3%
Для установок з рідкісними пусками максимально допустиме значення втрат напруги не повинно перевищувати 15%.
Перетин мідних і алюмінієвих проводів при розрахунку по втраті напруги визначається відповідно для змінного і постійного струмів за формулами:
де s - перетин дроту, мм 2; # 963; - питома провідність проводу, м / Ом-мм2 (для міді # 963; = 57 м / Ом-мм2, алюмінію # 963; = 35 м / Ом-мм2); L - довжина проводу, м; Iп - піковий струм навантаження, А.
При визначенні втрати напруги на ділянках мережі останні формули приводяться до виду
Для сталевих контактних проводів необхідно враховувати не тільки активну, а й реактивну складову втрати напруги
де R і X - активний і реактивний опори дроти на 1 м довжини, Ом / м.
Піковий струм навантаження визначається в залежності від числа кранів, які живляться від даних проводів. Наприклад, при одному крані, що живиться від головних проводів,
при двох кранах, які живляться від тих же проводів,
У цих формулах позначено: Iп1 і Iп2 - пікові струми, А; Iн1 - номінальний струм найбільшого двигуна першого крана, А; Iп2 - номінальний струм другого за величиною двигуна того ж крана, А; Iп12 - номінальний струм найбільшого двигуна другого крана, А; т - кратність пускового струму.
Найбільш ходовими перетинами контактних проводів з уголковой стали є від 50 X 50 X 5 до 75 X 75 X 10 мм. Куточки менш № 5 не застосовуються внаслідок їх недостатньої жорсткості, а понад № 7,5 - через збільшення маси.
У тих випадках, коли бажане перетин куточка не проходить по втраті напруги, застосовується підживлення проводів в декількох точках додатковими лініями. В даний час знаходить застосування в цілях підживлення спеціальна шина, яка виконується найчастіше з алюмінію і укладається на тих же кріпильних конструкціях паралельно контактного проводу. Застосування підживлюють шин дає можливість зменшити перетин контактних проводів і значно знижує капітальні витрати.
Відзначимо, що в довідкових таблицях допустиме навантаження сталевих тролеїв на змінному струмі дається зазвичай для тривалого режиму роботи (ПВ = 100%). При менших значеннях ПВ навантаження може бути збільшена, наприклад при ПВ = 40% в 1,5 рази. При постійному струмі навантаження на сталеві тролеї може бути збільшена в 1,5-2,0 рази в порівнянні з допустимим навантаженням змінним струмом.
Мережі, що живлять крани, як правило, не захищаються від перевантажень, а захищаються лише від коротких замикань. Бажано при цих умовах вибирати мінімальні номінальні струми плавких вставок запобіжників і автоматичних вимикачів. Відповідно до правил номінальний струм плавкої вставки не повинен перевищувати 3-кратного значення тривало допустимого струму навантаження на дроти; струм спрацьовування автоматичного вимикача, що має миттєвий расцепитель, не повинен перевищувати тривало допустимий струм навантаження на дроти більш ніж в 4,5 рази, а для інших конструкцій автоматів - в 1,5 рази.