Kako je električni sustav građevinske dizalice dizajniran da spriječi preopterećenja i kratke spojeve?

1. Uređaji za zaštitu od preopterećenja

Zaštita od preopterećenja kritična je značajka koja osigurava da dizalica radi unutar svog nazivnog kapaciteta, sprječava potencijalno oštećenje električnih komponenti i osigurava sigurnost radnika. Uređaji za zaštitu od preopterećenja integrirani su u mehaničke i električne sustave dizalice, sa specifičnim senzorima i relejima dizajniranim za otkrivanje i reagiranje na naprezanja povezana s opterećenjem.

Senzori preopterećenja i mjerne ćelije: Senzor opterećenja (ili mjerna ćelija) obično je uređaj za mjerenje naprezanja koji mjeri težinu tereta koji se podiže. Djeluje pretvaranjem mehaničkog naprezanja uzrokovanog opterećenjem u električni signal koji može protumačiti upravljački sustav dizalice. Ovi senzori opterećenja daju podatke o težini tereta u stvarnom vremenu. Ako opterećenje premaši unaprijed programirani prag (npr. nazivni kapacitet dizalice), sustav automatski aktivira alarm ili zaustavlja kretanje dizalice. To sprječava daljnje naprezanje motora, mjenjača i konstrukcije dizalice, osiguravajući da se dizalica ne podigne iznad sigurnog radnog opterećenja (SWL), što bi moglo prouzročiti katastrofalna oštećenja dizalice i povećati rizik od nezgoda.

Elektronički releji preopterećenja: Ovi releji su dizajnirani za otkrivanje abnormalnog povlačenja struje od strane motora dizalice. Uvjeti preopterećenja često su karakterizirani prekomjernom potrošnjom struje, što se može dogoditi kada dizalica pokuša podići teret teži od svog nazivnog kapaciteta. Relej preopterećenja osjeti kada struja prijeđe određeni prag, što pokazuje da je motor pod opterećenjem. Nakon otkrivanja preopterećenja, relej se aktivira, prekidajući električni krug i sprječavajući motor da nastavi raditi u nesigurnim uvjetima. Ovo je posebno važno jer dugotrajni uvjeti preopterećenja mogu dovesti do pregorjevanja motora, pregrijavanja ili čak opasnosti od požara.

Funkcije ograničenja preopterećenja: U nekim naprednim sustavima dizalica, zaštita od preopterećenja proteže se na ograničenje radne brzine kada se otkrije stanje preopterećenja. Dizalo može automatski usporiti ili smanjiti brzinu dizanja kako bi se spriječilo oštećenje mehanizma za dizanje ili motora. Ovi se sustavi obično integriraju s pogonom promjenjive frekvencije (VFD) dizalice, omogućujući glatku prilagodbu radnih parametara na temelju uvjeta opterećenja. Ovo postupno smanjenje brzine osigurava sigurniji rad i pruža operateru vremena da ispravi situaciju, sprječavajući daljnje opterećenje dizalice.

2. Zaštita od kratkog spoja

Kratki spojevi su među najopasnijim kvarovima koji se mogu pojaviti u bilo kojem električnom sustavu, a dizalice nisu iznimka. Do kratkog spoja dolazi kada postoji nenamjeran put niskog otpora, što uzrokuje nagli val električne struje. To može dovesti do požara, oštećenja opreme, pa čak i ozljeda. Kako bi se smanjio rizik od kratkog spoja, građevinske dizalice dizajnirane su s nekoliko slojeva zaštite.

Prekidači strujnog kruga: Prekidač strujnog kruga je automatski električni prekidač koji je dizajniran da se aktivira kada struja u krugu prijeđe unaprijed postavljenu granicu. Ova brza reakcija sprječava oštećivanje ožičenja, motora i upravljačkih komponenti dizalice pretjeranom strujom. Prekidači strujnog kruga ključni su za zaštitu od preopterećenja i kratkih spojeva. U slučaju kratkog spoja, prekidač prekida dovod struje, izolira neispravan krug i sprječava daljnje električno oštećenje. Prekidači strujnog kruga često su ocijenjeni za trenutno i odgođeno okidanje kako bi se prilagodili različitim uvjetima kvara, osiguravajući da dizalica ostane operativna u normalnim uvjetima, ali da se može zaštititi u slučaju kvara.

Osigurači: osigurači pružaju dodatnu razinu zaštite, iako se za razliku od prekidača moraju zamijeniti nakon što pregore. Osigurači sadrže metalnu žicu ili žarnu nit koja se topi kada struja prijeđe sigurnu granicu. Ovo učinkovito odspaja neispravan krug od napajanja, sprječavajući daljnje oštećenje sustava. Osigurači se često koriste u kritičnim komponentama električnog sustava, kao što su motor ili upravljačka ploča, a dizajnirani su za brzo isključivanje napajanja tijekom prekomjerne struje ili kratkog spoja. Njihova primarna prednost je što su jednostavni, pouzdani i ekonomični.

Uređaji za zaostalu struju (RCD): Uređaji za zaostalu struju (RCD) još su jedna važna sigurnosna značajka. Ovi uređaji prate protok struje kroz živi i neutralni vodič dizalice. Ako postoji bilo kakva neravnoteža, kao što je struja koja teče kroz zemlju (što ukazuje na curenje ili kratki spoj), RCD će se aktivirati i isključiti napajanje. Ovo pruža dodatnu zaštitu od grešaka koje možda neće otkriti konvencionalni prekidači strujnog kruga ili osigurači, osobito u slučajevima neispravne izolacije ili oštećenog ožičenja. RCD-ovi su kritični u okruženjima s visokom razinom vlage, kao što su gradilišta, gdje je rizik od strujnog udara povećan.

3. Zaštita od prenapona

Električni udari mogu biti uzrokovani nizom čimbenika kao što su udari groma, prebacivanje električnih krugova ili fluktuacije u električnoj mreži. Ovi udari mogu uzrokovati značajna oštećenja električnih komponenti dizalice, posebno osjetljivih mikroprocesora, kontrolnih ploča i pokretačkih programa motora. Za zaštitu od ovih rizika, građevinske dizalice opremljene su sustavima za zaštitu od prenapona.

Zaštita od prenapona (odvodnici prenapona): Odvodnici prenapona ugrađeni su u električne vodove za zaštitu osjetljivih električnih komponenti od iznenadnih skokova napona. Djeluju tako da preusmjeravaju višak energije od valova prema tlu, učinkovito neutralizirajući prijetnju od skoka visokog napona koji doseže upravljačke sustave ili motore dizalice. Odvodnici prenapona obično imaju prag visokog napona pri kojem se aktiviraju i dizajnirani su za rukovanje velikim količinama energije, poput one od udara groma ili strujnog udara iz obližnje opreme.

Prigušivači prijelaznog napona (TVS): TVS diode koriste se za hvatanje prijelaznih skokova napona, apsorbirajući udare visokog napona prije nego što mogu oštetiti opremu. Ovi prigušivači su posebno učinkoviti u zaštiti osjetljivih elektroničkih komponenti kao što su programabilni logički kontroler (PLC), senzori i pogoni s promjenjivom frekvencijom (VFD). Dizajnirani su da reagiraju trenutno, ograničavajući udarni napon na sigurnu razinu. TVS uređaji često se koriste u kombinaciji s odvodnicima prenapona kako bi se osigurala sveobuhvatna razina zaštite u cijelom električnom sustavu dizalice.

4. Ograničenje struje i zaštita motora

Motor je jedna od najkritičnijih komponenti građevinska dizalica . Zaštita motora od prekomjernih struja i osiguravanje da radi unutar sigurnih parametara ključni su za sprječavanje oštećenja i održavanje dugotrajne učinkovitosti.

Meki pokretači: Meki pokretači su uređaji koji se koriste za kontrolu struje pokretanja motora, smanjujući udarnu struju koja se obično povezuje s pokretanjem motora. Ovo je posebno važno za motore s visokom snagom, jer prekomjerna udarna struja može uzrokovati električni stres i oštećenje namota motora i povezanih komponenti. Meki pokretač postupno pojačava napon na motoru, osiguravajući glatko pokretanje i značajno smanjujući mehanički stres na pogonskom sustavu dizalice. Meki pokretači također pomažu u smanjenju strujnih udara u električnoj mreži, pridonoseći ukupnoj energetskoj učinkovitosti sustava.

Zaštitni releji motora: Ovi releji kontinuirano prate električne parametre motora, uključujući struju, napon i temperaturu. U slučaju neuobičajenih očitanja — kao što je prekomjerna struja, pregrijavanje ili fluktuacije napona — zaštitni relej motora isključit će motor iz napajanja. To sprječava rad motora u nesigurnim uvjetima koji bi mogli dovesti do kvara. Napredni zaštitni releji motora također uključuju toplinsku zaštitu od preopterećenja, koja uzima u obzir i opterećenje i radne uvjete tijekom vremena, sprječavajući pregrijavanje tijekom dugotrajnog rada.

Zaštita od prenapona i podnapona: Zaštita od prenapona sprječava oštećenje motora kada napon napajanja prijeđe sigurne razine, dok zaštita od preniskog napona osigurava da motor ne radi ispod određene razine napona, što bi moglo dovesti do nedovoljnog momenta ili neučinkovitog rada. Obje zaštite su kritične jer rad izvan navedenih granica napona može uzrokovati kvar motora, smanjene performanse i povećano trošenje električnih komponenti. Ovi zaštitni mehanizmi implementirani su kroz naponske releje koji isključuju motor ako napon napajanja padne izvan prihvatljivog raspona, pomažući u očuvanju vijeka trajanja motora.

5. Uzemljenje i uzemljenje

Ispravno uzemljenje i uzemljenje električnog sustava ključni su za sigurnost. Oni osiguravaju da se električni kvarovi, kao što su kratki spojevi ili struje curenja, sigurno preusmjere na zemlju, čime se sprječavaju opasnosti od strujnog udara za operatere i izbjegavaju rizici od požara zbog električnih kvarova.

Zaštita od zemljospoja: Zaštita od zemljospoja dizajnirana je za otkrivanje kada struja teče kroz nenamjeran put do zemlje, kao što je kada električna žica dodirne vodljivu površinu ili kada izolacija pokvari. Sustavi zaštite od zemljospoja koriste releje za curenje uzemljenja (ELR) ili strujne prekidače (RCCB) za otkrivanje takvih kvarova i odmah odspajanje napajanja. Osiguravajući put do zemlje, ovi sustavi osiguravaju da se struje kvara ne nakupljaju u dijelovima dizalice pod naponom, čime se sprječava strujni udar radnika.

Uzemljenje opreme: Svi metalni dijelovi dizalice, kao što su okvir, šasija i sve dostupne vodljive komponente, spojeni su na uzemljenje. Ovo osigurava da ako bilo koji dio električnog sustava dizalice postane pod naponom zbog greške, električna struja će sigurno teći u zemlju, a ne kroz operatera ili opremu. Ispravno uzemljenje ključno je za osiguranje da radnici koji upravljaju dizalicom ne dođu u kontakt s potencijalno opasnom električnom energijom.