Ako je navrhnutý elektrický systém stavebného kladkostroja, aby sa zabránilo preťaženiu a skratu?

1. Zariadenia na ochranu proti preťaženiu

Ochrana proti preťaženiu je kritickou funkciou, ktorá zaisťuje, že kladkostroj pracuje v rámci svojej menovitej kapacity, zabraňuje možnému poškodeniu elektrických komponentov a zaisťuje bezpečnosť pracovníkov. Zariadenia na ochranu proti preťaženiu sú integrované do mechanických aj elektrických systémov kladkostroja so špecifickými snímačmi a relé určenými na detekciu a reakciu na namáhanie súvisiace so záťažou.

Snímače preťaženia a snímače zaťaženia: Snímač zaťaženia (alebo snímač zaťaženia) je zvyčajne tenzometer, ktorý meria hmotnosť zdvíhaného nákladu. Funguje tak, že prevádza mechanické napätie spôsobené záťažou na elektrický signál, ktorý môže byť interpretovaný riadiacim systémom kladkostroja. Tieto snímače zaťaženia poskytujú údaje o hmotnosti nákladu v reálnom čase. Ak zaťaženie prekročí vopred naprogramovaný prah (napr. menovitá kapacita kladkostroja), systém automaticky spustí alarm alebo zastaví pohyb kladkostroja. Tým sa zabráni ďalšiemu namáhaniu motora, prevodovky a konštrukcie kladkostroja, čím sa zaistí, že sa kladkostroj nezdvihne nad jeho bezpečné pracovné zaťaženie (SWL), čo by mohlo spôsobiť katastrofálne poškodenie kladkostroja a zvýšiť riziko nehôd.

Elektronické relé preťaženia: Tieto relé sú určené na detekciu abnormálneho odberu prúdu motorom kladkostroja. Podmienky preťaženia sú často charakterizované nadmerným odberom prúdu, ku ktorému môže dôjsť, keď sa kladkostroj pokúša zdvihnúť bremeno ťažšie, než je jeho menovitá kapacita. Relé proti preťaženiu sníma, keď prúd prekročí určitú prahovú hodnotu, čo znamená, že motor je pod napätím. Po zistení preťaženia sa relé vypne, preruší elektrický obvod a zabráni ďalšiemu chodu motora v nebezpečných podmienkach. To je obzvlášť dôležité, pretože podmienky trvalého preťaženia môžu viesť k vyhoreniu motora, prehriatiu alebo dokonca nebezpečenstvu požiaru.

Funkcie obmedzujúce preťaženie: V niektorých pokročilých zdvíhacích systémoch sa ochrana proti preťaženiu rozširuje na obmedzenie prevádzkovej rýchlosti, keď sa zistí stav preťaženia. Kladkostroj môže automaticky spomaliť alebo znížiť rýchlosť zdvíhania, aby sa predišlo poškodeniu zdvíhacieho mechanizmu alebo motora. Tieto systémy sa zvyčajne integrujú s pohonom s premenlivou frekvenciou (VFD) kladkostroja, čo umožňuje plynulé nastavenie prevádzkových parametrov na základe podmienok zaťaženia. Toto postupné znižovanie rýchlosti zaisťuje bezpečnejšiu prevádzku a ponúka operátorovi čas na nápravu situácie, čím sa predchádza ďalšiemu namáhaniu kladkostroja.

2. Ochrana proti skratu

Skraty patria medzi najnebezpečnejšie poruchy, ktoré sa môžu vyskytnúť v každom elektrickom systéme a kladkostroje nie sú výnimkou. Skrat nastane, keď dôjde k neúmyselnej ceste s nízkym odporom, čo spôsobí náhly nárast elektrického prúdu. To môže viesť k požiaru, poškodeniu zariadenia a dokonca aj zraneniu. Na zmiernenie rizika skratu sú stavebné kladkostroje navrhnuté s niekoľkými vrstvami ochrany.

Ističe: Istič je automatický elektrický spínač, ktorý je navrhnutý tak, aby sa vypol, keď prúd v obvode prekročí prednastavený limit. Táto rýchla odozva zabraňuje poškodeniu kabeláže, motora a ovládacích komponentov kladkostroja nadmerným prúdom. Ističe sú nevyhnutné na ochranu pred preťažením aj skratom. V prípade skratu preruší istič prívod prúdu, izoluje chybný obvod a zabráni ďalšiemu elektrickému poškodeniu. Ističe sú často dimenzované na okamžité aj oneskorené vypnutie, aby sa prispôsobili rôznym poruchovým stavom, čím sa zaistí, že kladkostroj zostane funkčný za normálnych podmienok, ale môže sa chrániť v prípade poruchy.

Poistky: Poistky poskytujú dodatočnú úroveň ochrany, hoci na rozdiel od ističov ich treba po spálení vymeniť. Poistky obsahujú kovový drôt alebo vlákno, ktoré sa roztaví, keď prúd prekročí bezpečnú hranicu. To efektívne odpojí chybný obvod od napájania a zabráni ďalšiemu poškodeniu systému. Poistky sa často používajú v kritických komponentoch elektrického systému, ako je motor alebo riadiaca doska, a sú navrhnuté tak, aby rýchlo odpojili napájanie počas nadprúdu alebo skratu. Ich hlavnou výhodou je, že sú jednoduché, spoľahlivé a cenovo výhodné.

Prúdové chrániče (RCD): Ďalším dôležitým bezpečnostným prvkom sú prúdové chrániče (RCD). Tieto zariadenia monitorujú tok prúdu cez živé a neutrálne vodiče kladkostroja. Ak dôjde k nejakej nerovnováhe, ako je prúd pretekajúci cez zem (čo naznačuje únik alebo skrat), RCD sa vypne a odpojí napájanie. To poskytuje dodatočnú ochranu proti poruchám, ktoré nemusia byť detekované bežnými ističmi alebo poistkami, najmä v prípadoch chybnej izolácie alebo poškodeného vedenia. RCD sú kritické v prostrediach s vysokou vlhkosťou, ako sú napríklad staveniská, kde je zvýšené riziko úrazu elektrickým prúdom.

3. Prepäťová ochrana

Elektrické prepätia môžu byť spôsobené rôznymi faktormi, ako sú údery blesku, prepínanie elektrických obvodov alebo kolísanie elektrickej siete. Tieto prepätia môžu spôsobiť značné poškodenie elektrických komponentov kladkostroja, najmä citlivých mikroprocesorov, ovládacích panelov a ovládačov motorov. Na ochranu pred týmito rizikami sú stavebné výťahy vybavené systémami prepäťovej ochrany.

Prepäťové ochrany (prepäťové ochrany): Prepäťové ochrany sú inštalované v elektrických napájacích vedeniach na ochranu citlivých elektrických komponentov pred náhlymi napäťovými špičkami. Fungujú tak, že presmerujú prebytočnú energiu z rázu na zem, čím účinne neutralizujú hrozbu vysokonapäťového hrotu, ktorý zasiahne riadiace systémy alebo motory kladkostroja. Zvodiče prepätia majú zvyčajne prah vysokého napätia, pri ktorom sa aktivujú, a sú navrhnuté tak, aby zvládli veľké množstvo energie, ako je napríklad úder blesku alebo prepätie z blízkeho zariadenia.

Tlmiče prechodového napätia (TVS): Diódy TVS sa používajú na zachytenie prechodových napäťových špičiek, ktoré absorbujú vysokonapäťové rázy skôr, ako môžu poškodiť zariadenie. Tieto supresory sú obzvlášť účinné pri ochrane citlivých elektronických komponentov, ako sú programovateľné logické riadiace jednotky (PLC), snímače a pohony s premenlivou frekvenciou (VFD). Sú navrhnuté tak, aby reagovali okamžite a obmedzili nárazové napätie na bezpečnú úroveň. Zariadenia TVS sa často používajú v spojení so zvodičmi prepätia, aby poskytli komplexnú úroveň ochrany v elektrickom systéme kladkostroja.

4. Obmedzenie prúdu a ochrana motora

Motor je jednou z najdôležitejších súčastí stavebný výťah . Ochrana motora pred nadprúdovými podmienkami a zaistenie jeho prevádzky v rámci bezpečných parametrov je nevyhnutné na zabránenie poškodeniu a udržanie dlhodobého výkonu.

Softstartéry: Softstartéry sú zariadenia, ktoré sa používajú na riadenie spúšťacieho prúdu motora, čím sa znižuje nábehový prúd, ktorý sa zvyčajne spája so spúšťaním motora. Toto je obzvlášť dôležité pre motory s vysokým výkonom, pretože nadmerný nábehový prúd môže spôsobiť elektrické napätie a poškodenie vinutia motora a súvisiacich komponentov. Softštartér postupne zvyšuje napätie do motora, čím zaisťuje hladký štart a výrazne znižuje mechanické namáhanie pohonného systému kladkostroja. Softštartéry tiež pomáhajú znižovať prepätia v elektrickej sieti, čím prispievajú k celkovej energetickej účinnosti systému.

Relé ochrany motora: Tieto relé nepretržite monitorujú elektrické parametre motora vrátane odberu prúdu, napätia a teploty. V prípade abnormálnych údajov – ako je nadmerný odber prúdu, prehriatie alebo kolísanie napätia – ochranné relé motora odpojí motor od napájania. To zabraňuje tomu, aby motor fungoval v nebezpečných podmienkach, ktoré by mohli viesť k poruche. Pokročilé relé ochrany motora tiež obsahujú ochranu proti tepelnému preťaženiu, ktorá zohľadňuje zaťaženie aj prevádzkové podmienky v priebehu času, čím zabraňuje prehriatiu počas dlhšej prevádzky.

Ochrana proti prepätiu a podpätiu: Ochrana proti prepätiu zabraňuje poškodeniu motora, keď napájacie napätie prekročí bezpečnú úroveň, zatiaľ čo ochrana proti podpätiu zaisťuje, že motor nebude fungovať pod určitou úrovňou napätia, čo by mohlo viesť k nedostatočnému krútiacemu momentu alebo neefektívnej prevádzke. Obe ochrany sú kritické, pretože prevádzka mimo špecifikovaných limitov napätia môže spôsobiť poruchu motora, znížený výkon a zvýšené opotrebovanie elektrických komponentov. Tieto ochranné mechanizmy sú implementované prostredníctvom napäťových relé, ktoré odpoja motor, ak napájacie napätie klesne mimo prijateľný rozsah, čo pomáha zachovať životnosť motora.

5. Uzemnenie a uzemnenie

Správne uzemnenie a uzemnenie elektrického systému sú životne dôležité pre bezpečnosť. Zabezpečujú, že elektrické poruchy, ako sú skraty alebo zvodové prúdy, sú bezpečne presmerované na zem, čím sa predchádza nebezpečenstvu úrazu elektrickým prúdom pre obsluhu a predchádza sa riziku požiaru v dôsledku elektrických porúch.

Ochrana proti zemnej poruche: Ochrana proti zemnej poruche je navrhnutá tak, aby zistila, keď prúd preteká neúmyselnou cestou k zemi, napríklad keď sa elektrický vodič dotkne vodivého povrchu alebo keď zlyhá izolácia. Systémy zemnej ochrany používajú zemné relé (ELR) alebo ističe zvyškového prúdu (RCCB) na detekciu takýchto porúch a okamžité odpojenie napájania. Tým, že poskytujú cestu k zemi, tieto systémy zaisťujú, že sa v živých častiach kladkostroja nehromadia poruchové prúdy, čím zabraňujú úrazu pracovníkov elektrickým prúdom.

Uzemnenie zariadenia: Všetky kovové časti kladkostroja, ako je rám, podvozok a všetky dostupné vodivé komponenty, sú spojené s uzemnením. To zaisťuje, že ak sa niektorá časť elektrického systému kladkostroja stane živou v dôsledku poruchy, elektrický prúd potečie bezpečne do zeme a nie cez operátora alebo zariadenie. Správne uzemnenie je rozhodujúce pre zabezpečenie toho, aby pracovníci obsluhujúci kladkostroj neprišli do kontaktu s potenciálne nebezpečnou elektrickou energiou.