الرافعة الجسرية تسير أبعد من أي آلة في المصنع، ويجب أن تتبعها الطاقة. المحول والكابل والبكرة والتأريض، مقاسة على المسار لا على لوحة البيانات.
الرافعة الجسرية هي الآلة الوحيدة في المصنع التي يجب أن تقطع فيها الطاقة مسافةً تساوي مسافة الحمل. الونش يرفع عشرين متراً. أما المسار فقد يكون ثلاثمئة. وكل ما يفسد كهربائياً في هذه الآلات يفسد في مكان ما على هذا الطول، ولا شيء منه تقريباً يظهر في عرض سعر الرافعة.
الأرقام أدناه لآلة 100 طن على مسار بطول 300 م، وهو المقاس الذي نبنيه أكثر من غيره لساحات الخرسانة المسبقة ومخازن الصلب. تسحب 204 A عند 400 V. أي ثلاثة في المئة من الجهد تضيع على 200 م من كابل 150 mm²، وستة في المئة على 400 م، وبكرة كابل بأربع طبقات تنزل بالكابل نفسه من 404 A إلى 227 A قبل أن تحسب ظهيرة حارة أصلاً. عند ستة في المئة تبدأ عاكسات التردد بالفصل على انخفاض الجهد أثناء بدء الرفع، لذا يتلخص التصميم الكهربائي كله لمسار طويل في إبقاء هذا الرقم الواحد تحت نحو خمسة.
ابدأ بالرقم الوحيد المهم والذي لا يُطبع في الكتيبات تقريباً: التيار عند النقطة التي يتصل فيها كابل المسار. لوحات المحركات لا تعطيه، لأنها لكل محرك، والرافعة الجسرية فيها أربعة أو خمسة محركات.
اجمع الونش والعربة وذراعي الحركة الطويلة، ثم حوّل بالعلاقة الثلاثية الطور المعتادة. لآلة 400 V بمعامل قدرة 0.85 وكفاءة محرك 0.90 يكون المقسوم عليه 530، أي أن الأمبير يساوي الكيلوواط مقسوماً على 530 ومضروباً في ألف. الجدول يستخدم تكويناتنا القياسية، أي أنها أرقام تخطيط SIEC لا بيانات كتالوج — والآلة ذات الخدمة الأثقل بمحركات حركة أكبر ستقع فوقها.
| السعة | الونش | العربة | الحركة الطويلة | القدرة المركبة | التيار عند 400 V |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 7.5 kW | 1.5 kW | 2 × 1.5 kW | 12.0 kW | 22.6 A |
| 10 t | 13.0 kW | 2.2 kW | 2 × 2.2 kW | 19.6 kW | 37.0 A |
| 16 t | 18.5 kW | 3.0 kW | 2 × 3.0 kW | 27.5 kW | 51.9 A |
| 20 t | 22.0 kW | 3.7 kW | 2 × 3.7 kW | 33.1 kW | 62.4 A |
| 32 t | 30.0 kW | 5.5 kW | 2 × 5.5 kW | 46.5 kW | 87.7 A |
| 50 t | 45.0 kW | 7.5 kW | 2 × 7.5 kW | 67.5 kW | 127.3 A |
| 100 t | 75.0 kW | 11.0 kW | 2 × 11.0 kW | 108 kW | 203.6 A |
شيئان يلفتان النظر. مئة طن من سعة الرفع تسحب ثمانية أضعاف تيار اثني عشر طناً فقط، لأن سرعة الونش تنخفض مع ارتفاع السعة. ونصف سعة الرفع في المصنع تقع في محركات الحركة الطويلة على الآلات الكبيرة، وهذا يفاجئ من يفترض أن الونش هو المسيطر.
مهندسو الموانئ ينتقلون إلى 6.6 kV أو 11 kV في آلات الرفع الجسرية، ويقرأ مشترو الرافعات الجسرية الصناعية ذلك فيسألون إن كانوا يحتاجونه هم أيضاً. وهم لا يحتاجونه تقريباً أبداً، والسبب حسابي لا سياسي.
دراسة منشورة عن المحولات في محطات الحاويات تضع الحساب نفسه على رافعة سفينة-رصيف بقدرة 1,400 kVA مغذاة على 400 م. عند 400 V تسحب 2,021 A، وتحتاج أربعة كابلات 240 mm² على التوازي لكل طور، ومع ذلك يهبط الجهد نحو 9 في المئة عند الحمل الكامل. وعند 6.6 kV تسحب الرافعة نفسها 122 A عبر كابل واحد 95 mm² ويهبط الجهد 0.27 في المئة.
| الآلة | القدرة المركبة | التيار عند 400 V | الكابل على 400 م | الهبوط عند الحمل الكامل |
|---|---|---|---|---|
| رافعة جسرية صناعية 100 طن | 108 kW | 204 A | 1 × 150 mm² (6.0%) | 6.0% |
| نفسها، مقاس أكبر بدرجة | 108 kW | 204 A | 1 × 240 mm² (4.3%) | 4.3% |
| رافعة حاويات STS | 1,400 kVA | 2,021 A | 4 × 240 mm² لكل طور | 9.0% |
| STS عند 6.6 kV | 1,400 kVA | 122 A | 1 × 95 mm² | 0.27% |
اقرأ النحاس، لا الجهد. رافعة الميناء تحتاج اثني عشر موصلاً 240 mm² لكل مجموعة أطوار، أي نحو 26 kg من النحاس لكل متر من الرصيف، وبكرة أو خط قضبان مبنيين لحملها. آلتنا بوزن 100 طن تحتاج كابلاً واحداً ونحو 3 kg. الجهد المتوسط ليس فضيلة بذاته؛ إنه طريقة لعدم جرّ ربع طن من النحاس على طول الرصيف.
الحالة الصناعية التي تنقلب فعلاً هي حوض بناء سفن أو باي متعدد الرافعات مغذى من قضيب مسار واحد، أو حيث يجب أن يبعد المحول كثيراً عن الرافعة لعدم وجود مساحة عند طرف المسار. كلاهما يضيف طول كابل لا سعة، وكلاهما يستحق التسعير الجيد قبل قبول تصميم بستة في المئة.
ليس القدرة المركبة بالكيلوواط. الرافعة تقضي جزءاً من كل دورة في الانتظار، وعاكساتها لا تعمل كلها بالقدرة الكاملة في وقت واحد أبداً، لذا يُحسب المحول على تيار RMS لعشر دقائق لا على مجموع اللوحات.
دراسة محطة الحاويات صريحة في هذا: معاملات طلب من 0.40 إلى 0.50 على الـ kVA المركبة أمر طبيعي لأسطول عامل، ثم يُحدد المحول عند 1.15 إلى 1.3 من RMS لعشر دقائق. وتشير أيضاً إلى أن الملف يجب أن يبقى تحت حد النقطة الساخنة طوال الوردية، 98 °C لعمر دوري طبيعي وفق IEC 60076-7، لا خلال قمة الرفع ذات العشرين ثانية فقط. وحدة راتنج مصبوب بثابت زمني حراري من ثلاثين إلى ستين دقيقة لا تكاد تلاحظ تلك القمة.
| السعة | القدرة المركبة | معامل التشغيل | RMS لعشر دقائق | × 1.25 | المقاس المطلوب |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 12.0 kW | 0.45 | 6.4 kVA | 8.0 kVA | 10 kVA |
| 10 t | 19.6 kW | 0.45 | 10.4 kVA | 13.0 kVA | 15 kVA |
| 16 t | 27.5 kW | 0.48 | 15.5 kVA | 19.4 kVA | 25 kVA |
| 20 t | 33.1 kW | 0.50 | 19.5 kVA | 24.4 kVA | 25 kVA |
| 32 t | 46.5 kW | 0.50 | 27.4 kVA | 34.2 kVA | 40 kVA |
| 50 t | 67.5 kW | 0.55 | 43.7 kVA | 54.6 kVA | 63 kVA |
| 100 t | 108 kW | 0.55 | 69.9 kVA | 87.4 kVA | 100 kVA |
معاملات التشغيل عندنا أعلى قليلاً من أرقام الموانئ، 0.45 إلى 0.55 بدل 0.40 إلى 0.50، لأن الرافعة الجسرية الصناعية الواحدة كثيراً ما تؤدي عمل باي كامل: التفريغ، وتغذية المنشار، والانتقال إلى خط الطلاء. إن كانت آلتك من فئة خدمة A6 أو أعلى فعلاً، فخذ الرقم الأعلى وأضف درجة. هذه أرقام تخطيط لا بيانات مقاسة، والطريقة الأمينة لاستبدالها هي تسجيل أسبوع من التيار على الآلة المنجزة.
أما السعر، فمحول راتنج مصبوب في هذا النطاق ليس المشكلة الميزانية التي يخشاها الناس. أسعار المصانع الصينية لوحدات 100 kVA راتنج مصبوب تقع في آلاف الدولارات المنخفضة، والمعيار العام لمحولات التوزيع الصغيرة هو 18 إلى 30 USD لكل kVA. ما يكلف مالاً هو الخطأ: محول اشتُري بدرجة أصغر، ويعمل عند محيط 40 °C في حاوية فولاذية، سيقضي عمره عند حد نقطته الساخنة.
نعم، وهنا تختلف الرافعة عن كل حمل آخر في المصنع. عاكسات التردد هي مصدر التوافقيات الذي يحدد تصميم المحول، والأرقام ليست دقيقة. مدخل سداسي النبضات بالثايرستور أو الدايود ينتج THD للتيار من 25 إلى 35 في المئة. اثنا عشر نبضة تنصّفه. والمدخل الأمامي النشط ينزله إلى 4 إلى 8 في المئة.
| المدخل الأمامي | THD للتيار عند الحمل الكامل | ما يفعله بمحول قياسي |
|---|---|---|
| 6 نبضات، بدون مفاعل | 25–35% | فقدان 10–20% من السعة القابلة للاستخدام بسبب تسخين التيارات الدوامية؛ حدد معامل K أو تخفيض التصنيف وفق IEEE C57.110 |
| 6 نبضات مع مفاعل خط 4% | النصف تقريباً | وحدة K-13 تتحمل دون تخفيض تصنيف؛ أرخص إصلاح منفرد على الآلة |
| 12 نبضة | نصف 6 نبضات | تحتاج محول إزاحة طور أو عاكسين؛ نادراً ما تستحق تحت 100 kW |
| مدخل أمامي نشط | 4–8% | محول قياسي يكفي؛ يضيف استرجاع الطاقة، وهذا مهم في الونش |
نتيجتان عمليتان. إن كانت الرافعة تتشارك محولاً مع أي شيء حساس، باي لحام أو خط يتحكم فيه PLC، فلم تبق مسألة التوافقيات مسألة الرافعة بل مسألة الجار. وإن كان الموقع يملك مولداً احتياطياً، فتذكر أن تشويه جهد التوافقيات يتناسب عكسياً مع قوة المصدر، لذا يجعل المولد الاحتياطي الرافعة نفسها تبدو أسوأ بكثير على الورق مما تبدو على الشبكة.
نحن نحسب العاكسات على الآلة والمحول بمعامل K في أمر الشراء. وإن أردت المعالجة الكاملة للتوافقيات لا رؤية المحول فقط، فإن ورقة مواصفات الرافعة الجسرية لدينا تسرد خيارات العاكس القياسية لكل سعة.
أشيع خطأ في المواصفات على رافعة جسرية طويلة هو نظام الفستون، لأنه أرخص متر عتاد في الكتالوج ولأن المشتري رآه على كل رافعة ورشة. وهو أيضاً النظام الذي يتوقف عن العمل عند نحو 80 متراً.
| الخاصية | فستون | قضيب ناقل | بكرة كابل |
|---|---|---|---|
| المدى العملي | 50–80 م، و150 م مع دعامات وسيطة | 500 م وما فوق | 100 م بنابض، و400 م وما فوق بمحرك |
| سرعة الحركة | حتى 100 م/دقيقة | حتى 300 م/دقيقة | 60 م/دقيقة بنابض، 120 م/دقيقة بمحرك |
| التيار | 20–630 A | 50–2,000 A | 20–630 A بنابض، 500–2,000 A بمحرك |
| تكلفة العتاد | EUR 25–60 للمتر؛ USD 60–180 مركّباً | EUR 60–200 للمتر؛ USD 80–400 مركّباً | EUR 40–150 للمتر |
| عمر الخدمة | الكابل 3–8 سنوات | القضيب 15–20 سنة، والأحذية سنوياً | البكرة 10–15 سنة، والكابل 3–6 سنوات |
| الصيانة | كل 6 أشهر، محامل العربة والمشابك | سنوياً، المجمعات والوصلات | كل 6–12 شهراً، الأسطوانة وحلقة الانزلاق |
| الغبار والحرارة | ضعيف في الغبار، وعمر الكابل ينخفض فوق 60 °C | جيد؛ مقطع مغلق حتى 120 °C | جيد، أسطوانة محكمة |
نقطة التقاطع ليست مسألة ذوق. تحت 70 م تعمل الثلاثة وعليك الاختيار على أسس أخرى. وبين 70 و100 م يحتاج الفستون دعامات وسيطة، وهذا يقتل ميزته السعرية عادةً. وفوق 100 م لا يكون عملياً إلا قضيب ناقل أو بكرة بمحرك، وفوق 100 م/دقيقة من سرعة الحركة يصبح القضيب إلزامياً فعلياً لأن كابلات الفستون تبدأ بالخفقان ويتلقى مسار العربة الضرب.
على مسار ساحة خرسانة مسبقة بطول 200 م، يكلف القضيب أكثر مقدماً ونحو خُمس عمل استبدال الكابل على عشرين سنة. البكرة بمحرك تكلف أقل في التركيب، خاصة حيث لا توجد مساحة لدعامات القضيب على طول ممرات المخزون، وهي الجواب الأفضل عندما يُمدّد المسار أو يُعاد فرشه بعد سنوات قليلة. الاثنان قابلان للدفاع. غير القابل للدفاع هو 200 م من الفستون وميزانية صيانة.
لأن الحرارة لا تستطيع الخروج. الكابل الممدد على الأرض يصرف الحرارة إلى الهواء من ثلاثة جوانب. أربعون لفة من الكابل نفسه على أسطوانة تصرف الحرارة إلى بعضها، وتعمل الطبقات الداخلية بحرارة كافية لتشيخ العزل عقوداً مبكرة.
المعالجة القياسية غير ودودة مع التفاؤل. وفق DIN VDE 0298-4، كابل بكرة مصنف 352 A على الأرض و370 A معلقاً يعطي 282 A بطبقة واحدة على الأسطوانة، و172 A بثلاث طبقات، و147 A بخمس. وجداول ICEA المستخدمة في التعدين أشد وضوحاً: 85 و65 و45 و35 في المئة لطبقة وطبقتين وثلاث وأربع.
| الطبقات على الأسطوانة | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| معامل DIN VDE 0298-4 | 0.80 | 0.61 | 0.49 | 0.42 |
| معامل ICEA | 0.85 | 0.65 | 0.45 | 0.35 |
| رافعة 50 طن، 127 A، تحتاج تصنيفاً أرضياً قدره | 159 A | 209 A | 260 A | 303 A |
| رافعة 100 طن، 204 A، تحتاج تصنيفاً أرضياً قدره | 255 A | 334 A | 416 A | 486 A |
خُذ أيضاً معامل المحيط 40 °C البالغ 0.89، لأن ساحة خارجية في الصيف ليست خلية اختبار عند 30 °C، فآلة 100 طن على أربع طبقات تحتاج كابلاً مصنفاً 546 A على الأرض. هذا كابل ثلاثي الأطوار 300 mm²، يزن نحو 11 kg للمتر مع غلافه. أربعمئة متر منه 4.7 طن على أسطوانة واحدة، والآن أصبحت البكرة مشروعاً إنشائياً لا ملحقاً.
هنا يُضطر المهندس الكهربائي والمهندس الميكانيكي إلى الكلام. الكابل الذي يحل هبوط الجهد هو غالباً الكابل الذي لا تستطيع البكرة حمله، والجواب إما قضيب، أو أسطوانة أقصر، أو قبول هبوط أكبر.
أجرِ الحساب القياسي مع حد المفاعلة، لأن الجزء التفاعلي يتوقف عن كونه مهملاً عند 150 mm² وما فوق. باستخدام قيم الملحق G من IEC 60364-5-52، مقاومية 0.0225 أوم·mm² للمتر للنحاس في الخدمة و0.08 مللي أوم للمتر من المفاعلة، ومعامل قدرة 0.85:
| الرافعة | التيار | الكابل | 100 م | 200 م | 400 م |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 22.6 A | 16 mm² | 1.2% | 2.4% | 4.8% |
| 20 t | 62.4 A | 50 mm² | 1.2% | 2.3% | 4.6% |
| 50 t | 127.3 A | 95 mm² | 1.3% | 2.7% | 5.4% |
| 100 t | 203.6 A | 150 mm² | 1.5% | 3.0% | 6.0% |
حد التصميم 5 في المئة لمغذي محرك مغذى من شبكة جهد منخفض عامة، مع 3 في المئة محجوزة للإضاءة، و8 في المئة حيث تُغذى المنشأة من محول خاص. ويسمح الملحق G من IEC 60364-5-52 بنسبة 0.005 في المئة إضافية لكل متر بعد 100 م، بحد أقصى 0.5 في المئة، وهو يبدو سخياً حتى تجري الحساب: الحد يُبلغ عند 200 م ولن ينقذ تصميماً بستة في المئة.
لذا عمود 400 م هو الذي يحدد الكابل. آلة 100 طن على مسار 400 م تحتاج 240 mm² للوصول إلى 4.3 في المئة، وعند هذا المقاس تصبح الوصلات ونصف قطر الانحناء ووزن البكرة كلها هي المشروع. هذه هي اللحظة للتفكير في مكان المحول بدل سمك النحاس.
موضع التغذية عمل تصميمي مجاني ويشتري أكثر من مقاس كابل. هبوط الجهد يتناسب مع الطول الذي يقطعه التيار فعلاً، فالتغذية من المنتصف تنصّفه، ونقطتا تغذية تثلّثه.
| ترتيب التغذية | الطول الفعلي | 100 طن، مسار 400 م | ما يكلفه |
|---|---|---|---|
| تغذية من الطرف | 100% | 6.0% عند 150 mm² | أرخص مسار كابل، وأكبر كابل |
| تغذية من المنتصف | 50% | 3.0% عند 150 mm² | مسار كابل إلى منتصف المسار، أو قضيب مغذّى من منتصف البحر |
| نقطتا تغذية عند الثلثين | 33% | 2.0% عند 150 mm² | عازلان متشابكان؛ القضيب أسهل من البكرة هنا |
| ثلاث نقاط تغذية | 25% | 1.5% عند 150 mm² | قضيب مجزأ، وصلات محمية، وفحص أكثر |
التغذية من المنتصف على مسار 400 م تعادل مقاسي كابل، وتكلف خندقاً وطولاً من كابل مدرع. المشكلة هي العزل: كل نقطة تغذية تحتاج فاصلاً قابلاً للقفل، ويجب أن يكون مفتاح تغذية الرافعة في متناول من يعمل على الآلة. وفي نظام القضبان تكون نقاط التغذية وصلات أيضاً، والوصلات هي حيث يتركز هبوط الجهد والتآكل معاً.
لا، وهذا هو الافتراض الثاني أغلى تكلفة في أمر تصدير. يحدد IEC 60038 القيم الاسمية المفضلة، ويسجل أيضاً، وهذا مفيد للمشترين، ما لا يزال موجوداً في الميدان.
| النظام | التردد | الحالة | أين تصادفه |
|---|---|---|---|
| 230/400 V | 50 Hz | مفضل | معظم أوروبا، والصين، والشرق الأوسط، ومعظم آسيا وأفريقيا |
| 220/380 V | 50 Hz | ملغى، لكنه موجود | مصانع أقدم في آسيا، وأجزاء من أمريكا اللاتينية |
| 240/415 V | 50 Hz | ملغى، لكنه موجود | إرث بريطاني، وأستراليا، وأجزاء من أفريقيا والخليج |
| 277/480 V | 60 Hz | مفضل | الصناعة في أمريكا الشمالية |
| 347/600 V | 60 Hz | مفضل | كندا، وبعض الصناعات الثقيلة الأمريكية |
| 400/690 V | 50 Hz | مفضل | مصانع كبيرة، ومناجم، وبعض الموانئ |
كان الانتقال من 220/380 إلى 230/400 مطلوباً للبقاء داخل زائد ستة ناقص عشرة في المئة، ومن 240/415 داخل زائد عشرة ناقص ستة في المئة، بموعد انقضى في 2003. وبعد ثلاثة وعشرين عاماً لا تزال مصانع كثيرة تعمل بالقيم القديمة، ولهذا يجب أن يكون أول سؤال في أي استفسار جهداً مقاساً بين خطين عند نقطة تغذية الرافعة لا جهداً اسمياً.
وعند طرف الاستخدام، يضع IEC 60038 أدنى جهد استخدام مقبول لنظام 230/400 V عند 196/340 V. هذا أرضية المعيار لا هدف تصميم. وكنتكاتورات الرافعة أقل تسامحاً من المعيار: هبوط من 15 إلى 20 في المئة يكفي لجعلها تصدر طقطقة متكررة، وكنتكاتور حركة يطقطق على رافعة جسرية محملة هو طريقك إلى انفلات.
المحرك هو من يقرر. العزم يتناسب تقريباً مع مربع نسبة الفولت إلى الهرتز، لذا يجب قراءة جهد اللوحة والتردد كزوج، وهنا تخطئ أوامر التصدير حتى عندما يبدو الجهد قريباً بما يكفي.
| التغذية | فولت لكل هرتز | العزم مقابل محرك 400 V / 50 Hz |
|---|---|---|
| 400 V، 50 Hz (مرجع) | 8.00 | 100% |
| 380 V، 50 Hz | 7.60 | 90% |
| 415 V، 50 Hz | 8.30 | 108%، لكن القلب مشبع ويسخن أكثر |
| 480 V، 60 Hz | 8.00 | عزم 100%، وسرعة وقدرة أعلى بـ 20% |
| 440 V، 60 Hz | 7.33 | 84% |
| 400 V، 60 Hz | 6.67 | 69%، والونش لن يرفع حمولته المقننة |
الحالة المعاكسة غير مريحة بالقدر نفسه وأفضل توثيقاً. تنشر US Motors معاملات تخفيض تصنيف لتشغيل محرك 60 Hz على 50 Hz: عند 380 V يعطي محرك TEFC نسبة 0.80 من قدرته الحصانية الاسمية، وعند 400 V نسبة 0.75، وعند 415 V نسبة 0.70. ومثالهم المحسوب هو متطلب 10 hp بأربعة أقطاب 50 Hz عند 380 V، يحتاج محرك 15 hp بتردد 60 Hz. والسرعة تنخفض إلى خمسة أسداس، وهذا يلاحظه المشتري على رافعة جسرية لأن سرعة الحركة الطويلة هي زمن الدورة.
مع عاكس تردد يُغذى المحرك من العاكس لا من الشبكة، فيُضبط التردد في معامل ويختفي عدم التطابق غالباً. لكنه لا يختفي كلياً: ملف الفرامل، ومراوح اللوحة، ومحول التحكم، وحدبات مفتاح الحد، كلها أجهزة تعمل على الشبكة. إن كنت تطلب من الصين لبلد بتردد 60 Hz، فقل ذلك في الاستفسار وقل لأي تردد يجب أن تُبنى دائرة التحكم.
تحتاج مسار تأريض، والقضبان ليست هي. هذه الحجة نفسها كمسألة مسار العجلة في الرافعة الجيبية، لكن إصلاحها لاحقاً أصعب، لأن وصلة القضيب في الرافعة الجسرية اتصال مبرغي أو مشبكي يقبع في الخارج بين الغبار والمطر.
الممارسة الصينية هي الأكثر تحديداً وتستحق المعرفة حتى خارج الصين. يفرض GB 50057-2010 مقاومة تأريض 4 أوم أو أفضل لمنشأة من الفئة 2، مع السماح بـ 10 أوم للتأريض المتكرر. ويجب تأريض القضبان الناقلة من الطرفين وربطها بشبكة التأريض كل 30 م على طول المسار. ويجب ربط وصلات القضيب بـ 16 mm² نحاس على الأقل، وكل رابطة أقل من 0.03 أوم، ويُتوقع نقطة اتصال تأريض على مسافات لا تتجاوز 25 م. ويجب أن تكون مقاومة الانتقال بين أي مكوّن من الرافعة والأرض 4 أوم أو أقل.
| البند | المتطلب | المصدر |
|---|---|---|
| مقاومة التأريض، منشأة من الفئة 2 | 4 أوم أو أقل؛ و10 أوم للتأريض المتكرر | GB 50057-2010 |
| ربط وصلات القضيب | ≥ 16 mm² نحاس، والرابطة أقل من 0.03 أوم | GB 50057-2010 |
| مسافة وصلة التأريض | القضيب مؤرض من الطرفين، وكل 25–30 م على طوله | GB 50057-2010 |
| استمرارية تأريض الصواعق | أقل من 10 أوم؛ وفوق ذلك، اربطه بشبكة التأريض بـ ≥ 70 mm² | UK CPA TIN 036، وBS EN 62305-1 و-3 |
| قطب الأساس | حديد مدور ≥ 10 مم، أو شريط مجلفن ≥ 30 × 3.5 مم | ممارسة تأريض الأساس DEHN، وEN 62305-3 |
| شبكة تأريض حلقية حيث يوجد نظام حماية من الصواعق | ≤ 10 × 10 م في التربة، وشبكة ربط ≤ 20 × 20 م في البلاطة | EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) |
أما إضافة مانعة صواعق فهي مسألة منفصلة. لا يفرض GB 50057 مانعة على رافعة خارجية، لكنه يشترط تأريضاً جيداً وتأريضاً موثوقاً للقضبان. وإن كانت الرافعة أعلى شيء في ساحة مفتوحة، فإن مانعة على عربة الطرف تحمي لوحات الآلة وعاكساتها، وهي رخيصة مقارنة باستبدال عاكس. وما تجمع عليه المعايير هو هذا: قد يشكل هيكل الرافعة والقضبان جزءاً من مسار التأريض، لكنك لا تستطيع الاعتماد عليها وحدها كموصل حماية.
ثلاثة أمور تعضّ على الرافعة الجسرية أكثر من الرافعة الداخلية، وكلها عن الماء والتيار المتبقي.
تصنيف الحاوية أولاً. IP54 هو الرقم المعتاد لرافعات المصانع الداخلية، وIP55 هو الحد العملي في الخارج حيث يأتي المطر والتكاثف معاً، وساحات السواحل تريد IP65 وعتاداً من الفولاذ المقاوم. ويجعل IEC 61439-1 تصنيف IP المعلن جزءاً من خصائص التجميع المتحققة، أي يجب إثباته على اللوحة المنجزة لا استنتاجه من المكونات داخلها.
ثانياً، قاطع التيار المتبقي. الرافعة بعاكس تردد يمكن أن تنتج تياراً متبقياً مستمراً وناعماً عند حدوث عطل، ولا يستطيع جهاز النوع AC أو النوع A رؤيته. النوع B هو الخيار الصحيح الوحيد، والنصيحة القياسية للرافعات هي نسخة فائقة الحصانة لأن أجهزة النوع B العادية تفصل زوراً على تسرب العاكس. وجهاز 30 mA اللحظي مكانه الدوائر النهائية المغذية للمعدات المحمولة، لا تغذية الرافعة: الرافعة ليست جهازاً محمولاً، وفصل تغذيتها يمكن أن يسبب حركة غير مسيطر عليها.
ثالثاً، مفتاح تغذية الرافعة وترتيب الفواصل، وهو ما يعالجه IEC 60204-32:2023 بإسهاب. يبدأ المعيار من مفتاح تغذية الرافعة ويشمل صراحة قضبان التوصيل وأنظمة الفستون خارج الآلة، فطريقة التكهرب داخل نطاق السلامة الكهربائية وليست بنداً مدنياً منفصلاً. ويشترط أيضاً حماية المحول من فرط التيار ومن ارتفاع الحرارة المفرط إذا قُصر الملف الثانوي، مع ثلاثة استثناءات ضيقة فقط لحماية فرط التيار على أسلاك الملف الثانوي: سعة موصل كافية، وطول لا يتجاوز 3 م، وحماية ميكانيكية.
أدناه توزيع الأعطال الكهربائية في الرافعات الجسرية التي شغّلناها وخدمناها، مجمعة حسب السبب الأول. هذه سجلات خدمتنا لا إحصاء منشور، والعينة صغيرة بما يكفي لقراءتها كترتيب أولوية لا كمعدل.
| السبب الأول | النسبة | كيف يظهر في الموقع |
|---|---|---|
| عدم تطابق جهد التغذية أو مأخذ محول خاطئ | 21% | عاكسات التردد تفصل على انخفاض الجهد تحت الحمل؛ والجهد المقاس أقل من اللوحة بـ 5–8% |
| قضيب ناقل أصغر من اللازم أو مجمعات متآكلة | 18% | الحركة الطويلة تتباطأ في الطرف البعيد؛ قوس كهربائي على الحذاء واسوداد عند الوصلات |
| سخونة طبقات بكرة الكابل | 17% | غلاف طري أو متشقق في الطبقات الداخلية؛ ورائحة مطاط ساخن بعد حركة طويلة |
| غياب ربط وصلات القضيب | 14% | مقاومة حلقة التأريض عالية؛ وRCD يفصل عندما تبتل الآلة |
| نوع RCD خاطئ في رافعة مغذاة بعاكس | 12% | فصل مزعج عشوائي، وأسوأ في الطقس الرطب |
| تكاثف في اللوحة وتصنيف IP منخفض | 10% | تآكل في الأطراف، وسخان معطل، وآثار ماء داخل الباب |
| تسلسل الأطوار وتوصيلات التحكم | 8% | الحركة تسير بالعكس؛ ومفتاح الحد يعمل على الجانب الخطأ عند التشغيل |
لاحظ ما ليس في القائمة: عطل المحول، وعطل الكابل، وعطل العاكس، وهي الثلاثة التي يقلق منها المشترون. كل ما فوق تقريباً خطأ تركيب أو مواصفات، أي يمكن منعه بمقياس متعدد وقائمة فحص من صفحة واحدة، ولا شيء منه تقريباً يغطيه طلب ضمان لأن الآلة عملت عند التسليم.
الترتيب أدناه حسب العائد على الجهد المبذول، من الأشياء التي لا تكلف شيئاً إلى الأشياء التي تكلف محولاً. والسطر الأخير مثال مضاد متعمد.
| الإجراء | التكلفة | الأثر |
|---|---|---|
| قِس جهد التغذية الحقيقي واضبط مأخذ المحول | وقت هندسي فقط | استعادة ±5% من الجهد، ويُزيل أكبر عطل منفرد في السنة الأولى |
| اربط كل وصلة قضيب وأضف تأريضاً متكرراً | USD 300–1,500 | يصلح مسار التأريض ويوقف فصل RCD في الطقس الممطر |
| انقل التغذية إلى منتصف المسار | USD 2,000–8,000 | ينصّف الهبوط، أي ما يعادل مقاسي كابل |
| زد كابل المسار مقاساً واحداً | USD 1,500–6,000 | 1.5 إلى 1.7 نقطة مئوية من الهبوط؛ وأعد التحقق من تصنيف البكرة أولاً |
| ركّب مفاعل خط 4% على تغذية كل عاكس | USD 200–600 | يخفض THD للتيار إلى النصف تقريباً ويعيد سعة المحول |
| استبدل الفستون بقضيب ناقل على مسار يتجاوز 150 م | USD 4,000–20,000 | يُزيل استبدال كابل كل 3–8 سنوات ومشكلة الخفقان عند السرعات العالية |
| اشترِ محولاً أكبر | USD 3,000–15,000 | لا يصلح هبوطاً يحدث بعده في اتجاه الحمل؛ ولا يصلح شيئاً قابلاً للقياس ما لم يكن المحول محملاً فوق طاقته فعلاً |
ذلك السطر الأخير يصطاد مشترين أكثر من أي بند آخر في هذه الصفحة. هبوط ستة في المئة عند الطرف البعيد لمسار 400 م سببه الـ 400 م، لا المحول، ولا كمية kVA عند الطرف القريب ستغير الجهد عند الطرف البعيد. اطلب المحول على تيار RMS، واطلب الكابل على الهبوط وتخفيض التصنيف، واطلب موضع التغذية على الحساب.
عشرة أسطر. كل واحد منها يغير السعر، ولا واحد منها مواصفة يستطيع المورد تخمينها.
السطر الأول هو الذي يوفر أكثر المال، وهو الأكثر إجابةً بكلمة «قياسي». لا يوجد جهد قياسي. يوجد الجهد عند لوحتك، مقاساً، في يوم تشغيل الآلة.
نحو 63 kVA لآلة 400 V بقدرة مركبة 67.5 kW ومعامل تشغيل 0.55، وهو ما يعطي 43.7 kVA من تيار RMS لعشر دقائق و54.6 kVA بعد مضاعف 1.25. قرّب إلى المقاس القياسي التالي. هذا أصغر بكثير مما يتوقع معظم المشترين، والسبب أن الرافعة ليست حملاً مستمراً: تقضي جزءاً من كل دورة في الانتظار ولا تشغّل كل عاكساتها بالقدرة الكاملة في وقت واحد. ورقة أمر الرافعة الجسرية لدينا تسأل عن فئة الخدمة تحديداً حتى يمكن حساب هذا الرقم لا تخمينه، والحساب مكانه ورقة البيانات مع المحول.
نعم، مع تحفظ. العزم يرتفع نحو 8 في المئة لأن نسبة الفولت إلى الهرتز تنتقل من 8.00 إلى 8.30، والمحرك يسخن أكثر لأن القلب أقرب إلى التشبع. هذا مقبول عادةً، لأن IEC 60038 يسمح لنظام 230/400 V بأن يقع عند 440 V عند أطراف التغذية. اضبط مأخذ المحول ليطابق الجهد المقاس بدل تركه على ضبط المصنع، وافحص أن محول التحكم وملفات الفرامل مصنفة للرقم الأعلى.
أحدهما، والفستون ليس خياراً عند ذلك الطول. فوق 100 م يكون الخياران العمليان قضيباً ناقلاً، مصنفاً حتى 500 م وما فوق، أو بكرة كابل بمحرك، مصنفة حتى 400 م وما فوق. اختر القضيب حيث تتجاوز سرعة الحركة 100 م/دقيقة، أو حيث تكون الساحة مغبرة، أو حيث تتشارك رافعات عدة المسار. واختر البكرة حيث لا توجد مساحة لدعامات القضيب، أو حيث قد يُعاد فرش المسار، أو حيث يكون الاتصال القابس عند أطراف الكتلة مفيداً تشغيلياً.
نوع الجهاز الخاطئ في كل الحالات تقريباً. يمكن أن ينتج عاكس التردد تياراً متبقياً مستمراً وناعماً خلال العطل، وهو ما لا تستطيع أجهزة النوع AC والنوع A كشفه، وأجهزة النوع B العادية تفصل على التسرب الطبيعي لعاكس بكابل محرك طويل. ركّب جهازاً من النوع B فائق الحصانة، وافحص الانتقائية مع الجهاز الأعلى، وانقل أي حماية لحظية 30 mA إلى الدوائر النهائية المغذية للعدد اليدوية لا تغذية الرافعة.
ليس دائماً، لكنها تحتاج دائماً مسار تأريض محدداً. لا يفرض GB 50057-2010 مانعة على رافعة خارجية، لكنه يشترط تأريضاً بمقاومة 4 أوم أو أفضل وتأريضاً موثوقاً للقضبان مع ربط الوصلات بـ 16 mm² أو أكثر. وإن كانت الرافعة أعلى منشأة في ساحة مفتوحة، فإن مانعة على عربة الطرف تأمين رخيص للوحات وعاكسات التردد، ويجب قياس استمرارية التأريض أقل من 10 أوم، مع رابطة لا تقل عن 70 mm² إلى شبكة تأريض الموقع إن لم تكن كذلك.
فقط مع تخفيض التصنيف، والتخفيض كبير. تنشر US Motors معاملات 0.80 لمحرك TEFC عند 380 V، و0.75 عند 400 V، و0.70 عند 415 V، أي أن متطلباً بـ 10 hp يحتاج محرك 15 hp. والسرعة تنخفض إلى خمسة أسداس، فتتباطأ الحركة الطويلة في الرافعة الجسرية ويتغير زمن الدورة. وإن كانت الرافعة بعاكسات تردد يُعالج العاكس جهة المحرك، لكن ملفات الفرامل ومراوح اللوحة ومحول التحكم تبقى أجهزة تعمل على الشبكة ويجب طلبها للتردد الصحيح.
مقالات ذات صلة:
حلقة الانزلاق في الرافعة الجيبية: ما يجب أن تعبره أربعة أسلاك قبل أن يتحرك الونش، من 0.125 إلى 5 طن
إمداد الرافعة الجيبية المتحركة: الوصلات المتحركة الثلاث التي لا يرسمها أحد، من 0.125 إلى 2 طن
جودة الطاقة في الرافعة المعلقة: لماذا تكون الرافعة المعلقة من الأسفل جزءاً من المبنى فعلاً، من 0.5 إلى 5 طن
تشويه التوافقيات في الرافعة: ما تفعله خمسة عاكسات على قضيب واحد برافعة ثنائية العارضة، من 5 إلى 100 طن
كربون مسار الرافعة الجسرية: ما تكلفه القضبان قبل وصول الرافعة، من 5 إلى 100 طن