Ein fahrbarer Schwenkkran mit 2 Tonnen durchläuft acht elektrische Schnittstellen, bevor der Strom den Hebezeugmotor erreicht. Drei davon bewegen sich. Nur eine davon ist gezeichnet, und es ist nicht die, die ausfällt.
Ein fahrbarer Schwenkkran führt seine Stromversorgung selbst mit. Auf dem Weg zum Hebezeugmotor durchläuft der Strom drei bewegliche Übergänge: die Schienenzuführung, die Kabel ausgibt und wieder aufnimmt, den Kollektor im Mast, der den Ausleger drehen lässt, und den Kontakt Rad auf Schiene, den fast jeder für die Erdung hält. NEC 610.61 sagt, dass der dritte nicht als Erdung zählt. Die meisten fahrbaren Schwenkkrane unter 2 Tonnen werden ohne den vierten Leiter ausgeliefert, der ihn zählen lassen würde, und niemand misst ihn, weil die Maschine klein ist und kleine Maschinen einfach zu sein haben.
Sie sind nicht einfach. Sie sind nur billig, und das ist etwas anderes.
Im August habe ich einen fahrbaren Schwenkkran mit 1 Tonne in einer Formenbauwerkstatt in Vietnam in Betrieb genommen. Vierzig Meter Fahrbahn, zwei Schienen, ein Kollektor mit Bodeneinführung, einphasig 230 V, weil das Schaltfeld schon vorhanden war. Der Elektriker hatte die ankommende Erdung auf der Grundplatte des Masts aufgelegt. Es sah richtig aus. Es maß 3.4 Ohm zur Erdungsschiene des Gebäudes, weil die Grundplatte auf einem Distanzblechpaket und einer Schicht Epoxidprimer saß. Die Maschine war vier Monate gelaufen.
Das ist das ganze Problem in einem Satz: Ein fahrbarer Schwenkkran hat mehr Stellen, an denen die Versorgung schlechter werden kann, als jeder andere Kran seiner Größe, und weniger Leute, die danach schauen.
Weil ein Rückweg über Räder auf Schienen keine Erdung ist, und die Norm hat vor Jahren aufgehört, etwas anderes vorzugeben.
NEC Abschnitt 610.61 wurde geändert, nachdem Prüfer immer wieder Krane fanden, die verbunden aussahen und es nicht waren. Der aktuelle Text ist deutlich: Das Katzengestell und das Brückengestell dürfen nicht als über die Brücken- und Katzenräder und die jeweiligen Fahrschienen elektrisch geerdet betrachtet werden, und ein separater Schutzleiter ist vorzusehen. Die Begründung im Kommentar zur Norm ist Schmutz. Öl, Walzhaut, Farbe und Schleifmittel setzen sich auf einer Lauffläche ab, und ein Kontakt, der neu 0.2 Ohm misst, misst zwei Winter später 8 Ohm.
Bei einem Brückenkran bedeutet das einen vierten Leiter in der Fahrschiene. Bei einem fahrbaren Schwenkkran bedeutet es dasselbe, an einer Maschine, deren Kabel die Dimension eines Gartenschlauchs hat und deren Schleifring mehr kostet als das Kabel. Genau dort beginnt das Sparen an der falschen Stelle.
Gorbel schreibt die Anforderung auf die erste Seite der Anleitung für seine Schwenkkrane, in Großbuchstaben, weil Käufer immer wieder fragten: Der Kran darf nicht als Erdung verwendet werden, ein separater Erdleiter ist erforderlich, und ein Drehstromsystem braucht daher drei Leiter plus einen Erdleiter. Das ist der Hersteller, der Ihnen sagt, dass das Gestell nicht der Weg ist. Siemens und Duct-O-Wire verkaufen beide geschlossene Stromschienen mit grüner Abdeckung genau deshalb, damit der vierte Pol ein Schutzleiter sein kann und kein spannungsführender Pol.
Es gibt einen zweiten Grund, der nichts mit Sicherheitsvorschriften zu tun hat. Ein separater PE-Leiter gibt dem Frequenzumrichter einen niederimpedanten Rückweg. Die Position von CMAA zur vierten Schiene ist, dass sie die Umrichterleistung verbessert und Antriebsstörungen reduziert, weil der überschüssige Strom eines Schaltvorgangs einen Weg hat, der nicht durch ein Lager führt. Bei einem Schwenkkran mit 0.5 bis 2 Tonnen und einem Hebezeug mit Umrichter ist das der Unterschied zwischen einem Antrieb, der zweimal im Monat grundlos auslöst, und einem, der es nicht tut.
Ich zähle acht Schnittstellen an einem typischen fahrbaren Schwenkkran. Vier davon sind lösbar, drei bewegen sich dauernd, und eine ist die, von der die Norm sagt, dass man sich nicht auf sie verlassen darf. Nur zwei erscheinen in einer Übersichtszeichnung.
| Übergang | Was ihn trägt | Wie er ausfällt | Was wir messen |
|---|---|---|---|
| Schienenzuführung (Fahrbewegung) | Festoon auf einer C-Schiene, Energiekette in einer Wanne, geschlossene Stromschiene oder eine Federkabeltrommel | Kabelmantel an der Endklemme oder an einer Stoßstufe der Schiene durchgescheuert; Flachstellen an den Laufrollen; Bürstenstaub an der Stromschiene | Isolationswiderstand gegen Erde und eine Sichtprüfung an beiden Enden der Fahrstrecke |
| Schleifring (Drehbewegung) | Kollektor mit Boden- oder Kopfeinführung, mit Bürsten oder bürstenlos, 3 bis 6 Wege | Bürstenstaub überbrückt Pole, verschlissene Bürste, PE-Weg ganz weggelassen | Widerstand pro Weg während der Drehung: 10 bis 20 Milliohm typisch bei Bürstentyp |
| Rad auf Schiene (Erdung) | Vier Stahlräder auf einer Stahlschiene, über Lager und Fett | Farbe, Fett und Walzhaut; Schienenstöße ohne Erdungsbrücke | Gestell zur Erdungsschiene des Gebäudes; 0.6 bis 4.2 Ohm an einem lackierten Flansch in unseren Messungen |
| Steckverbinder für Steuerleitung und Hebezeug | Zwei oder drei IEC 60309-Stecker an kurzen Leitungen | Wassereintritt, fehlende Kabelverschraubung, PE-Stift zurückgebogen, um eine Auslösung zu verhindern | Sichtprüfung plus Durchgang am PE-Stift |
Die Schienenzuführung und der Schleifring sind die beiden, die sich dauernd bewegen. Der Radkontakt bewegt sich ebenfalls, soll aber keinen Strom führen, und genau das ist die Falle. Jahrelang führt er nichts, und dann berührt eines Tages ein spannungsführender Leiter das Gestell, und er soll den Fehlerstrom tragen.
Die Schienenzuführung, und das ist nicht knapp. Kabel- und Leitungswagenschäden machen etwa ein Viertel der elektrischen Einsätze aus, die wir bei fahrbaren Schwenkkranen erfassen; ein fehlender oder schlecht aufgelegter PE steht an zweiter Stelle.
Der Mechanismus ist langweilig und vorhersehbar. Ein Festoon-Leitungswagen läuft auf einer C-Schiene mit einem Stoß alle paar Meter. Jeder Stoß hat eine kleine Stufe, und jedes Mal, wenn ein Wagen darüberfährt, bekommt das Rad einen Schlag. Multiplizieren Sie das mit der Zahl der Fahrten pro Schicht. Bei einem Schwenkkran mit 200 Fahrten pro Tag überquert ein Wagen auf einer 20 m langen Fahrbahn 4 Stöße, das sind 800 Stöße pro Tag, 200,000 pro Jahr, für ein Bauteil mit 5 bis 8 Jahren Auslegungslebensdauer. Das Kabel leidet stärker als der Wagen, weil die Schlaufe, die ausgibt und wieder aufnimmt, einen festen Biegepunkt hat, und die Litzen an diesem Biegepunkt kaltverfestigen.
Conductix reduziert die Tragfähigkeit von Festoon-Leitungswagen aus diesem Grund mit der Geschwindigkeit. Eine 63-mm-Rolle trägt 125 kg bei 100 m/min, 110 kg bei 125 m/min, 95 bei 160, 85 bei 200 und 75 bei 250. Derselbe Wagen, die halbe Nutzlast, allein wegen der Schlagfrequenz. Ein langsamer Schwenkkran ist ein nachsichtiger Schwenkkran.
Für eine Schwenkkran-Fahrbahn von 10 bis 40 m: Festoon oder Energiekette. Eine Stromschiene wird ab etwa 80 m Fahrstrecke sinnvoll, und eine Trommel ist für das Hebezeug am Ausleger gedacht, nicht für die Fahrbahn.
| Parameter | Festoon auf C-Schiene | Energiekette | Geschlossene Stromschiene | Kabeltrommel |
|---|---|---|---|---|
| Installierte Kosten | EUR 25 bis 60 pro m | EUR 90 bis 180 pro m | EUR 60 bis 200 pro m | USD 400 bis 1,200 pro Einheit |
| Praktische Fahrstrecke | 50 bis 150 m | 100 bis 200 m | 500 m und mehr, abschnittsweise gespeist | Trommelkapazität, 20 bis 40 m |
| Geschwindigkeit | 80 bis 120 m/min | mehr als das Doppelte von Festoon | 200 bis 300 m/min | 60 bis 90 m/min |
| Lebensdauer | Kabel 5 bis 8 Jahre bei A4 bis A5, 3 bis 5 bei A6 bis A8 | 10 bis 15 Jahre | Schiene 15 bis 20 Jahre, Bürsten 10,000 bis 20,000 km | 5 bis 10 Jahre |
| Wartungsintervall | 6 Monate, Spannung und Leitungswagenrollen | 12 Monate, nur Sichtprüfung | 12 Monate, Bürstenverschleiß und Schienenreinigung | 6 bis 12 Monate, Feder und Schleifring |
| Benötigtes Kabel | 1.6 bis 1.8 fache der Fahrstrecke | 1.1 bis 1.2 fache der Fahrstrecke | keines | keines über die Trommel hinaus |
| Beste Wahl am Schwenkkran | der Standard für 10 bis 40 m in Innenräumen | lange, schnelle oder verschmutzte Fahrbahnen | sehr lange Strecken, Außenbereich, mehrere Maschinen auf einer Fahrbahn | Hebezeug am Ausleger, Werkzeuge unter dem Haken |
Die Kostenbereiche für Festoon und Stromschiene stammen aus veröffentlichten Leitfäden zur Kran-Elektrifizierung von 2026. Die Werte für Energiekette und Trommel sind unsere eigenen Angebotsbereiche, und sie bewegen sich mit dem Kupferpreis, behandeln Sie sie also als Planungszahlen.
Zwei Dinge in dieser Tabelle sind wichtiger als die Kostenspalte. Erstens braucht ein Festoon etwa 50 Prozent mehr Kabel als eine gleichwertige Energiekette, was ein veröffentlichter Vergleich von igus ist, und auf einer 30 m langen Fahrbahn sind das 18 zusätzliche Meter fünfadriges Kabel, das in einer Schlaufe läuft, die irgendwo untergebracht werden muss. Zweitens kann eine Energiekette mit mehr als der doppelten Geschwindigkeit eines vergleichbaren Festoons laufen, was bei einem Schwenkkran mit 20 m/min irrelevant ist und auf einer Fahrbahn, auf der die Maschine die ganze Schicht von Ende zu Ende fährt, entscheidend.
Eine Stromschiene ist nicht falsch, sie ist unter 40 m nur überdimensioniert. Über 500 m speist man sie alle 100 bis 150 m abschnittsweise, um den Spannungsfall zu bekämpfen, was Ihnen sagt, wo die tatsächliche Grenze liegt. Wenn Sie bei einer 30 m langen Fahrbahn mit einem Budget von 250 USD pro Meter zwischen Festoon und Stromschiene wählen, stecken Sie das Geld für die Stromschiene in einen ordentlichen Schleifring und einen vierten Leiter und bleiben Sie beim Festoon. Unsere Baureihe fahrbarer Schwenkkran wird in beiden Varianten geliefert, und der Preisunterschied bei einer Maschine mit 1 Tonne liegt bei etwa 8 Prozent.
Die 15-Jahres-Rechnung ist enger, als der Installationspreis vermuten lässt, weil das Festoon das einzige der drei Systeme ist, das dreimal ersetzt werden muss.
| 15-Jahres-Kosten, 30 m Fahrbahn, 1-t-Schwenkkran | Festoon auf C-Schiene | Energiekette | Geschlossene Stromschiene |
|---|---|---|---|
| Installiert, EUR | 750 bis 1,800 | 2,700 bis 5,400 | 1,800 bis 6,000 |
| Ersatz von Kabel oder Schiene, EUR | 1,500 bis 4,500, zwei- oder dreimal | 1,400 bis 2,900, einmal | 200 bis 600, Bürsten und Schuhe |
| Wartungsarbeit, EUR | 0 bis 3,000, halbjährlich | 0 bis 600 | 400 bis 1,200, jährlich |
| Summe, EUR | 2,250 bis 9,300 | 4,100 bis 8,900 | 2,400 bis 7,800 |
| Mittelwert | 5,775 | 6,500 | 5,100 |
Unsere Planungsrechnung auf Basis veröffentlichter Einheitspreise, kein Angebot. Die Mittelwerte liegen 12 bis 20 Prozent auseinander, und das ist die ehrliche Antwort: Bei einer 30 m langen Fahrbahn ist die Art der Zuführung eine technische Entscheidung, keine finanzielle. Entscheiden Sie nach dem Fehlerbild, mit dem Sie leben können, und danach, ob das Kabel von jemandem auf einer Leiter ersetzt werden muss.
Mehr, als die Fahrbahn lang ist, und das verändert die Berechnung des Spannungsfalls, bevor überhaupt jemand an Volt gedacht hat.
| Fahrstrecke | Festoon-Kabel, 1.6 bis 1.8 fach | Energiekette, 1.1 bis 1.2 fach | Differenz |
|---|---|---|---|
| 10 m | 16 bis 18 m | 11 bis 12 m | 5 bis 6 m |
| 20 m | 32 bis 36 m | 22 bis 24 m | 10 bis 12 m |
| 30 m | 48 bis 54 m | 33 bis 36 m | 15 bis 18 m |
| 40 m | 64 bis 72 m | 44 bis 48 m | 20 bis 24 m |
Eine 30 m lange Fahrbahn ist also eine 50 m lange elektrische Strecke. Das ist die Zahl, die in die Berechnung des Spannungsfalls gehört, nicht 30. Es ist auch die Zahl, die in die Kupferkosten gehört, und die Zahl, die erklärt, warum das Kabel an einem Schwenkkran mit Festoon immer länger ist, als der Käufer erwartet hat, wenn er es geliefert sieht.
Faustregel aus unseren eigenen Planungsunterlagen: Nehmen Sie die Fahrstrecke, multiplizieren Sie sie mit 1.7 für Festoon, addieren Sie 3 m für den Anschluss an jedem Ende und runden Sie auf die nächste Kabellänge auf, die Sie tatsächlich kaufen können.
Bei Drehstrom kaum. Bei Einphasenwechselstrom ist er das, was den Kran defekt erscheinen lässt.
Die Formeln unterscheiden sich um einen Faktor, und dieser Faktor ist die ganze Geschichte. Bei einem einphasigen Stromkreis ist der Fall 2 x I x L x (R cos phi + X sin phi) geteilt durch 1000, weil der Strom in der Phase hinaus- und im Neutralleiter zurückfließt, die Schleife also doppelt so lang ist wie die Strecke. Bei einem symmetrischen Drehstromkreis ist es die Wurzel aus drei mal dasselbe Produkt, weil im Neutralleiter kein Rückstrom fließt und der Fall zwischen den Phasen gemessen wird. Die Wurzel aus drei ist 1.732. Der einphasige Faktor ist 2. Eine einphasige Last hat also 15 Prozent mehr Spannungsfall als dieselbe Last bei Drehstrom über dasselbe Kabel, bevor man berücksichtigt, dass ihre Nennspannung 57 Prozent niedriger ist.
Setzen Sie Zahlen ein. Ein 2-Tonnen-Schwenkkran mit einem 3-kW-Hebezeug und einem 0.4-kW-Fahrmotor, Leistungsfaktor 0.85 und Motorwirkungsgrad 0.85, zieht etwa 6.8 A bei 400 V Drehstrom und etwa 20.5 A bei 230 V Einphasenwechselstrom. Zwanzig Ampere sind kein kleiner Kran mehr. Das ist ein blauer 32-A-Stecker, ein eigener Stromkreis und ein Kabel, das für den Spannungsfall dimensioniert werden muss und nicht für den Strom.
| Fall, 50 m Kabelstrecke | Strom | 2.5 mm² | 4 mm² | 6 mm² |
|---|---|---|---|---|
| 1 t, 230 V einphasig | 11.4 A | 4.0 % | 2.4 % | 1.6 % |
| 2 t, 230 V einphasig | 20.5 A | 7.1 % | 4.4 % | 2.9 % |
| 1 t, 400 V dreiphasig | 3.8 A | 0.66 % | 0.40 % | 0.27 % |
| 2 t, 400 V dreiphasig | 6.8 A | 1.18 % | 0.72 % | 0.48 % |
Berechnet mit 8.0, 4.9 und 3.3 Ohm pro km für Kupfer bei Betriebstemperatur, 230 V oder 400 V Nennspannung, gegen das Budget von 5 Prozent für Leistungsstromkreise in IEC 60364-5-52 Anhang G. Planungszahlen von SIEC, kein Ersatz für die örtliche Berechnung.
Lesen Sie die obere linke Zelle noch einmal. Kabel mit 2.5 mm² an einem einphasigen 2-Tonnen-Schwenkkran, 50 m Strecke, ergibt 7.1 Prozent. Das liegt über der Empfehlung von 5 Prozent, bevor die Strecke vom Wandschaltfeld bis zum Ende der Fahrbahn überhaupt mitgezählt ist. Der Kran läuft, das Hebezeug hebt, und dann, im Winter, wenn die Versorgung um 4 Prozent einbricht, fällt das Schütz im Schaltfeld mitten im Hub ab, und der Bediener meldet, der Kran sei defekt. Er ist nicht defekt. Er ist seit dem Tag der Installation unterversorgt.
IEC 60364-5-52 macht denselben Punkt von der anderen Seite: Wenn ein Stromkreis bei Volllast 8 Prozent Spannungsfall hat, wird er beim Anlaufen 40 Prozent oder mehr sehen. Ein 20-A-Stromkreis mit 7 Prozent bei Betriebslast steht bei etwa 45 Prozent Einbruch in der ersten Halbwelle, und das lässt jedes Steuerschütz an jedem Hebezeug abfallen, das in den letzten dreißig Jahren gebaut wurde.
Weil es bei einem kleinen Schwenkkran der billigste Weg ist, eine Maschine zu verkaufen, und weil es auf Kundenseite meist die Steckdose ist, die schon existiert.
Einphasenwechselstrom ist bis etwa 1 Tonne vertretbar. Darüber ziehen Sie 20 A durch eine flexible Schleppleitung, Sie sind außerhalb des 16-A-Bereichs, um den herum die Oberschwingungsregeln von IEC 61000-3-2 geschrieben wurden, und Sie haben den doppelten Spannungsfall gratis dazu. Der Unterschied beim Motorwirkungsgrad ist real, aber klein: Ein einphasiger Kondensatormotor liegt einige Punkte unter seinem dreiphasigen Gegenstück, und bei 1.9 kW installierter Leistung sind das Dutzende Watt, nicht Hunderte.
Das praktische Argument ist nicht der Wirkungsgrad, es ist das Kabel. Einphasenwechselstrom halbiert die Zahl der Außenleiter und fügt einen Neutralleiter hinzu, aus einem fünfadrigen Kabel wird also ein dreiadriges, und ein dreiadriges flexibles Kabel ist billiger und viel leichter in einem Schleifring anzuschließen. Das ist der eigentliche Grund, warum kleine Schwenkkrane einphasig verkauft werden, und es ist ein guter Grund, solange die Strecke kurz ist.
Wo es aufhört, ein guter Grund zu sein: jede Fahrbahn über 25 m, jede Maschine mit 2 Tonnen, jede Anlage, in der die Steckdose am anderen Ende des Gebäudes liegt, und jede Anlage, in der später ein zweiter Schwenkkran am selben Stromkreis dazukommt. In diesen vier Fällen schreiben Sie Drehstrom vor und zahlen für den zusätzlichen Leiter. Es kostet weniger als die Kabelaufwertung, die Sie sonst zweimal kaufen.
Er ist der eine Übergang, der sich jeden Tag dreht und fast nie geprüft wird, und dort verschwindet der Schutzleiter still und leise.
Ein fahrbarer Schwenkkran braucht eine Auslegerdrehung über 270 oder 360 Grad, und ein Kabel kann das nicht endlos. Die Antwort ist ein Kollektor, entweder mit Bodeneinführung durch das Mastdrehlager oder mit Kopfeinführung an der Auslegerkappe. Bushman führt Stromschleifringe als Option für seine motorisierten 360-Grad-Schwenkkrane genau aus diesem Grund, zusammen mit einer Leitseil-Baugruppe, damit das Festoon am Ausleger nicht verheddert.
Die Zahl, die Leute überrascht, ist der Widerstand. Ein Schleifring vom Bürstentyp liegt bei 10 bis 20 Milliohm pro Weg, und dieser Wert schwankt während der Drehung, weil die Bürste auf einem Ring mit leichter Exzentrizität läuft. Ein bürstenloses Gerät (Quecksilber oder induktiv) liegt nahe 1 Milliohm und bleibt dort. Für einen Leistungspol ist der Unterschied irrelevant. Für den Schutzleiter entscheidet er darüber, ob Ihre Fehlerschleifenimpedanz besteht.
| Kollektorvariante | Wege | Widerstand pro Weg | Wann wir ihn vorschreiben |
|---|---|---|---|
| Bürste, 3 Wege, Bodeneinführung | 3 (L1 L2 L3, kein PE) | 10 bis 20 Milliohm, schwankend | nie an einer neuen Maschine, bei Importen noch verbreitet |
| Bürste, 4 Wege, Bodeneinführung | 4 (3 Phasen plus PE) | 10 bis 20 Milliohm, schwankend | Standard bei dreiphasigen Schwenkkranen |
| Bürste, 5 Wege, Bodeneinführung | 5 (3 Phasen, N, PE) | 10 bis 20 Milliohm, schwankend | Drehstrom plus 230 V Steuerung oder eine Steckdose am Ausleger |
| Bürste, 4 Wege, Kopfeinführung | 4 | 10 bis 20 Milliohm, schwankend | Strom kommt entlang des Auslegers, nicht den Mast hinauf |
| Bürstenlos | 3 bis 6 | etwa 1 Milliohm, konstant | Signal- und Steuerkreise, oder wenn ein stabiler PE zählt |
Bürstenstaub ist der Wartungspunkt, den niemand einplant. Es ist leitfähiger Graphit in einem kleinen Gehäuse, in dem auf dem nächsten Ring Netzspannung liegt, und er überbrückt bei entsprechender Feuchte und Zeit. Die übliche Wartungsanweisung lautet trockene Druckluft plus Isopropylalkohol auf den Ringen, in Intervallen, die nach Umdrehungen festgelegt werden und nicht nach Kalendermonaten, weshalb ein Schwenkkran an einer stark beanspruchten Zelle die doppelte Häufigkeit braucht wie derselbe Kran an einer langsamen.
Auf der Einkaufsseite gibt es einen Satz, der in die Spezifikation gehört: Der Kollektor muss einen eigenen Schutzleiter führen, und das Maschinengestell darf nicht als Rückleiter verwendet werden. Wenn im Angebot bei einer dreiphasigen Maschine ein 3-Wege-Kollektor steht, wurde der vierte Leiter jemand anderem überlassen, und dieser Jemand wird der Elektriker des Kunden sein, der ihn auf der Grundplatte auflegt.
Am Ende der Fahrbahn, abschließbar in Offenstellung, im Blickfeld der Leiter, und bei den meisten kleinen Schwenkkranen fehlt er einfach, weil die Norm es zulässt.
| Anforderung | Wo sie steht | Was sie bei einem 2-t-Schwenkkran bedeutet |
|---|---|---|
| Gestell nicht über die Räder geerdet | NEC 610.61 | ein vierter Leiter, aufgelegt, gemessen |
| Fahrbahnleiter einschließlich eines separaten Schutzleiters | CMAA-Praxis, zitiert in Prüfnormen für Krane | 5-polige Stromschiene oder ein PE-Pol mit grüner Abdeckung |
| Trenner abschließbar in Offenstellung, im Blickfeld der Fahrbahnleiter, von Bodenhöhe bedienbar | NEC 610.32, OSHA 29 CFR 1910.306(b)(1) | ein abschließbarer Schalter am Fahrbahnende, kein Leistungsschalter in einem entfernten Schaltfeld |
| Der Trenner darf entfallen bei einem Einschienen-Hebezeug oder einer handbetriebenen Brücke, die von Bodenhöhe gesteuert wird, im Blickfeld des Versorgungstrenners liegt und keine feste Arbeitsbühne hat | OSHA 29 CFR 1910.306(b)(2)(iv) | die meisten fahrbaren Schwenkkrane von 0.5 bis 2 t erfüllen das, deshalb hat Ihrer keinen |
| Eine Einrichtung an der Bedienstation, um die Stromzufuhr zu allen Motoren zu unterbrechen, wenn der Trenner von dort nicht leicht erreichbar ist | OSHA 29 CFR 1910.306(b)(2)(iii) | der Not-Halt an der Steuerleitung zählt, wenn er das Schütz abfallen lässt und nicht nur den Umrichter |
| Zuleitungen außerhalb der Maschine, einschließlich flexibler Kabel und Stromschienen, liegen im Geltungsbereich | IEC 60204-32:2023, Abschnitt 1 | das Festoon ist die elektrische Ausrüstung des Kranherstellers, was auch immer im Vertrag steht |
| 5 Prozent Spannungsfall für Leistungsstromkreise, 3 Prozent für Beleuchtung | IEC 60364-5-52 Anhang G | rechnen Sie mit der 50 m langen Kabelstrecke, nicht mit der 30 m langen Fahrbahn |
| Doppelte Stromabnehmer je Phase, wenn ein Frequenzumrichter oder ein Magnetheber unter dem Haken verwendet wird | Prüfnorm für Kran-Elektrik 5.7.6, mit Bezug auf CSA | ein Schwenkkran mit Umrichter braucht zwei Schuhe pro Pol, nicht einen |
Die Ausnahmeklausel ist die interessante. Ein fahrbarer Schwenkkran mit Steuerleitung, vom Boden aus gesteuert, im Blickfeld seines eigenen Versorgungsschalters, ohne feste Bühne, braucht keine separate Trennvorrichtung. Jede dieser Bedingungen wird von einem normalen 1-Tonnen-Schwenkkran in einer Werkstatt erfüllt. Die Maschine kommt also mit einem Stecker und ohne Trennschalter an, und wer sie wartet, zieht den Stecker, was genau das ist, was die Norm vorhergesehen hat und genau das, was niemand in 4 m Höhe an einem Mast tun will.
Unsere eigene Position: Bauen Sie einen abschließbaren Trennschalter am Fahrbahnende ein, auch wenn die Ausnahme zutrifft, und setzen Sie ihn dorthin, wo eine auf dem Boden stehende Person den Griff ohne Leiter erreicht. Er kostet USD 200 bis 600 und verwandelt eine Diskussion in ein Verfahren.
Die andere Hälfte davon ist der Stecker. Industriestecker und -dosen nach IEC 60309 gibt es von 16 bis 125 A in spritzwassergeschützter Ausführung IP44 und wasserdichter Ausführung IP67, farbcodiert blau für 230 V einphasig und rot für 400 V dreiphasig, mit schaltbaren verriegelten Steckdosen. An einem Schwenkkran in einer Werkstatt ist IP44 ausreichend. In einem Spülbereich, einer Gießerei oder überall dort, wo die Fahrbahn an einem Tor vorbeiläuft, schreiben Sie IP67 vor, weil der Stecker in der Höhe an der Maschine hängt, in der alles getroffen wird. Wir sehen Wasser- und Staubeintritt am Stecker als dritthäufigsten elektrischen Fehler an diesen Maschinen, und es ist ein Bauteil für 60 bis 200 USD.
Nein, und das zu sagen erspart Käufern einen sinnlosen Filter.
Ein fahrbarer Schwenkkran im Bereich von 0.25 bis 2 Tonnen liegt bei 400 V zwischen etwa 1.4 A und 6.8 A pro Phase, deutlich innerhalb der 16-A-Grenze, die den Bereich von IEC 61000-3-2 definiert. Die Regeln von IEC 61000-3-12 für Geräte über 16 A und bis 75 A pro Phase gelten schlicht nicht, und die Grenzwerte von IEEE 519 am Verknüpfungspunkt auch nicht, es sei denn, dasselbe Schaltfeld speist etwas viel Größeres. Ein kleiner Schwenkkran kann die Spannungsverzerrung an einem PCC nicht bewegen.
Was er kann, ist Transienten erzeugen, und das ist ein anderes Fehlerbild. Jedes Mal, wenn ein Stromabnehmer über einen Schienenstoß fährt, wird der Kontakt für einen Bruchteil einer Periode unterbrochen. Bei einem Hebezeug mit Schütz merkt man das nie. Bei einem Hebezeug mit Umrichter sieht der Antrieb einen Versorgungseinbruch, der Zwischenkreis sinkt ab, und je nach Antrieb bekommen Sie eine Auslösung, einen Wiederanlauf oder ein protokolliertes Unterspannungsereignis, das niemand liest, bis es die dritte in einer Woche ist. Deshalb gibt es die Regel mit den doppelten Schuhen für Maschinen mit AFD und deshalb drängt CMAA auf die vierte Schiene für die Antriebsleistung. Die Lösung ist mechanischer Kontakt, nicht Filterung.
Wenn Sie tatsächlich ein Hebezeug mit Umrichter an einem Schwenkkran haben, sind zwei Ergänzungen ihr Geld wert, und keine davon ist ein Filter: ein Fehlerstromschutzgerät vom Typ B im eigenen Stromkreis, weil der EMV-Filter des Antriebs glatten Gleichstrom auf den Schutzleiter bringt und ein Typ-A-Gerät ihn nicht sieht, und eine Netzdrossel mit 4 Prozent, wenn dasselbe Schaltfeld andere Antriebe speist. Beides ist ausführlicher in den Antriebsoptionen für Schwenkkrane beschrieben, aber die Kurzfassung ist: Eine Maschine mit 2 Tonnen braucht keine Oberschwingungsdämpfung. Sie braucht gute Kontakte.
Sieben Fehlerbilder erklären praktisch alles, wofür wir bei fahrbaren Schwenkkranen unter 2 Tonnen gerufen werden. Diese Verteilung stammt aus unseren eigenen Servicedaten für 2023 bis 2026 und ist keine veröffentlichte Statistik, behandeln Sie sie also als Muster und nicht als Maßstab.
| Fehler | Anteil | Übliche Ursache | Vorbeugung |
|---|---|---|---|
| Schaden am Festoon-Kabel oder am Leitungswagen | 27 % | Schlag an Schienenstößen, Kabel an der Endklemme gequetscht | Stöße ausrichten, Zugentlastungsschlaufe ergänzen, beide Enden prüfen |
| PE fehlt oder liegt am Gestell auf | 21 % | 3-Wege-Kollektor, oder Erdungsleitung an eine lackierte Grundplatte geschraubt | 4-Wege-Kollektor plus ein gemessener Wert bei der Übergabe |
| Wasser oder Staub an Stecker und Dose | 15 % | IP44-Stecker hängt in 1.5 m Höhe in einer nassen Zelle | IP67-Stecker und schaltbare Dose, Kabelverschraubung montiert |
| Trennschalter fehlt, ist nicht abschließbar oder außer Sicht | 12 % | Ausnahmeklausel genutzt, oder ein Leistungsschalter im Gebäudeinneren | abschließbarer Schalter am Fahrbahnende, vom Boden erreichbar |
| Kollektorstaub, unregelmäßige Steuerung | 10 % | kein Wartungsplan, Staub überbrückt die Wege | nach Umdrehungen reinigen, nicht nach Kalender |
| Grundlose FI-Auslösung | 9 % | Typ-A-Gerät an einem Hebezeug mit Umrichter, oder ein geteilter Beleuchtungsstromkreis | Typ-B-Gerät, eigener Stromkreis |
| Erdungsdurchgang an Schienenstößen über 1 Ohm | 6 % | keine Erdungsbrücke an den Stößen | jeden Stoß überbrücken, bei der Übergabe messen |
Die beiden größten Positionen teilen eine Eigenschaft: Beide sind sichtbar, wenn man hinsieht, und auf keine wird hingesehen. Ein Festoon-Kabel verschleißt an einem Biegepunkt 4 m über dem Boden. Eine PE-Leitung landet auf einer Grundplatte hinter dem Mast. Beides sind Zehn-Minuten-Prüfungen, und beide werden übersprungen, weil die Maschine ja läuft.
Wenig, gemessen am Kran. Alle folgenden Werte sind unsere Angebotsbereiche für 2026 und setzen voraus, dass die Maschine bereits installiert ist.
| Position | USD | Behebt |
|---|---|---|
| Erdungsbrücke 4 mm² mit aufgepressten Kabelschuhen | 40 bis 150 | ein Gestell, das geerdet aussieht und es nicht ist |
| Erdungsbrücke für Schienenstoß, je Stück | 15 bis 40 | Erdungsdurchgang über die Stöße |
| IP67-Stecker und schaltbare verriegelte Dose, 16 A | 60 bis 200 | Eindringen von Wasser und Staub und ein Stecker, der unter Last herausgeht |
| Abschließbarer Lasttrennschalter, 16 bis 32 A, IP65 | 200 bis 600 | Wartung ohne Steckerziehen in 4 m Höhe |
| FI-Schutzschalter Typ B, 4-polig, 30 mA | 250 bis 700 | grundlose Auslösungen an einem Hebezeug mit Umrichter |
| Schleifring, 4 Wege, Bodeneinführung | 380 bis 950 | einen 3-Wege-Kollektor ohne PE |
| Geschlossene Stromschiene, 5-polig, installiert | 55 bis 95 pro m | Festoon-Verschleiß auf einer langen oder heißen Fahrbahn |
| Umrüstung auf Energiekette mit Führungswanne | 90 bis 180 pro m | wiederholten Kabelersatz und Geschwindigkeitsgrenzen |
| Prüfung von Kollektor und Erdung, jährlich | 150 bis 400 | den nächsten Fehler finden, bevor es die Schicht tut |
Geben Sie in dieser Reihenfolge aus. Zuerst Erdungsverbindung und ein gemessener Wert, denn das ist die Sicherheitsposition und die billigste. Dann der PE-Weg am Kollektor, denn ein 3-Wege-Kollektor an einer dreiphasigen Maschine ist ein Mangel, der sich nicht von selbst behebt. Dann der Trennschalter, dann der Stecker, dann alles, was mit dem Festoon zu tun hat. Wenn Sie ohnehin ein Festoon ersetzen, lassen Sie gleichzeitig eine Energiekette kalkulieren: Die 15-Jahres-Rechnung auf einer 30 m langen Fahrbahn geht meist auf etwa 20 Prozent in beide Richtungen gleich aus, sobald drei Kabelwechsel gezählt werden, und die Energiekette beseitigt das Fehlerbild der Stoßschläge vollständig.
Sieben Messwerte. Geben Sie sie dem Kunden schriftlich, mit Angabe des Messgerätetyps und des Datums, und die Diskussion darüber, ob der Kran jemals richtig geerdet war, endet, bevor sie beginnt.
| Messung | Messgerät | Erwartet bei Übergabe | Abweichung prüfen über |
|---|---|---|---|
| Gestell zur Erdungsschiene des Gebäudes | Vierleitungs-Niederohmmessgerät | unter 0.1 Ohm | 1 Ohm |
| Isolationswiderstand, Außenleiter gegen PE | Isolationsmessgerät 500 V DC | über 1 Megohm | 1 Megohm |
| Kollektorwiderstand pro Weg, bei drehendem Ausleger | Mikro-Ohmmeter | 10 bis 20 Milliohm mit Bürste, nahe 1 bürstenlos | 50 Milliohm, oder Schwankung um mehr als das Doppelte |
| Spannung an den Hebezeugklemmen beim Heben der Nennlast | Spannungsmesser und Stromzange | innerhalb von 5 Prozent der Nennspannung | 5 Prozent |
| Durchgang über jeden Schienenstoß | Niederohmmessgerät | unter 0.05 Ohm mit Erdungsbrücke | 0.1 Ohm |
| Auslösezeit des FI bei Nennfehlerstrom | FI-Prüfgerät | unter 300 ms | keine Auslösung überhaupt |
| Foto jedes Anschlusspunkts | Mobiltelefon | PE-Leitung auf einem eigenen Bolzen, nicht auf einer Grundplatte | nicht erkennbar |
Sechs dieser sieben Punkte dauern jeweils ein paar Minuten. Die Fotos sind die, die zwei Jahre später verwendet werden, wenn die Maschine den Besitzer wechselt oder ein Prüfer fragt, warum das Gestell 3.4 Ohm zeigt.
| # | Zeile für die Anfrage |
|---|---|
| 1 | Versorgungsspannung, Phasenzahl und Frequenz am Fahrbahnende, nicht an der Gebäudezuführung |
| 2 | Länge der Fahrbahn in Metern und der Abstand vom Schaltfeld bis zum Fahrbahnende |
| 3 | Art der Zuführung: Festoon, Energiekette oder Stromschiene, und wer die Fahrbahn liefert |
| 4 | Anzahl der Kollektorwege und Bestätigung, dass ein Weg ein eigener Schutzleiter ist |
| 5 | Drehwinkel und Angabe, ob die Drehung manuell oder motorisiert erfolgt |
| 6 | Norm für Stecker und Dose, IP-Schutzart und wer die Dose stellt |
| 7 | Trennschalter: abschließbar, am Fahrbahnende, im Blickfeld der Leiter, vom Boden bedienbar |
| 8 | Geforderter FI-Typ und Bestätigung, ob das Hebezeug umrichter- oder schützgesteuert ist |
| 9 | Erdung der Schienenstöße: im Lieferumfang enthalten oder bauseits |
| 10 | Übergabepaket mit gemessenem Erdungsdurchgang, Isolationswiderstand und Kollektorwiderstand pro Weg |
Zeile 10 ist die, die das Verhalten ändert. Ein Paket mit Messwerten darin bedeutet, dass die nächste Person, die die Maschine wartet, von einer Zahl ausgeht und nicht von einer Annahme, und es kostet bei der Inbetriebnahme zwanzig Minuten. Alles andere auf der Liste ist ein Satz in einer E-Mail. Diese eine Zeile ist der Unterschied zwischen einer Maschine, die sicher ist, und einer Maschine, von der man glaubt, dass sie sicher ist.
Nein. NEC 610.61 legt fest, dass das Katzen- und das Brückengestell nicht über die Räder und ihre Fahrschienen als elektrisch geerdet betrachtet werden dürfen und dass ein separater Schutzleiter vorzusehen ist. Gorbel schreibt dieselbe Anweisung in die Montageanleitung für seine Schwenkkrane: Der Kran darf nicht als Erdung verwendet werden, eine dreiphasige Maschine braucht daher drei Leiter plus einen Erdleiter. Bei einem fahrbaren Schwenkkran bedeutet das praktisch einen 4-Wege-Kollektor statt eines 3-Wege-Kollektors. Wenn Ihr Angebot bei einer dreiphasigen Maschine 3 Wege nennt, fehlt der Schutzleiter.
Nicht automatisch, aber prüfen Sie die Strecke. Ein 2-Tonnen-Schwenkkran mit einem 3-kW-Hebezeug zieht bei 230 V etwa 20.5 A, was bereits einen 32-A-Stromkreis und einen blauen 32-A-Stecker erfordert statt des üblicherweise gelieferten 16-A-Steckers. Bei einer 30 m langen Fahrbahn beträgt die Kabelstrecke einschließlich der Festoon-Schlaufen etwa 50 m, und ein Kabel mit 2.5 mm² ergibt 7.1 Prozent Spannungsfall gegenüber einem Budget von 5 Prozent. Gehen Sie auf 6 mm², oder gehen Sie auf Drehstrom. Die dreiphasige Version derselben Maschine liegt beim gleichen Kabel bei 1.2 Prozent.
Rechtlich gesehen in vielen Rechtsordnungen: nein. OSHA 29 CFR 1910.306(b)(2)(iv) erlaubt, die Trennvorrichtung wegzulassen, wenn ein Einschienen-Hebezeug oder eine handbetriebene Kransäule von Bodenhöhe aus gesteuert wird, im Blickfeld der Trennvorrichtung der Stromversorgung liegt und keine feste Arbeitsbühne hat. Die meisten kleinen fahrbaren Schwenkkrane erfüllen alle drei Bedingungen. Wir empfehlen dennoch einen abschließbaren Trennschalter am Fahrbahnende, denn einen Stecker in Kopfhöhe zu ziehen, um eine Kollektorbürste zu wechseln, ist die Art und Weise, wie Menschen zu Schaden kommen. Es ist ein Bauteil für 200 bis 600 USD.
Beides ist möglich. Ein Festoon kostet installiert EUR 25 bis 60 pro Meter gegenüber EUR 90 bis 180 für eine Energiekette, aber ein Festoon benötigt etwa 50 Prozent mehr Kabel, und das Kabel ist bei A4- bis A5-Betrieb nach 5 bis 8 Jahren ein Verschleißteil. Über 15 Jahre mit drei Kabelwechseln liegen die Summen nur etwa 20 Prozent auseinander. Wählen Sie Festoon, wenn die Fahrbahn kurz und die Maschine langsam ist; wählen Sie die Kette, wenn die Maschine im Dauerbetrieb läuft, wenn die Fahrbahn verschmutzt ist oder wenn die Geschwindigkeit über 100 m/min liegt, wo die Festoon-Leitungswagen anfangen, abgewertet zu werden.
Weil der Ableitstrom grenzwertig ist und etwas anderes im Stromkreis ihn über die Schwelle hebt, und weil ein Hebezeug mit Umrichter glatten Gleichstrom auf den Schutzleiter bringt, den ein Gerät vom Typ A nicht erkennen kann. Setzen Sie ein Gerät vom Typ B in einem eigenen Stromkreis ein. Ist die Maschine schützgesteuert mit einem Halbwellen-Bremsgleichrichter, erkennt ein Typ-A-Gerät den pulsierenden Gleichstrom durchaus, dann ist die Auslösung eher ein geteilter Stromkreis mit LED-Treibern oder einem Ladegerät. In beiden Fällen: Messen Sie den Ruhe-Ableitstrom mit ausgeschaltetem Kran und erneut mit eingeschaltetem Kran, bevor Sie irgendetwas kaufen.
Drei Dinge, in dieser Reihenfolge. Messen Sie den Widerstand vom Krongestell zur Erdungsschiene des Gebäudes mit einem Niederohm-Messgerät, nicht mit einem Multimeter, und alles über 1 Ohm bedeutet, dass der Weg über Farbe oder ein Distanzblech führt. Schauen Sie dann den Kollektor an: Bürstenstaub, Bürstenlänge und ob überhaupt ein vierter Weg vorhanden ist. Schauen Sie dann beide Enden des Festoons an, wo das Kabel geklemmt ist, denn dort verschleißt der Mantel. Der vollständige elektrische Abschnitt unserer Dokumentation zum fahrbaren Schwenkkran listet die Messwerte, die wir bei der Übergabe erwarten, und es sind dieselben Messwerte, die ein Jahr später zu nehmen sind.
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