Козловой кран проходит больше, чем любая другая машина на предприятии, и питание должно следовать за ним. Трансформатор, кабель, барабан и заземление — считанные по пути, а не по шильдику.
У большинства вопросов по электрике крана есть один ответ. У специального крана на тот же вопрос есть четыре ответа, и они противоречат друг другу. Шинопровод — самый дешёвый и надёжный способ подать питание на 20-тонный грейферный кран — полностью недопустим в соседнем цехе, если этот цех классифицирован. Привод, который улучшает управление на линии травления, может аннулировать сертификацию двигателя в двух метрах от него. Таль, абсолютно безопасная в угольном складе, не пройдёт контроль по частицам в чистом помещении.
Поэтому решение о питании специального крана — это не расчёт нагрузки. Это расчёт помещения. Ошибётесь с помещением — и электрический пакет будет неверным, как бы хорошо он ни был рассчитан.
В этой статье разобраны четыре помещения, для которых мы строим краны: перевалка сыпучих материалов в горючей пыли, линии травления и кислотные линии, чистые помещения и производства с взрывоопасными газами. Одно семейство кранов, один контроллер, четыре разных ответа. Установленная мощность по этим помещениям — от примерно 0,5 тонны в полупроводниковом цехе до 50 тонн на грейфере.
Потому что меняется характер отказа. У обычного крана враг — падение напряжения и класс режима работы. Во взрывоопасной зоне враг — искра, которую вы не видите, или поверхность с температурой 140 градусов там, где газ воспламеняется при 135. В цехе травления враг — плёнка соляной кислоты, которая за восемнадцать месяцев превращает чистый изолятор в проводник. В чистом помещении враг — углеродная пыль от собственных токосъёмных башмаков.
Каждый из этих случаев — электрическая проблема с механическим решением или наоборот. Поэтому электрический пакет специального крана обычно вторая по величине строка в предложении после металлоконструкций.
| Помещение | Что делает атмосфера | Что отказывает первым | Каким должно быть питание |
|---|---|---|---|
| Грейфер, терминал сыпучих грузов | Облако горючей пыли, слой 5 мм на каждой горизонтальной поверхности | Температура поверхности под слоем пыли, а не дуга | Оболочка для пылевых зон, IP6X, заявленный класс T с учётом слоя |
| Линия травления | Кислотный туман, конденсация дважды в сутки, плёнка хлоридов | Сопротивление изоляции, затем трекинг по поверхности | IP65 или лучше, степень загрязнения 3 или 4, оболочка, стойкая к кислоте |
| Чистое помещение | Ничего коррозионного. Вместо этого считают частицы | Сам кран как источник частиц и статического разряда | Герметичный привод, фильтрованный воздух двигателя, без открытого скользящего контакта |
| Производство с газами | Горючий газ или пар, Zone 1 или 2 | Любой искрящий контакт, любая горячая поверхность | Двигатель и токосъёмник в исполнении Ex, открытый шинопровод полностью исключён |
Обратите внимание: только в одном из этих четырёх столбцов речь идёт об электричестве в привычном смысле. Три из них — о том, что окружающая среда делает с оборудованием, а не о том, что оборудование делает с питанием.
Названия помещениям даёт система зон, а не технологический процесс. Газовые зоны — 0, 1 и 2. Пылевые зоны — 20, 21 и 22. Цифра отражает, как часто атмосфера действительно присутствует, а приведённые ниже значения — те, что производители кранов публикуют в своих листах маркировки Ex.
| Зона | Присутствие в год | Категория ATEX | Оболочка для пыли |
|---|---|---|---|
| 0 / 20 | Более 1 000 часов | Категория 1 | IP6X, и большинство производителей кранов такое не предлагают |
| 1 / 21 | От 10 до 1 000 часов | Категория 2 | IP6X, проводящая пыль или нет |
| 2 / 22 | Менее 10 часов | Категория 3 | IP6X, если пыль проводящая, IP5X, если нет |
Здесь люди спотыкаются о два момента. Первый: требование по IP — не универсальное число. В Zone 22 допускается IP5X, когда пыль непроводящая, и IP6X, когда она проводящая, поэтому зерновой терминал и завод металлических порошков в одной и той же категории Zone 22 получают не одинаковую оболочку. Второй: кран категории 3 — это не кран категории 2 с меньшим числом сертификатов. Проверяемые отказы другие, и документация другая.
Температура поверхности идёт сверх зоны. Газовые классы — от T1 при 450 градусах до T6 при 85, и большинство промышленных заказчиков просят T3 или T4. T4 — это 135 градусов. Это единственное число определяет большую часть электрического пакета, чем сама зона, потому что оно относится к наружной поверхности двигателя, к внутренней части клеммной коробки и к тормозу.
| Класс | Макс. поверхность | Типичный газ | Во что это обходится |
|---|---|---|---|
| T1 | 450 C | Аммиак, метан некоторых марок | Почти ни во что. Стандартные двигатели проходят |
| T3 | 200 C | Пары бензина, большинство растворителей | Существенно. Класс двигателя, тип тормоза, клеммная коробка |
| T4 | 135 C | Ацетальдегид, диэтиловый эфир, большинство потоков НПЗ | Определяет весь выбор двигателя и исключает большинство стандартных тормозов |
| T6 | 85 C | Сероуглерод | Только специальные машины. От таких заказов мы отказываемся чаще, чем берём их |
Двигатель 30 кВт с температурой поверхности 85 градусов — это не двигатель 30 кВт с вентилятором побольше. Это другой корпус, другая обмотка, часто другой способ охлаждения. Если заказчик пишет T6 в спецификации, не проверив, что находится в помещении, проект встаёт на этапе предложения на двигатель, и все теряют шесть недель.
Это не вопрос мнения. Mazzella, десятилетиями занимающаяся электрификацией кранов, сформулировала это одной фразой в своём сравнении шинопроводов, гирлянд и кабельных барабанов: система шинопровода никогда не может применяться в среде, где требуется взрывозащищённый кран.
Причина — токосъёмный башмак. Это скользящий контакт. Он немного искрит на каждом стыке, каждый раз, когда проходит кран, а под нагрузкой искрит сильнее. В обычном цехе эта искра — эксплуатационная помеха. В атмосфере Zone 1 это источник воспламенения с ресурсом, измеряемым миллисекундами.
Герметизацией это тоже не решается. Закрытый шинопровод с крышкой IP6X всё равно имеет скользящий башмак, идущий по голому проводнику под крышкой, а стандарт не признаёт оболочку защитой для искрящего контакта в классифицированной атмосфере. Поэтому ответ — не лучший шинопровод. Ответ — другая технология.
Та же логика проходит через комплектующие. Собственный каталог ATEX-гирлянд Conductix-Wampfler устанавливает максимальную скорость движения 1 м/с и прямо указывает, что выше этой скорости взрывозащита аннулируется. Он также запрещает кабели и шланги из ПВХ в системе и требует тяжёлой оболочки из полихлоропрена или эквивалентного синтетического эластомера. Оба требования существуют по одной причине: накопление статики и пробой оболочки дают искры, которые не удержит никакая оболочка.
Три варианта, и они не взаимозаменяемы. Гирлянда, кабельный барабан и токосъёмное кольцо в исполнении Ex, если машина вращается.
| Способ | Ограничение скорости | Оболочка и материалы | Где выигрывает |
|---|---|---|---|
| Гирлянда ATEX | 1 м/с, жёсткий предел | Тяжёлый полихлоропрен. ПВХ нигде | Короткие и средние пути, тележка и мост, включая управление |
| Кабельный барабан | Определяется барабаном и кабелем, обычно 60–100 м/мин | Корпус из нержавеющей или оцинкованной стали, порошковая окраска | Большие пролёты, коррозионные и кислотные помещения, высокая частота циклов |
| Токосъёмное кольцо Ex | Вращение, обычно от 40 об/мин по запросу | Взрывонепроницаемый или повышенной безопасности корпус, IP65 или IP66 | Поворотные машины, штабелёры, любое непрерывное вращение |
Гирлянда несёт больше всего кабеля за наименьшие деньги и является решением по умолчанию для моста в Zone 1. Ограничение 1 м/с звучит жёстко, пока не проверить фактическую скорость передвижения: у 20-тонного технологического крана она часто 20–40 м/мин, то есть 0,33–0,67 м/с. Предел начинает мешать на высокоскоростных грейферных кранах и на длинных путях, где не хочется тянуть 40 м кабеля.
Кабельный барабан — ответ в цехе травления, и не только из-за взрыва. Исполнение из нержавеющей или оцинкованной стали с покрытым корпусом — единственное, что выживает в кислотной атмосфере десятилетие. Mazzella прямо называет коррозионные и кислотные среды областью применения барабана, что противоположно тому, что обычно думают. На кислотных линиях мы заменили больше гирлянд, чем барабанов.
Токосъёмное кольцо — четвёртый вариант, и о нём заказчики забывают. Если машина вращается, питание должно пройти через вращающееся соединение, а на машине Ex это соединение — сертифицированный компонент, а не стандартный. Итальянский производитель TER выпускает токосъёмное кольцо Ex с рейтингом IP65 или IP66 в диапазоне от минус 40 до плюс 60 градусов, до 150 A на малом корпусе и 638 A на большом, при напряжении до 1 000 В и 6 000 В соответственно, сертифицированное по директиве ATEX и по EN 60079-0, EN 60079-1 и EN 60079-14, а также по IECEx. Trolex строит то же решение для Zone 1 как взрывонепроницаемый блок группы IIB, IP66, 400 A при 1 000 В AC, 40 об/мин, со встроенным саморегулирующимся антиконденсационным подогревом и минимум двумя щётками на кольцо. Обратите внимание на разделение щёток: медно-графитовые для питания, серебряно-графитовые для сигналов.
Это самое дорогое недопонимание во всём пакете, и вины заказчика здесь нет. Большинство приводов продаются как изделия общего назначения, большинство двигателей Ex продаются как двигатели, а комбинация считается деталью монтажа. Это не так.
Собственное руководство ABB по двигателям и приводам во взрывоопасных атмосферах описывает, что нужно каждому виду защиты до того, как привод можно подключить. Это стоит читать их словами, а не моими, но картина такая:
| Вид защиты | Что должно быть выполнено до того, как привод разрешён | Практический эффект для заказа |
|---|---|---|
| Ex d, взрывонепроницаемое | Двигатель испытан с приводом на данном режиме и с защитным устройством, либо прямая температурная защита встроенными датчиками с запасом | Модель привода становится частью сертификата. Замените её — документ мёртв |
| Ex ec, повышенная безопасность | Испытан с приводом или сопоставимым приводом, либо класс температуры расчётом, либо прямое управление по встроенным датчикам | Работоспособно. Расчёт или путь через датчики обычно дешевле |
| Ex eb | Испытан совместно с конкретным приводом и защитным устройством. Совместный тепловой прогон обязателен | Без сокращений. Это заводское испытание, а не расчёт |
Путь через защитное устройство — тот, к которому приходит большинство проектов, и в нём есть деталь, которую упускают. Приводы могут иметь встроенную функцию безопасного контроля температуры двигателя, определённую в EN и IEC 61800-5-2, и эта функция сертифицирована как защитное устройство по ATEX. Но маркировка на таком приводе относится только к функции безопасности внутри него, а не к тому, что привод испытан с вашим двигателем. И поскольку такие приводы обычно не имеют оболочки Ex, их можно устанавливать только вне взрывоопасной зоны. В сертификате это выглядит как категория в скобках, например (2), что читается как устройство, предназначенное для установки вне зоны.
Поэтому спрашивать нужно не «сертифицирован ли этот привод по ATEX». Спрашивать нужно «для чего этот сертификат и где физически стоит блок». Ответы разные, и они меняют компоновку шкафа.
Класс T — не свойство двигателя. Это свойство двигателя в конкретной рабочей точке, и рабочая точка, которая имеет значение, редко совпадает с номинальной.
Стандартный полностью закрытый двигатель с обдувом имеет вентилятор на валу. На номинальной скорости вентилятор подаёт достаточно воздуха, чтобы удержать температуру обмотки. На 10 процентах номинальной скорости он не подаёт почти ничего, потому что расход вентилятора падает примерно вместе со скоростью, а потери в двигателе под нагрузкой остаются близкими к полным. При одинаковом моменте обмотка нагревается на 5 Гц сильнее, чем когда-либо на 50 Гц.
Именно поэтому стандарты так строго относятся к комбинации привод–двигатель. Двигатель, который держит T4 при 1 500 об/мин, не обязательно удержит T4 при 75 об/мин с той же нагрузкой, и никакая настройка привода не меняет расход воздуха. Что привод может — измерять и действовать: считывать PTC или PT100 в обмотке, моделировать тепловое состояние и отключаться до того, как поверхность превысит предел. Руководство ABB называет именно это альтернативой испытанной комбинации и отмечает, что ограничение частоты переключения через параметры Ex снижает доступный ток, что должно входить в расчёт.
Три практических пути, в порядке стоимости:
Первый — отдельный вентилятор принудительного обдува на двигателе, сблокированный с приводом. Дешёво, грубо, эффективно, и это стандартный ответ на станках. Он полностью убирает переменную.
Второй — привод с сертифицированной тепловой функцией и PT100 в обмотке, с уставкой отключения по пределу класса, а не по классу изоляции. На малой машине это дешевле вентилятора, но требует дисциплины при пусконаладке, потому что параметры по умолчанию заданы для стандартного двигателя.
Третий — принять больший типоразмер корпуса, чтобы снижённый длительный момент всё равно покрывал режим. На грейферном кране с 40-процентным режимом это часто самое чистое решение, и именно оно выдерживает аудит пять лет спустя.
Какой бы путь вы ни выбрали, приёмочный документ — это тепловой прогон на самой низкой скорости, на которой кран реально будет работать, с самой высокой нагрузкой, которую он реально будет нести, с измеренной, а не предполагаемой температурой поверхности. Мы видели, как грейферный кран класса T4 проходил этот тест на 50 Гц и не проходил на 6 Гц в тот же день, при изменении только задания скорости.
Медленно, а потом измерить результат. Рельсы выглядят самым очевидным путём заземления в здании и являются тем путём, на который нельзя полагаться. Колёса — не проводник уравнивания потенциалов. Контакт колеса с рельсом зависит от нагрузки, ржавчины, смазки и от того, стоит ли кран над стыком. В момент, когда связь нужнее всего, кран может быть без груза, а сопротивление контакта — десятки ом.
Поэтому уравнивание потенциалов — это медный проводник, а не поверхность качения. IEC TS 60079-32-1 даёт число в разделе 13.2.2: металлические элементы в хорошем контакте с землёй должны иметь сопротивление ей менее 10 ом, и хотя до 1 мегома допустимо для рассеивания статики, значения выше 10 ом являются ранним признаком коррозии или ослабленного соединения и должны быть исследованы. NFPA 77 согласуется, указывая на практике около 10 ом для меди и 25 ом для нержавеющей стали.
| Точка уравнивания | Цель | Что мы реально видим на площадке |
|---|---|---|
| Рельс гирлянды — заземление здания | Менее 10 ом | Обычно в порядке. Исключение — окрашенные кронштейны |
| Мост — рельс пути | Непрерывная медная связь | Отсутствует примерно на каждом пятом кране. Считалось, что колёс достаточно |
| Тележка — мост | Непрерывная медная связь | Часто выполняется через тележку гирлянды вместо отдельной перемычки |
| Рама тали — тележка | Непрерывная медная связь | Упускается, когда таль поставляется отдельно и прикручивается на площадке |
| Грейфер или грузозахватное приспособление | Связано, а не подвешено на канате | Самая часто забываемая связь на грейферном кране |
Проверяйте надлежащим прибором для измерения малых сопротивлений, а не мультиметром в режиме омметра. Записывайте значения, потому что второе измерение через год — именно то, что скажет, корродирует ли соединение. И измеряйте на стыках, а не только от конца до конца: хорошее сквозное показание может скрывать перемычку, которая проводит ток через подшипник.
Пыль оседает, изолирует и горит. Газ рассеивается и воспламеняется. Это различие меняет расчёт двумя способами.
Первое — оболочка. Пыль нужно не пустить в коробку, а это вопрос IP, и требование не едино. В Zone 21 и проводящая, и непроводящая пыль требуют IP6X. В Zone 22 допускается IP5X для непроводящей пыли, но IP6X для проводящей. Завод металлических порошков и мукомольня могут оба быть Zone 22, и оба не могут использовать одну и ту же оболочку.
Второе — температура поверхности, и здесь пыль тоньше газа. Для газа поверхность сравнивают с температурой воспламенения газа. Для пыли нужно рассматривать облако и слой отдельно, потому что слой пыли 5 мм изолирует поверхность и позволяет ей работать горячее, чем то же оборудование в чистом виде.
| Шаг | Формула | Пример расчёта |
|---|---|---|
| Предел для облака | Две трети температуры воспламенения облака | Облако воспламеняется при 450 C, предел становится 300 C |
| Предел для слоя | Температура воспламенения слоя минус 75 K | Слой воспламеняется при 300 C, предел становится 225 C |
| Определяющее значение | Меньшее из двух | 225 C, поэтому оборудование маркируется T3 или лучше |
| Поправка на окружающую среду | Заявляется при 40 C, если на шильде не указано иное | Цех с 55 C требует пересчитанной машины, а не примечания на чертеже |
Обратите внимание, что эта таблица означает для крана. Двигатель — не единственная горячая поверхность. Тормоз горячий каждый раз, когда останавливается. То же с резистором, если он есть, и с дугогасительными камерами контакторов. На грейферном кране для пылевых зон мы маркируем тормоз и резистор отдельно, потому что сертификат двигателя их не покрывает.
И слой пыли на крыше шкафа — тепловая проблема, даже когда это не проблема воспламенения. Слой 5 мм примерно удваивает тепловое сопротивление стенки шкафа. Поэтому снижение параметров на пылевой площадке больше, чем предполагает одна пылевая спецификация.
Потому что кислота не атакует металл первым. Она атакует поверхность изоляции, и делает это достаточно медленно, чтобы никто не заметил, пока реле контроля утечки на землю не сработает на машине, проработавшей три года.
Механизм — трекинг по поверхности. Плёнка хлорида на изоляторе слабо проводящая, а во влажном цехе с конденсацией дважды в сутки эта плёнка становится путём утечки по поверхности. Как только образуется углеродный трек, он не заживает. Система IEC 60664-1 даёт этому имя через степень загрязнения, и цех травления — это степень загрязнения 3 в лучшем случае и 4 в зоне брызг. Для справки: стандарт устанавливает минимальные расстояния утечки 0,2 мм при степени 2, 0,8 мм при степени 3 и 1,6 мм при степени 4, независимо от напряжения, потому что малый зазор может быть перекрыт каплей или частицей при любом напряжении.
| Позиция | Стандартное исполнение | Что нужно кислотной линии |
|---|---|---|
| Шкаф | IP54, окрашенная сталь | IP65 или IP66, нержавеющая сталь 304 или 316, наклонная крыша, без горизонтальных полок |
| Конденсация | Не решается | Антиконденсационный подогрев с собственным термостатом плюс дренаж с дыхательным клапаном |
| Оболочка кабеля | ПВХ | Полихлоропрен или эквивалент. ПВХ становится хрупким и трескается у вводов |
| Вводы и крепёж | Никелированная латунь | Нержавеющая сталь 316, иначе ввод заклинит через два года |
| Сопротивление изоляции | Не измеряется после монтажа | Не менее 1 мегома при 500 В DC, затем при каждой ежегодной остановке |
Значение 1 мегом взято из IEC 60204-1, раздел 18.3 — это стандарт на электрооборудование машин, а не на краны, и именно это число используют большинство пусконаладочных листов. На новой машине в сухом цехе мы обычно видим сотни мегом. На трёхлетнем кране травления мы измеряли менее 2 мегом при полностью работающем оборудовании, и это та точка, когда следующий влажный сезон становится отключением.
Другой специфический для кислоты пункт — материал оболочки, а не степень защиты. IP66 в окрашенной мягкой стали не остаётся IP66 надолго в тумане соляной кислоты. Для шкафа и клеммных коробок мы задаём нержавеющую сталь и принимаем, что именно из-за неё электрический пакет на этих машинах стоит дороже механического.
Ничего насчёт электричества. Кран в чистом помещении электрически обычен: 400 В, привод, таль, подвесной пульт. Помещение возражает против того, что кран — движущийся источник частиц, источник статического разряда и источник электромагнитных помех, и ничего из этого вообще не фигурирует в спецификации взрывоопасной зоны.
У проблемы частиц есть конкретный ответ, который удивляет людей. Очевидный выбор электрификации — открытый шинопровод — худший, потому что углеродный токосъёмный башмак, идущий по медной шине, изнашивается, а продукт износа — мелкая проводящая пыль. Она попадает прямо в помещение. VAHLE, которая делает электрификацию для чистых помещений, продвигает шинопровод, бесконтактную передачу питания и кабельные системы именно на основании сниженного выброса частиц, риска статического разряда и ЭМП, что говорит: выбор не автоматический и зависит от класса.
Двигатель — второй источник. Стандартный двигатель протягивает воздух помещения через себя для охлаждения и выталкивает его обратно, унося то, что собрал внутри. Краны для чистых помещений используют вентиляцию двигателя с HEPA-фильтрами, чтобы нефильтрованный воздух помещения никогда не проходил через привод, и герметичные корпуса из нержавеющей стали вокруг двигателей, редукторов и кабельных лотков, чтобы смазка и загрязнения оставались внутри оборудования.
| Источник | Механизм | Решение |
|---|---|---|
| Износ токосъёмника | Углеродный башмак по медной шине даёт мелкую пыль | Герметичная система, кабельная гирлянда или бесконтактная передача |
| Охлаждающий воздух двигателя | Воздух помещения проходит через двигатель и возвращается | Вентиляция с HEPA-фильтром или отвод выхлопа из помещения |
| Износ колёс и рельсов | Литые стальные колёса дают оксиды | Полимерные колёса и рельсы без отделения частиц |
| Смазка | Масляный туман от подшипников и тормозов | Подшипники без смазки, сухие тормоза |
| Стыки рельсов | Зазоры задерживают и выбрасывают пыль при каждом проходе | Стыки без зазоров, герметичные и протираемые поверхности |
Статический разряд — вторая половина, и он опаснее счёта частиц. Кран — большая изолированная металлическая масса, движущаяся над чувствительным продуктом. Если он не связан, он заряжается и разряжается в то, что ближе. Краны для чистых помещений используют встроенные провода заземления через конструкцию именно по этой причине, и та же цель в 10 ом из раздела о взрывоопасных зонах применима здесь.
Одно уточнение: кран для чистого помещения — не кран Ex, а кран Ex — не кран для чистого помещения. Оба требования на одной машине нам называли ровно дважды, на фармацевтических заводах, где в одном помещении обращаются с растворителем и порошком. Это возможно, и электрический пакет становится самой крупной позицией в предложении.
Питание и управление — не одна и та же цепь, и на специальном кране они редко делят один проводник. Шинопровод может нести питание и ничего больше, и это ограничение застаёт людей врасплох на модульных системах. На машине во взрывоопасной зоне то же разделение возникает по другой причине: сигнал должен пройти через то же подвижное соединение, что и питание, а на вращающейся машине это означает токосъёмное кольцо с отдельным набором колец.
Материалы различаются, и это полезная деталь. На токосъёмном кольце Ex кольца питания используют медно-графитовые щётки, а кольца сигналов — серебряно-графитовые, с кольцами из фосфористой бронзы и драгоценным покрытием для сигналов, и минимум двумя щётками на кольцо. Это не украшение: серебряно-графитовый контакт даёт более низкое и стабильное переходное сопротивление, что нужно сигналу 24 В или шине, а медно-графитовый выдерживает ток и дугу цепи двигателя.
Там, где используется шина, то же токосъёмное кольцо может нести PROFINET, PROFIBUS или CAN, но кабель и экранирование становятся частью пакета сертификации. Наше правило простое: если управление — это не жёстко смонтированные 24 В и не подвесной пульт, путь сигнала получает собственный чертёж, собственное расстояние разделения от кабеля двигателя и собственный тест при пусконаладке. Альтернатива — машина, которая отлично работает на испытаниях и периодически отказывает в производстве.
Больше, чем ожидает большинство, и число определяется приводом, а не двигателем. IEC 61800-5-1 требует внимания, когда ток утечки превышает 3,5 мА для AC или 10 мА для DC, и в этот момент должно выполняться одно из трёх: защитный проводник — не менее 10 квадратных миллиметров меди, либо есть второй защитный проводник параллельно, либо проводник заземления контролируется устройством, отключающим при неисправности.
Величина достаточно предсказуема для оценки. Правило, используемое производителями приводов: 20 мА на привод плюс 1 мА на метр кабеля двигателя при частоте переключения 8 кГц и 2 мА на метр при 16 кГц. На специальном кране кабельные трассы длинные, потому что шкаф стоит на одном конце, а таль перемещается, поэтому кабельная составляющая быстро растёт.
| Случай | Оценка | Последствие |
|---|---|---|
| Один привод, 8 кГц, кабель 40 м | 20 + 40 = около 60 мА | Выше предела. PE 10 мм² или второй проводник |
| Три привода, 8 кГц, по 25 м | 60 + 75 = около 135 мА | УЗО 30 мА на фидере не удержится, и требовать этого нельзя |
| То же на 16 кГц | Около 210 мА | Удвоение частоты переключения удваивает кабельную составляющую |
Отсюда следуют два последствия, и оба обсуждаются на площадке. Первое — устройство защитного отключения. Перед приводом допускается только устройство типа B, потому что утечка имеет постоянную составляющую, которую устройство типа A или AC не видит, и каждое устройство перед типа B тоже должно быть типа B. Замена УЗО на фидере, где уже стоит устройство 300 мА типа AC, на тип B — это не замена деталей, а исследование защиты.
Второе — сам проводник заземления. Земляной проводник 10 квадратных миллиметров в кабеле гирлянды — необычно, и именно поэтому некоторые поставщики тихо ставят 6 квадратных миллиметров и надеются. На машине во взрывоопасной зоне это не сокращение, а замечание при аудите.
Это наши собственные плановые цифры из предложений, а не опубликованная статистика, и они зависят от зоны, органа сертификации и рынка. Это проценты сверх нашего стандартного электрического пакета для внутреннего крана той же грузоподъёмности и пролёта.
| Помещение | Надбавка на электрический пакет | Куда уходят деньги |
|---|---|---|
| Пыль, Zone 22, категория 3 | Плюс 45–80 процентов | Оболочки IP6X, двигатель для пылевых зон, заявленный класс T, тормоз |
| Пыль, Zone 21, категория 2 | Плюс 70–130 процентов | Сертифицированные оболочки везде, сертифицированные вводы, проектный файл |
| Газ, Zone 2, категория 3 | Плюс 35–60 процентов | Двигатель Ex, гирлянда ATEX, без шинопровода |
| Газ, Zone 1, категория 2 | Плюс 90–160 процентов | Сертифицированная комбинация привод–двигатель, тепловая защита, токосъёмник Ex |
| Травление, кислота | Плюс 30–55 процентов | Нержавеющая сталь везде, подогревы, улучшенная оболочка, барабан вместо шины |
| Чистое помещение, ISO 7 | Плюс 60–110 процентов | Герметичные приводы, HEPA-воздух двигателя, полимерные колёса, без открытой шины |
| Чистое помещение, ISO 5 | Плюс 120–200 процентов | Бесконтактная передача там, где требует класс, полностью нержавеющая сталь, валидация |
Надбавка — не самая дорогая часть. Самая дорогая часть — обнаружить зону, когда кран уже в пути, потому что переделка делается по ставкам площадки при остановленном кране. Мы предлагали переделку под Zone 1 на поставленной машине примерно за стоимость самого электрического пакета, дважды.
Это из наших собственных сервисных записей по специальным кранам, а не опубликованное исследование, и читать это стоит как список того, что легко упустить, а не как рейтинг.
| Проблема | Доля | Предотвращение |
|---|---|---|
| Ввод не в исполнении Ex, оболочка треснула у ввода | 24 процента | Спецификация вводов на чертеже, сверенная с кабельным журналом |
| Связь рельсов никогда не измерялась, только установлена | 18 процентов | Записывать омы при пусконаладке, на каждом стыке |
| Антиконденсационный подогрев отказал или не был подключён | 16 процентов | Подогрев на отдельной цепи с видимой индикацией |
| Параметры привода оставлены на умолчаниях стандартного двигателя | 14 процентов | Тепловая модель по пределу класса, с фото при передаче |
| Оболочка повреждена кислотным туманом в низшей точке | 12 процентов | Без низших точек. Дренажные петли и нержавеющий лоток |
| Счёт частиц не пройден из-за газовыделения кабеля гирлянды | 9 процентов | Задавать оболочку с низким газовыделением, а не предполагать |
| Щётки токосъёмного кольца не приработаны до нагрузки | 7 процентов | Приработка без нагрузки, затем проверка переходного сопротивления по кольцам |
Только один из этих семи — отказ компонента. Шесть — ошибки монтажа или документации, и каждый из них не виден на заводских приёмочных испытаниях и очевиден при первом аудите.
Десять пунктов. Если чего-то из этого нет в запросе, в предложении появится допущение, и допущение будет дешёвым.
| Позиция | Что нам нужно | Почему это меняет деньги |
|---|---|---|
| 1. Зона и категория | Номер зоны и категория ATEX по каждой области здания | Меняет пакет на десятки процентов |
| 2. Группа газа или пыли | IIA, IIB или IIC для газа. Температуры воспламенения пыли для пыли | Аппаратура IIC — не та же продуктовая линейка, что IIB |
| 3. Класс температуры | Класс T или определяющий предел поверхности для пыли | Определяет корпус двигателя и допустимость стандартного тормоза |
| 4. Окружающая среда и слой | Расчётная температура среды и ожидаемый слой пыли в мм | Цех с 55 C или слой 5 мм пересчитывает всё |
| 5. Привод или прямой пуск | Требуется ли регулирование скорости и сертифицирован ли двигатель уже с приводом | Испытанная комбинация может удвоить срок поставки двигателя |
| 6. Скорость передвижения | Скорость моста и тележки в м/мин | Выше 1 м/с вариант гирлянды ATEX исчезает |
| 7. Вращение | Вращается ли какая-либо часть машины непрерывно | Добавляет сертифицированное токосъёмное кольцо, а не стандартное |
| 8. Управление и шина | Пульт, радио или PLC с полевой шиной | Шинопровод это нести не может. Это меняет всю схему |
| 9. Заземление и УЗО | Существующая защита выше по цепи и целевое сопротивление заземления площадки | Может понадобиться устройство типа B и PE 10 мм² |
| 10. Язык документации | Какие сертификаты у площадки реально запросят | Работа органа по сертификации — строка затрат, а не любезность |
Если вы можете ответить на все десять, электрический пакет — это предложение. Если можете ответить на четыре, это оценка с четырьмя допущениями внутри, и все допущения будут в нашу пользу, а не в вашу.
Мы строим такие машины для всех четырёх помещений, и электрический пакет проектируется вместе с помещением, а не после него. Если вы хотите, чтобы сторону питания проверили до того, как кран специфицирован, линейка специальных кранов перечисляет то, что мы строим для грейферного режима, сборного железобетона, травления, чистых помещений и режима Ex, а сторона тали — на странице талей и комплектующих. Пришлите чертёж зон вместе с запросом, и мы предложим электрический пакет отдельной строкой — это единственный способ увидеть, во что обходится вам помещение.
Нет. Шинопровод — единственный компонент, который нельзя сделать приемлемым с помощью оболочки, потому что открытый скользящий контакт является источником воспламенения, и стандарты не признают крышку защитой для него в классифицированной атмосфере. Если добавить коробки Ex на кран с шинным питанием, замечанием останется сам шинопровод, и именно это замечание инспектор напишет первым. Шину нужно демонтировать и заменить гирляндой, барабаном или сертифицированным токосъёмником.
Нет. Сертификат двигателя покрывает двигатель. Привод меняет тепловую картину, потому что он может работать ниже номинальной скорости, где вентилятор на валу почти не подаёт воздух. Для Ex eb стандарт требует совместного теплового прогона с конкретным приводом. Для Ex d и Ex ec есть альтернативы, включая сертифицированную функцию тепловой защиты с датчиками в обмотке, но кто-то должен выбрать путь и задокументировать его. Стандартный привод с параметрами по умолчанию на двигателе Ex — это замечание, ожидающее, когда его напишут. Заказной лист специального крана содержит строку именно для этого.
IP65 — рабочий минимум, а IP66 — то, что мы задаём для всего в пределах досягаемости брызг от ванны. Сама степень — лёгкая часть. Отказывают материал оболочки, который должен быть полихлоропреном или эквивалентом, а не ПВХ, вводы, которые должны быть из нержавеющей стали, иначе их заклинит, и антиконденсационный подогрев, который должен быть на отдельной цепи и реально подключён. Нержавеющая коробка IP66 с кабелем ПВХ и без подогрева наполнится конденсатом в первый холодный сезон.
При пусконаладке, а затем при каждой ежегодной инспекции, с записью значений. Руководство в IEC TS 60079-32-1 говорит, что металлический путь выше 10 ом является ранним признаком коррозии или ослабленного соединения, поэтому тренд важнее абсолютного числа. Измеряйте на каждом стыке, а не от конца до конца, потому что хорошее сквозное показание может обеспечиваться подшипником и скрывать перемычку, которая уже отказала.
Физически да, а на практике мы стараемся этого избегать. Кран, который перемещается из области Zone 2 в неклассифицированную область, несёт своё исполнение Ex с собой, что допустимо, но обратное неверно: стандартный кран не может войти в зону. Там, где одна машина должна пересекать границу, вся машина принимает более высокую классификацию, и электрический пакет рассчитывается по худшему помещению, в которое она входит.
Категория 3 защищена при нормальной работе, то есть один отказ не рассматривается. Категория 2 защищена с допущением одного отказа, то есть конструкция должна выдерживать единичный отказ и оставаться безопасной. На практике разница проявляется в дублировании защиты, других испытаниях оболочки и более длинном сертификационном файле. Это также разница между предложением для Zone 2 и предложением для Zone 1, и обычно это самый большой единичный скачок в электрической части любого предложения на специальный кран.
Похожие статьи:
Руководство по монтажу специального крана: что должно быть правильно до первого подъёма, от 0,5 до 50 тонн
Стандарты для специальных кранов: ATEX, IEC 60079 и классификация чистых помещений в сравнении
Энергопотребление специального крана: что четыре специализированные машины потребляют за смену
Углеродный след специального крана: где находятся выбросы у грейферной машины, машины для сборного железобетона и крана для чистого помещения
Рекуперативное питание тали: что 5-тонная таль возвращает обратно в кабель, от 0,125 до 100 тонн