桥式起重机配电设计研究

桥式起重机配电设计研究

徐少杰

中煤科工集团北京华宇工程有限公司， 北京 100120

摘要：桥式起重机作为厂房内的搬运设备，因其结构简单，使用方便，从而得到广泛使用。然而作为电力驱动的机械设备，配电设计显得尤为重要，本文结合相关设计规范就桥式起重机的电源开关、熔断器、导线与安全滑触线的选取进行计算研究。

关键词：桥式起重机、电源开关、熔断器、导线、安全滑触线

一、概述

随着科学技术的发展，起重机作为高效率的搬运设备，被广泛地应用到各行各业。桥式起重机因为结构简单和使用方便，目前在许多有起重要求的厂房内广泛使用。厂房内的工作环境比较复杂，保证起重机安全高效的运行则是保证建筑工程安全的关键。根据对起重机故障比列的分析，电气系统故障约占45.3%^[1]，而这些故障中多与隔离保护装置、安全滑触线等电气设备选型有关，故本文对起重机配电设计部分进行计算研究。

2. 起重机的供电

起重机宜由专用回路供电，一般起重机可引自配电箱，重要的或特大型起重机宜直接引自变电站。起重机通常采用滑触线或软电缆供电。每段滑触线或每路软电缆应分别装设隔离和短路保护电器。起重机的滑触线上不应连接与起重机无关的用电设备，严禁连接与起重机无关的用电设备^[2]。

桥式起重机的电气控制设备一般由制造厂成套供应。而在配电设计时只需要对电源开关、熔断器、导线及滑触线进行校验选取。

本文以一台LH型桥式起重机，起重量为10t，跨距为16.5m，行车距为78m：主提升15kW、小车运行2.2kW、大车运行2X7.5kW为例，进行分析研究。

2. 电源开关、熔断器、导线的选取

电气设备的选取与用电负荷的功率有关，其中：电源开关与熔断器的选取与桥式起重机的尖峰电流有关，导线的选取与额定电流有关。

利用综合系数法确定桥式起重机功率Pc，计算公式如（1）：

（1）

Pc为计算功率，kW；Kcc为综合系数，查表得起重机额定负载持续率为25%时，对应的综合系数为0.4；Pn为连接在滑触线上的电动机，在额定负载持续率下的总功率，kW；不包括副钩电动机的功率。

则有Pc=0.4X（15+2.2+2X7.5）为12.88kW

利用综合系数法确定桥式起重机计算电流Ic，计算公式如（2）：

（2）

Ic为计算电流，A；Pc为计算功率，kW；Urm为电动机的额定电压，V；cosφ为功率因数，取0.5。

则有Ic=（12.88X1000）/（1.732X380X0.5）为39.14A

桥式起重机尖峰电流Ip，计算公式如（3）：

（3）

Ip为尖峰电流，A；Ic为计算电流，A；Irmax为最大一台电机的额定电流，A；Kcc为综合系数，此处取0.4；Kst为最大一台电动机的启动电流倍数，此处取2。

则有Ip=39.14+（2-0.4）X 为112A

桥式起重机电源线的熔体额定电流In，计算公式如（4）

In≥（0.6~0.63）Ip （4）

In为熔断体额定电流，A；Ip为尖峰电流，A。

则有In=0.63X112为70.6A，故熔断体选80A。

开关的额定电流应大于计算电流且不小于熔断体额定电流，故开关选100A，具体型号为HR11-100/3。

选择的线缆载流量应大于计算电流，经查电缆载流表，应选BV（3X16mm²）。

刀开关与熔断体的组合，不仅起到分合闸的作用，还能实现短路保护功能。

2. 安全滑触线的选取

桥式起重机是通过设备自身集电器与滑触线有效衔接进行运行，与此同时，就有可能产生滑触线与集电器选取不当、安装单位的质量控制不严、对相关标准不够重视，使用单位未按要求配备相应的电气设备，从而造成一些桥式起重机出现滑触线的安全问题^[3]，从而造成巨大的经济损失与人员伤亡事故。

厂房内用的最多的为固定式滑触线。安全滑触线作为目前应用最广泛的新型滑触线，具有结构紧凑、运行安全、供电可靠、阻抗值小等优点。本文着重介绍安全滑触线的选取。

安全滑触线应与计算电流、尖峰电流、熔体电流、集电器配合使用。根据起重机类型、起重量、额定功率、计算电流、尖峰电流与额定电流综合考虑，确定滑触线与集电器的型号，针对本文的桥式起重机规格，选出安全滑触线与集电器。

在尖峰电流时，起重机电动机端子的电压降不宜超过额定电压的15%，电压降的分配为：电源线约占3%~5%，当额定起重量为32t以下时，其内部电压降为5%。现对所选的安全滑触线进行校验。

经查表DHG-4-25型安全滑触线每100m电压降为4.76%，计算其压降为：起重机内部压降5%+电源线压降5%+安全滑触线压降4.76%X0.78=13.71%＜15%，所选的安全滑触线无论在载流量与压降都是符合要求的。

当起重机供电线路的电压降超过允许值时，可采取：

1）电源线接至滑触线中部，2）适当增大滑触线截面或增设辅助导线，3）增加滑触线供电点或分段供电，4）增大电源线或软电缆截面。

安全滑触线在安装时，宜与起重机驾驶室装于同侧，并可不采取防护措施。

2. 总结

桥式起重机作为当下最有效的搬运设备，在为社会服务的同时，其在应用中也会出现许多安全隐患。本文从桥式起重机电气设计部分出发，以实际案列为依据，通过对其计算功率、计算电流、尖峰电流、电压压降的计算，选出相应的电源开关、熔断器、导线、安全滑触线。然而作为特种设备，其安全隐患不仅限于电气部分，还有机械、设备金属部件、以及人为管理等诸多因素，

[1]计强.浅析基于起重机电气控制故障的改造设计[J].内燃机与配件, 2020,14:114-115

[2]刘屏周.工业与民用供配电设计手册[M].中国电力出版社, 2016,1126-1144

[3]陈征.一起电动单梁起重机滑触线起火事故的原因分析及应对措施[J].特种设备安全技 术, 2020, 3:43-44