Борис Георгиевич МОСКОВСКИЙ, генеральный директор
ООО «Кондактикс-Вампфлер», г. Москва
Рассмотрен выбор кабелей, проложенных на кабельных подвесных тележках, для питания механизмов грузовых тележек, с учетом назначения и токовых нагрузок, температурных условий эксплуатации, взаимного расположения кабелей и непрерывности работы механизмов.
Ключевые слова: грузовые тележки, подвесной токоподвод, кабели питания, рабочие температуры, размещение на кабельных тележках, непрерывность работы механизмов.
Подача питания к грузовым тележкам мостовых кранов в подавляющем случае осуществляется с помощью систем, построенных на основе подвесных кабельных тележек, оснащенных роликами [1]. С их помощью тележки движутся по направляющей, в качестве которой может быть использован трос, металлический профиль, двутавровая балка, и имеют зажимы для прокладки кабеля (рис. 1).
Кабель, проложенный на тележках, находится в благоприятных условиях эксплуатации. Он практически не подвергается механическим нагрузкам и работает при низких скоростях только на сгибание и разгибание с очень ограниченной амплитудой деформации. Он может быть относительно простой конструкции, не требует усиления и наличия каких-то дополнительных специальных свойств. Однако даже такие кабели должны иметь ряд обязательных параметров для надежного выполнения своих функций.
Во-первых, кабель должен быть приспособлен для работы со сгибанием. В его характеристике это должно быть прямо указано, как и минимально возможный радиус изгиба (обычно 5-7 диаметров кабеля).
Во-вторых, он должен соответствовать условиям эксплуатации, в первую очередь по температуре окружающей среды. В России для работы на открытом воздухе стандартным считается исполнение с нижним пределом рабочей температуры -40°С. В некоторых случаях требуется специальное исполнение до -50°С, что более подробно рассмотрено в статье о выборе кабеля для работы на кабельных барабанах [2]. Для кабелей подвесных систем питания грузовых тележек эти условия аналогичны.
Существенным преимуществом применения токоподвода на подвесных кабельных тележках является возможность применения практически любого числа кабелей. Таким образом, конструктор не ограничен в выборе. Не нужно использовать дорогостоящие комбинированные кабели, подбирать силовые кабели большого сечения, а, например, для трёхфазных схем использовать простые одножильные кабели на каждую фазу. Можно передавать питание и управление на каждый механизм грузовой тележки отдельно, что избавляет от необходимости устанавливать на ней клеммные коробки и разветвители.
Для подвесных систем, в отличие от кабельных барабанов, доступны не только круглые, но и плоские кабели, имеющие ряд преимуществ: их комплект более компактен вследствие прямоугольной геометрии, они лучше гнутся и в большинстве случаев дешевле круглых. К недостаткам относятся более ограниченная номенклатура по количеству и сечению жил, меньшая стойкость к механическим воздействиям, что ограничивает их применение небольшими скоростями движения. Однако, плоские и круглые кабели нельзя комбинировать в одной подвеске.
Круглые кабели укладываются на плечах тележки только в один ряд (рис. 2). При необходимости применяются тележки с двумя или большим числом плеч. Плоские кабели можно укладывать в несколько слоёв, но, как правило, не более трёх (рис. 3).
Выбор кабеля по току. Подбор силовых кабелей для подвесных систем осуществляется исходя из величины тока, которую необходимо получить на входе питания установки на грузовой тележке. Принцип подбора аналогичен описанному в [2]. Однако здесь нет необходимости складывать мощности всех потребителей на грузовой тележке, так как для каждого потребителя можно применить свой кабель (или 4 кабеля по числу фаз + земля), но в этом случае необходимо учитывать коэффициент взаимного влияния проводников.
Учитывается, что при прокладке кабелей в подвесной системе неизбежно возникнут потери, что требует применения силовых кабелей большего сечения по сравнению с расчетным, то есть кабелей, для которых каталожное значение максимального тока будет больше, чем расчётный ток потребителя. Величина этого превышения определяется с учетом рассмотренных ниже коэффициентов.
В подавляющем большинстве случаев для подвода питания используется 3-х фазный переменный ток.