減少施工塔吊起重物下滑的建議

1、減少施工塔吊起重物下滑的建議卜兆亮 范曉慶（南京工苑建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司）南京某工程施工機(jī)械起重塔吊起重荷載為2 4噸，吊裝建材時(shí)有過多次提升不動，甚至吊重物下降超速下滑（2008年8月至今數(shù)十余次）現(xiàn)象，所幸未釀成 事故?，F(xiàn)場對起重塔吊電機(jī)、供電變壓器容量及安裝布局檢查：塔吊主卷揚(yáng)電 機(jī)功率24kW，電壓三相380V，運(yùn)行轉(zhuǎn)速1410轉(zhuǎn)分；供電變壓器容量100kVA 10kV0 4kV ;起重塔吊到供電變壓器低壓側(cè)距離約600m。供電變壓器低壓側(cè)架設(shè)到總電源柜電纜線為VV22 3X 95+2X 50, 500m、總電源柜到塔吊開關(guān)箱電纜線 為VV22 3X 50+2X 25, 70m、塔

2、吊開關(guān)箱到卷揚(yáng)機(jī)電機(jī)電纜線為 VV22 3X 35+2X 16, 30m （按照供電變壓器100kVA給24kW電機(jī)送電選擇電纜導(dǎo)線截面己經(jīng)滿 足并有余量）：塔吊開關(guān)箱內(nèi)斷路器、接觸器電流分別為160A、100A。有些工程施工用電電源線容量太小經(jīng)常過載停電，為此引起施工人員跌傷過。對其分析 如下：1供電變壓器低壓側(cè)、輸電電纜線、電動機(jī)特性阻抗。1、1供電變壓器三相100QA 10kV 0 4kV 容量100kA I 低壓側(cè)特性阻抗：滿荷載 輸出電流,>=100 103 =160安:內(nèi)阻抗 Zt=H=4002 0 95 =U 屛3C0S申 38030 95P 100"01 52

3、Q;供電變壓器送電最佳效率，是負(fù)載阻抗等于內(nèi)阻抗即Zf =Zt （當(dāng)負(fù)載阻小于內(nèi)阻抗 時(shí)供電變壓器內(nèi)損耗增大影卩響輸出電壓）。1、2輸電電纜三種規(guī)格共600 m。總阻抗一Z= R2 Xl2 = . （0 1339）2 （0 1885）2 = 0 2312 Q。三種規(guī)格電纜一相線總電阻一 R=R + R2 + R3 = 0 13391 （ R1 = 0 09371是 Vy 3X 95+2X 50,500m 電纜、R2 = 0 0249是VV223X 50+2X 25,70m 電纜、R3二 0 015261是VV22 3 x 35+2X 16, 30m 電纜）；三種規(guī)格電纜一相線總電抗一XL =

4、3Ll L=2 兀f LlL=2X 3 1416x 50x 600X 10-=0 1885角速度為 2 兀f兀一園周率、f交流電50周波三種規(guī)格電纜一相線總長600m L ,其電感量一Ll L（根據(jù)“ ABB ”產(chǎn)品資料1SXF432001C2903-012007嚅頁電涌保護(hù)器表示1米長導(dǎo)線兩端電壓為 AU二di及電氣工程師手冊1 8頁第5行，Ll=1 亨利）；dt/m根據(jù)該手冊13 21頁電力電纜表3、24塑料電纜的電氣性能要求：電纜介質(zhì)損耗角正切值一tg 3在額定電壓6kV以下（含6kV）沒有標(biāo)注介質(zhì)損耗，1kV電纜可不考慮容性電抗。1、3塔吊主卷揚(yáng)電機(jī)24kW特性：一相線圈阻抗一乙=型）

5、COS =5 114.】（線 Pj電壓一u（p=380V、功率因數(shù)一COS ©為0 85、主卷揚(yáng)電機(jī)功率一Pj=24kW）;相線電流一j二 Pj=42.9A （當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速 1500轉(zhuǎn)分，相線起動電流一 jn為UqCOS 申/ 分343.2A，為額定電流78倍取8，因?yàn)殡姍C(jī)靜止?fàn)顟B(tài)，起動阻抗亦為電機(jī)線圈阻抗18即0 64門）;電機(jī)滿荷載起動時(shí)間為47秒。2根據(jù)1、12題分析的特性阻抗對傳統(tǒng)供電線纜作些補(bǔ)充。2、1按照電流量規(guī)定線纜末端電壓質(zhì)量（電壓降為5%或10%）,計(jì)算線路總阻抗一Z= , R2 Xl2公式，對應(yīng)“祖沖之，勾、股、弦、定律”，弦=勾2股2 （5%= 3%2 4%2即U

6、5% =仏2 +U4%2 ）,電阻一R、電抗一Xl計(jì)算送電線纜導(dǎo)線截面及距離。2、1、1控制供電線纜末端電壓降在5%的電壓：阻抗5%電壓降（為弦）即U 5%O=22DX5%=1V,供給起重機(jī)電機(jī)負(fù)載電壓一Uej =22（11=209滿足要求；電阻（發(fā)熱）3%電壓降（為勾）即U3%=220X3%=6 6V;電抗（電動力）4%電壓降（為股）即Uj5%=220X 4%=8 8V.2、1、2控制供電線纜末端壓降在10%電壓：阻抗10%電壓降（為弦）即U1D=22DX10%=2V,起動負(fù)載電壓一U10% =22（22=198（供一般照明用電）；電阻促發(fā)熱）6%電壓降（為勾）即U 6%=220X 6%=1

7、3 2V;電抗（是電動力）8%電壓降（為股）即U8%=220X8%=17 6V2、2用1、1供電變壓器三相100kA低壓側(cè)滿荷載供電電流一”=160A線纜末端壓降為5%及10%計(jì)算供電距離一L%、導(dǎo)線截面一S3%。2、2、1供電電流一=160A （含任意數(shù)電流），線纜末端壓降為5%,采用2、1、1電抗（以電動力）4%電壓降一U4% = 8 8V計(jì)算供電距離一L%二U4% =175m;coLlI 2nf x 1x 10 "60采用2、1、1電阻（以發(fā)熱）3%電壓降一5%-if l-LP 175父0'0178=6 6V,導(dǎo)線截面一&%=U3%/0 04125=75 5 m

8、m2 （銅線每米毫米平方電阻系數(shù)一 0 0178門）2、2、2供電電流 t =160A線纜末端壓降為10%計(jì)算供電距離一S%和導(dǎo)線截面一S6%仍 就用 2、2、1 題、方法：L%=350n、S6%0 =75 5 mm2。2、2、3從2、2、12例題多次計(jì)算概率得出:當(dāng)一種同等級相電壓（220V送電電流及末 端電壓降確定 其導(dǎo)線截面是常數(shù)（約75 5mm2）,將此截面常數(shù)對應(yīng)“建筑電氣安裝工程圖集”（第二版）中國電力出版社JD59-801013, NH型0 61kV線纜長期允許載流量表第10列中 163-160A （取160A,計(jì)算一相線送電距離、銅線材體積為0 0124m3 （重量約為111如

9、。按 照160A電流導(dǎo)線截面（75 5mm2 ）,可以計(jì)算任一種電流導(dǎo)線截面，它與電流倍率成正比，與 送電距離成反比?？紤]交流電導(dǎo)線集膚效應(yīng)，電流在200A以上按照10A截面倍率增大，每增大100A遞增5%選擇導(dǎo)線截面。3根據(jù)1、3題電機(jī)阻抗特性，供電變壓器容量100kVA 10kV 0 4kV、線纜長度600m , 末端電壓降直接影響塔吊主卷 揚(yáng)電機(jī)工作。24kW電機(jī)常規(guī)狀態(tài)：轉(zhuǎn)動力矩一 Mj=A二竺衛(wèi)冬邛盹 （吊重量為2 448噸）；每秒鐘提升1m荷載（重量）一 n 1410mQ=Pj 匯 0 102 = 240 102 2 45 乂。3、1主卷揚(yáng)24kW電機(jī)吊重電流、電抗、電壓：電流一j

10、 =42.9A;流過600m線纜阻抗一乙=0 2312 Q :一相線端電壓一Uj二U申Zjlj二3呀3 0 2312 X2 23 975 3 142 2975Zj=5114n141042 9=210V （為額定電壓95 5%滿足吊重要求）。3、2末端線電機(jī)24kW，吊重力矩一Mjn=Pjn 975n=8，3kg/ （吊重量為 24t）；一相線端電壓一Ujn 二U®-ZjIjN = 3呀3 0 2268 X343 2A=140 66V （為額定電壓63 94%）。線路上連接的電焊機(jī)、盤園鋼筋校直機(jī)等如果同時(shí)用電，難滿足塔吊 電機(jī)吊重起動（吊重量遠(yuǎn)小于1 154t ）,起吊了亦要下滑。3

11、、3電機(jī)24kW吊著重物停電，用大于轉(zhuǎn)動力矩一Mj=16,6kgm （大于15倍，即 24 -9kg/）閘瓦電磁鐵剎住制動輪。3、4電機(jī)24kW吊著重物通電下降時(shí)，下降轉(zhuǎn)速大于電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，此時(shí)用電轉(zhuǎn)為發(fā)電狀 態(tài).，其發(fā)電量為吊重物用電量的9 8倍（吊重物勢能發(fā)電），接近235.2kA。將這235.2kA電能返送電網(wǎng)（電網(wǎng)成為勢能發(fā)電負(fù)載）堵住電機(jī)按照額定速下降。單憑100 kA電源變壓器是 吊重物勢能發(fā)電42 52 %負(fù)載很難堵住電機(jī)下滑，還得靠線路上連接其它設(shè)備如電焊機(jī)、盤 園鋼筋校直機(jī)等用電。由此可知電機(jī)吊著重物用電與線路其它設(shè) 備用電關(guān)系：上 升（起吊）時(shí)亦少亦好；下降時(shí)亦多亦好；為此

12、電源變壓器容量要求大于塔吊主吊電機(jī)容量的10倍為好（普通電機(jī)容量大3倍以上能夠滿足）。4根據(jù)上述2、3兩點(diǎn)供電線路阻抗電壓降及吊重物電機(jī)轉(zhuǎn)動扭矩分析，為確 保工程施工現(xiàn)場安全用電，以便于決策、設(shè)、施操作補(bǔ)充幾點(diǎn)建議：4、1選擇電源變壓器容量，在滿足工地施工設(shè)備用電條件下其容量不小于塔 吊主吊鉤電機(jī)容量10倍（有利于吊重物下降時(shí)下滑電機(jī)超速發(fā)電過負(fù)載堵轉(zhuǎn)）。4、2放射式送電，確保電壓質(zhì)量。在確定送電電流及末端電壓降，用“祖沖 之勾、股、弦定律”即：弦（5）=勾（3） 2 股2（U5% = U3%2 - U4%2 ）計(jì)算導(dǎo)線截面與送電距離。以電壓降5%丄電阻（發(fā)熱）選導(dǎo)線截面，以電壓降U4%U8%

13、電抗（電動 力）選導(dǎo)線送電距離。表4.2以分檔電流例出導(dǎo)線截面及送電距離。 沒有例入電流 可按比例插補(bǔ)選導(dǎo)線截面送電距離。表4.2確定送電電流末端電壓降選導(dǎo)線截面送電距離弋、末端電壓降選送子 電線截面與 序電距離F視在電壓降U 5%/ / U10%U% 電阻發(fā)熱選導(dǎo)線截面 SU 4咗電抗電動力 / U8%選送電距離-1 一相線銅-8% 約 %備注號（安培）、11024 74mm2801m/5602 m23014 1 16mm2934m/1868m35023 5 25 mm2560®/71120 4m47032 9 35mm2400，1m/Z800 2m510047 50 mm2280

14、 1mZZ560 2m613061 1 70mm2215 4m/ 430 8m716011V/22V7 5 5mm2175m/ 350m111kg"/222kg820094 99 mm2140m/ 280m9400180 198 mm270m/ 140m10600324 3 338mm246m/ 96 m11800470488 8 mm235m/70m121000634 5 658mm228訶f 56m131200818 846mm223 3”46 6m4、3對2008年春,湖南、云南、貴州等地區(qū)220kVt力網(wǎng)遭暴雪覆冰眾多電力網(wǎng)桿塔被折斷。是前所未有電網(wǎng)倒覆災(zāi)害給國民經(jīng)濟(jì)造成重大

15、損失。用“祖沖之勾、股、弦定律”分析計(jì)算，高電壓、大電流遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)線路“電抗駐波力偶”疑肄潛伏破壞元兇。根據(jù)電氣工程師手工冊17、214供電電壓一Ue=220kV輸送電能25CMW、線路10%壓降的負(fù)荷距（末端電壓降為10%分析，相線電流一產(chǎn)3UeCTOS 90250 x106.3 220 103 0 9=729A 線路阻抗末端電壓降一u 10% =22kV相電壓降為12 7kV ）；相導(dǎo)線電阻電壓降一U6% =7 62kV ;相導(dǎo)線電抗電壓降一U 8% =10 16kV。4、3、1 一相電網(wǎng)輸送電能是250MW的13 ,計(jì)算線路電壓降10%阻抗損耗 電能一=5為二呀二仁7x729=9258

16、 3kVA ；計(jì)算線路電壓降 6%電阻損 耗功率一$%=U6% 31=7 62 729=5554 98kW （發(fā)熱量為 1333 2大卡 S ,在 44 36km 線路上阻礙交流電能輸送）；計(jì)算線路電壓降 8%電抗損耗一?8%0 =U8% =10 16 729=7406 64 kVAR （電抗電動力為755 48噸S ,在44 36km線路上擋住交流電能輸送）。它是占用電能，不消耗電能?？梢杂闷胀üβ时砘螂姸缺砀倪M(jìn)接線來計(jì)量（以單相電表舉例：電流線圈接 A相電流互感器二次電流。電壓線圈接電壓互感器二次B相電壓減C相電壓“矢量減”經(jīng)過自偶式或雙線圈.3 : 1變壓器的電壓。校準(zhǔn)它們極，性靜態(tài)時(shí)A相電流丄B相減C相電壓）。以便設(shè)法改進(jìn)電網(wǎng)輸電效率。4、3、2 “電抗駐波力偶”是電抗電動力755 48噸$的一個(gè)周波（150周波），它推、拉 44 36km線路及桿塔橫擔(dān)力為7 55噸10ms方向相反時(shí)差1