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缆索起重机的通信防雷
李杰阴
杭州国电大力机电工程有限公司杭州310030
文章编号:1001-0785(2013)05-0045-02
缆索起重机(以下简称缆机)主要用于深山1.1现场通信网络组成
峡谷水电工程的混凝土吊运及金属结构的安装。
缆机现场总线采用西门子 PROF IBUS-DP网
吊运混凝土的生产率较高,安装架设及拆除不受络,机构驱动装置、位置检测的编码器、操作室
坝基和边坡工程进度的影响,不受洪水的影响,与主塔(经通信PLC站)之间均采用DP网络进
与基坑施工无干扰,可实现一次安装,全工程工行数据传输,以保证传输的安全、及时、可靠。
期使用。由于缆机的安装位置一般高于现场所有网络示意图见图1。
设备,处于最容易被雷电击中的位置,所以,缆
机电气系统的防雷显得尤为重要,本文主要针对
通讯PLC站
操作室PLC站
缆机数据有线通信网络的防雷进行分析。
PROFIBUS-DP
1典型通信网络结构及其解决方案
主塔PLC站
削塔PLC站
以平移式缆机为例,有主塔、副塔、操作室
无线通讯
部分构成,分别安装在不同的位置。主塔、副塔
分别位于峡谷两侧的轨道上,操作室一般安装于
机构驱动装置机构驱动装置
视野比较开阔、利于观察到混凝土吊罐的上料平
置检测编码綢位置检测编码
台,是整台设备的控制中心。这就决定了所有控
制信号、设备状态检测数据等需通过通信方式进
图1网络示意图
行长距离传输,在采用有线通信方式的情况下
线路防雷必不可少
1.2雷电对通信线路的影响
在图1中,操作室PC站至主塔PLC站之间
够的水平刚度,防止小车脱轨。
参考文献
1]JCAS1101-2008起重机耐震设计规范[S
3结语
[2]GB18306-2001中国地震动参数区划图[S
本文介绍了适合我国地震载荷的计算方法,「3』cBT31-208起重机设计规[S]
并以岸桥为研究对象,进行了详细的地震载荷计
[4]交通部水运司.港口起重运输机械设计手册[M].北
京:人民交通出版社,2001.
算分析。分析结果表明,地震载荷作用下的岸桥
海测支腿根部为抗震薄弱位置,设计时需特别考作者:李益琴
虑此处的结构形式及与大车平衡梁的连接形式
地址:北京市海淀区西土城路8号交通运输部水运科
以保证具有足够的强度。此外,地震载荷对主梁
学研究院科研楼B311室
的水平刚度影响也较大;设计中应保证主梁具有邮编:10008
足够的水平刚度,以抵御地震载荷造成的水平变收稿日期:2012-09-03
形,防止小车脱轨。
《起重运翰机械》2013(5
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距离较长,长度一般在300m左右,通过电缆架
空方式敷设。由于缆机机构部分比较高,顶部装
输入G1
长くげ>输出
有避雷装置,在遭受雷电天气时,架空线路极易
产生比较高的感应过电压。电力行业标准推荐,
当雷击点与线路的距离S大于65m时,则平均高
度为H。导线上产生的感应过电压幅值び1(kV)计
图3串联接人方式原理图
算公式为
1防雪浪涌保护器主要参数
U.=25×
标称工作电压U
5V
式中:为雷电流幅值。此时在通信电缆瞬时标称放电电流1
3 KA
会产生几千伏甚至几百千伏的感应电压。
最大放电电流「m
10 KA
而缆机 PROF IBUS-DP网络,通信波特率为
保护水平,芯线一芯线
≤30V
19.2kbps,工作电平为5V,为2芯屏蔽电缆。如
(8/20psn),芯线一接地线
≤100V
果通信线路屏蔽层遭到破坏或屏蔽接地不良等因素
响应时间
≤
都会造成对在连接在同一回路上的各种元器件或元
接人损耗
≤0.5dB
器件通信接口损坏,严重影响设备的正常运行。
适应传输速率
10 Mbps
1.3实施的保护措施
由于雷电流是非周期的瞬态电流,通常是很1.4防雷浪涌保护器选用注意事项
快上升到峰值,然后较为缓慢地下降。雷电流的
1)防雷浪涌保护器的输出残压值必须比被防
波头时间是指雷电流从0上升到峰值的时间,又护电路自身能够耐受的过电压峰值低,并有一定
称为波前时间。波长时间是指从0上升到峰值
裕量。
然后下降到峰值一半的时间,又称为半峰值时间,
2)防雷浪涌保护器应有足够的冲击通流能力
气雷电流波形示意图见图2。
和响应速度。
100%
3)防雷浪涌保护器应满足相应接口信号传输
速率及带宽的需求,且接口与被保护设备兼容。
4)防雷浪涌保护器的插损应满足通信系统的
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要求。
2结论
该方案已实施于多个项目的缆机,大大降低
雷电流
了由于雷击造成的设备损坏概率,避免了曾经出
图2气雷电流波形示意图
现的连接在通信网络上的电气设备同时遭受雷击
而损坏的情况,取得了良好的效果,同时也为其
根据雷电流波的特性,在选用信号防雷浪涌他设备的防雷提供了借鉴。
保护器时,应满足3kA以下的残压远小于信号元
器件的损坏电平,同时防雷浪涌保护器对雷电的
参考文献
响应速度应小于雷电波的上升速度,以使作用于[1]冯建勤,冯巧玲?电气工程基础[M]?北京:中国电
信号线的雷电过电压在损坏信号元器件前迅速入
力出版社,2010
地。防雷浪涌保护器接入保护方式可以是并联方
式也可是串联方式,图3为串联接人方式原理图。
作者地址:浙江省杭州市西溯科技经济园区西园一路10号
表1为市面上防雷浪涌保护器的某产品的主邮编:310030
收稿囝期:2012-11-2
要性能参数,满足缆机通信网络要求。
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