способ защиты самоходного крана от опасного напряжения при работе вблизи воздушных линий электропередач

Формула изобретения

1. Способ защиты стрелового самоходного крана от опасного напряжения при работе вблизи воздушных линий электропередач, заключающийся в том, что перед проведением грузоподъемных работ непосредственно вблизи воздушных линий электропередач по сигналам предварительной или запрещающей сигнализации, поступающим с антенны, размещенной на стреле самоходного крана, и свидетельствующим соответственно о приближении к воздушным линиям электропередач или превышении пороговых значений границ перемещений стрелы, устанавливают ограничения рабочих движений по углу поворота стрелы, высоте подъема и вылету, по которым определяют границы зоны разрешенных рабочих движений стрелы, отличающийся тем, что установку ограничений рабочих движений осуществляют в зависимости от величины сигналов предварительной сигнализации, свидетельствующих о приближении к воздушным линиям электропередач, и сигналов запрещающей сигнализации, свидетельствующих о наличии превышения соответствующих пороговых значений границ перемещений, при этом в зоне между линией электропередачи и местом расположения крана ограничение вылета стрелы в зависимости от угла ее поворота обеспечивают из условия равенства проекций вылетов на нормаль к осевой линии электропередачи при длине этих проекций, не превышающей расстояния по нормали от крана до границы между участком пролегания линии электропередачи и участком от крана до участка пролегания линии электропередачи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед началом грузоподъемных работ для определения границ зоны разрешенных движений стрелы устанавливают ограничение высоты подъема стрелы в зависимости от наличия или отсутствия предварительного сигнала о приближении к воздушным линиям электропередач, при повороте стрелы и отсутствии запрещающего сигнала о превышении соответствующего порогового значения ограничение высоты подъема снимают только для сектора соответствующего радиуса, определяемого длиной стрелы и образованного крайними угловыми значениями положения стрелы, при повороте стрелы и наличии, по крайней мере, одного запрещающего сигнала о превышении соответствующего порогового значения дополнительно ограничивают вылет и устанавливают ограничение угла поворота стрелы в соответствующую сторону.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, в частности к области обеспечения безопасности работы стреловых самоходных поворотных кранов вблизи воздушных линий электропередач (ЛЭП).

При работе стрелового самоходного крана у линии электропередач и контактных проводов кран должен находиться от них на расстоянии, гарантированно обеспечивающем безопасность проведения подъемных работ, которая определяется прежде всего значительной удаленностью крана от этих электропередач. Такое требование обусловлено тем, чтобы при подъеме груза и развороте его в зоне строительно-монтажной площадки стрела крана, канаты и груз не задевали провода линий электропередач. Требованиями "Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов" установлено, что независимо от напряжения в сети крану в зоне ближе 30 м от крайнего провода ЛЭП разрешено работать только при наличии наряда-допуска.

Однако, в реальных условиях место положения самоходного стрелового крана по отношению к ЛЭП не всегда может быть выдержано с тем, чтобы исключить контакт с проводами ЛЭП. Как правило, размещение поворотного крана обусловлено местом расположения строительно-монтажной площадки и местом проведения самих подъемных работ. В этом случае безопасность работы непосредственно вблизи ЛЭП обеспечивается за счет введения ограничения рабочих движений: угла поворота стрелы (азимут), высоты подъема стрелы (потолок), вылета (радиус), вылета в зависимости от азимута (стена).

Для обеспечения безопасности проведения подъемных работ краны, в том числе и самоходные стреловые, оснащаются устройствами обнаружения и защиты крана от опасного напряжения ЛЭП за счет включения предупредительной сигнализации о приближении к ЛЭП или полного останова крана. Эти устройства, монтируемые на стреле, состоят, как правило из антенны, выполняющей роль индикатора электрического поля, и блока сигнализации (Шишков Н.А. и др. "Приборы безопасности грузоподъемных кранов", сборник материалов, Научно-технический центр НТЦ, М., Строймашавтоматизация, 1992, вып. 1, стр. 23-31).

Известен способ защиты стрелового самоходного крана от опасного напряжения при работе вблизи воздушных линий электропередач, заключающийся в том, что перед проведением грузоподъемных работ непосредственно вблизи воздушных линий электропередач по сигналам предварительной или запрещающей сигнализации, поступающим с антенны, размещенной на стреле этого крана, и свидетельствующим соответственно о приближении к воздушным линиям электропередач или о превышении пороговых значений границ перемещений стрелы, производят ограничения рабочих движений по углу поворота стрелы, высоте подъема и вылету, по которым определяют границы зоны разрешенных рабочих движений стрелы (см. Паспорт Б1А-00.00.00 ПС "Устройство защиты крана от опасного напряжения "Барьер-1А", г. Ивантеевка, Акционерное общество "КРОСС", 1997, стр. 4, 5, 14-16).

Настоящий способ защиты стрелового самоходного крана от опасного напряжения воздушных линий электропередач позволяет определить границы опасной зоны, то есть зоны полного запрета работы крана. На практике это обеспечивается применением координатной защиты, то есть установлением границ, до которых возможно выполнение рабочих движений, и при приближении к которым кран принудительно останавливается, так как устройство защиты стрелового крана по цепи управления связано с исполнительным механизмом остановки привода перемещения крана (стрелы). В результате между местом расположения крана на рабочей площадке и местом пролегания ЛЭП образуется зона, состоящая из первого участка, непосредственно расположенного вблизи ЛЭП, куда допуск запрещен по любым причинам (это площадь под ЛЭП и площадь по бокам ЛЭП), и второго участка около крана, расположенного между краном и первым участком. Доступ крана в зону первого участка согласно координатной защите запрещен. В зоне второго участка работа крана разрешена.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению возможности безопасного проведения грузоподъемных работ вблизи ЛЭП на участке всей рабочей зоны, в том числе в зоне, расположенной между краном и ЛЭП. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении безопасности проведения грузоподъемных работ вблизи ЛЭП при сокращении потерь времени на операции, не связанные непосредственно с грузоподъемными работами.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты стрелового самоходного крана от опасного напряжения при работе вблизи воздушных линий электропередач, заключающемся в том, что перед проведением грузоподъемных работ непосредственно вблизи воздушных линий электропередач по сигналам предварительной или запрещающей сигнализации, поступающим с антенны, размещенной на стреле крана, и свидетельствующим соответственно о приближении к воздушным линиям электропередач или превышении пороговых значений границ перемещений стрелы, устанавливают ограничения рабочих движений по углу поворота стрелы, высоте подъема и вылету и определяют границы зоны разрешенных движений стрелы. При этом установку ограничений рабочих движений осуществляют в зависимости от величины сигналов предварительной сигнализации, свидетельствующих о приближении к воздушным линиям электропередач, и наличия сигналов запрещающей сигнализации, свидетельствующих о наличии превышения соответствующих пороговых значений перемещений, при этом в зоне разрешенных движений стрелы со стороны воздушных линий электропередач ограничение вылета стрелы в зависимости от угла ее поворота обеспечивают из условия равенства проекций вылетов на нормаль к осевой линии линий электропередач. Причем длина этих проекций не превышает расстояния по нормали от крана до границы между первым и вторым участками.

Для этого перед началом грузоподъемных работ для определения границ зоны разрешенных движений стрелы самоходного крана автоматически устанавливается ограничение высоты подъема в зависимости от наличия или отсутствия предварительного сигнала о приближении к воздушным линиям электропередач. При повороте стрелы и отсутствии запрещающего сигнала о превышении соответствующего порогового значения границы перемещения ограничение высоты подъема снимается только для сектора соответствующего радиуса, определяемого длиной стрелы и образованного крайними угловыми значениями положения стрелы. При повороте стрелы и наличии по крайней мере одного запрещающего сигнала о превышении соответствующего порогового значения границы перемещения дополнительно ограничивается вылет и устанавливается ограничение угла поворота стрелы в соответствующую сторону.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для достижения требуемого технического результата.

Так, осуществление ограничений рабочих движений стрелы в зависимости от величины сигналов предварительной сигнализации, свидетельствующих о приближении к воздушным линиям электропередач, и сигналов запрещающей сигнализации, свидетельствующих о наличии превышения соответствующих пороговых значений перемещений, позволяет автоматически ограничивать угол поворота стрелы (азимут), высоту подъема (потолок) и вылет (радиус) в соответствии с положением стрелы по отношению к ЛЭП и обеспечить безопасность работы.

За границами зоны разрешенных движений по углу поворота стрелы, в случае повторного останова, ограничение вылета со стороны воздушных линий электропередач производится из условия равенства проекций вылетов на нормаль к осевой линии электропередач. Причем длина этих проекций не превышает расстояния по нормали от крана до границы между первым и вторым участками. Это позволяет точно вписаться в зону разрешенных движений стрелы и обеспечить гарантированную безопасность проведения грузоподъемных работ на рабочей площадке, так как при выполнении этих условий стрела всегда находится вне зоны непосредственного контакта с проводами ЛЭП и вне зоны, расположенной под ЛЭП.

Настоящее изобретение в части способа иллюстрируется следующими чертежами, на которых представлено соответственно:

на фиг. 1 - зона работы крана при отсутствии ЛЭП;

на фиг. 2 - ограничение зоны работы крана при повороте стрелы в сторону ЛЭП;

на фиг. 3 - ограничение зоны работы крана вблизи ЛЭП при вращении стрелы в одну сторону и повторном запрещении поворота стрелы;

на фиг. 4 - ограничения зон работы крана вблизи ЛЭП при вращении стрелы в разные стороны и повторном запрещении поворота стрелы.

Способ защиты стрелового поворотного самоходного крана от опасного напряжения при работе вблизи воздушных линий электропередач заключается в том, что перед проведением грузоподъемных работ, которые необходимо произвести на строительно-монтажной рабочей площадке, расположенной непосредственно вблизи воздушных линий электропередач, должна быть определена зона разрешенных рабочих движений стрелы с учетом места размещения самого крана. Для этого самоходный кран, стрела которого находится в транспортном положении, размещается на рабочей площадке. Самоходный кран оснащен устройством защиты крана от опасного напряжения (см. указанный Паспорт Б1А-00.00.00 ПС, стр. 4, 8-11 или RU, 2097895, H 02 H 5/12, G 01 R 29/08, опубл. 27.11.97). На головке стрелы самоходного крана смонтирована антенна этого устройства, выполняющая роль индикатора электрического поля, сигналы с которой поступают на блок обработки сигналов, связанный с исполнительными механизмами, осуществляющими предварительную и запрещающую сигнализации и останов крана.

Границы зоны разрешенных движений стрелы определяют по сигналам предварительной или запрещающей сигнализации, свидетельствующим соответственно о приближении к ЛЭП и превышении соответствующих пороговых значений границ перемещений стрелы. По данным сигналам устанавливают ограничения рабочих движений по углу поворота стрелы, высоте подъема и вылету.

При этом согласно настоящего способа для определения границ зоны разрешенных движений стрелы установку ограничений рабочих движений стрелы осуществляют автоматически в зависимости от величины сигналов предварительной сигнализации, свидетельствующих о приближении к ЛЭП, и сигналов запрещающей сигнализации о наличии превышения соответствующих пороговых значений границ перемещений.

При нахождении крана вблизи ЛЭП между местом расположения крана на рабочей площадке и местом пролегания ЛЭП образуется зона, состоящая из первого участка, непосредственно расположенного вблизи ЛЭП, куда допуск запрещен по любым причинам (это площадь под ЛЭП и площадь по бокам ЛЭП), и второго участка около крана, расположенного между краном и первым участком. В зоне второго участка работа крана разрешена.

При нахождении крана в охранной зоне ЛЭП на антенне наводится сигнал, который поступает в блок обработки сигнала и сравнивается с заранее установленными пороговыми значениями. При достижении первого порогового значения, соответствующего режиму предварительной сигнализации, включается прерывистый звуковой сигнал и мигающий световой. При дальнейшем приближении антенны к проводам ЛЭП уровень наведенного сигнала возрастает. При достижении второго порогового значения, указывающего о нахождении стрелы в зоне, в которой запрещены рабочие движения стрелы с данным вылетом или с данной высотой подъема, включается непрерывный звуковой и световой сигналы и запрещаются все рабочие движения. Через 2-3 секунды работа разрешается. При дальнейшем перемещении стрелы с параметрами работы, вписывающимися в зону разрешенных движений, процесс предупредительной или запрещающей сигнализации повторяется.

Особенность работы устройства защиты от опасного напряжения при приближении стрелы к ЛЭП, заключающаяся в измерении уровня наведенного сигнала и сравнении его с заданными пороговыми, использована для обеспечения автоматического ограничения параметров работы крана (угла поворота и вылета) при входе в зону, приближенную к ЛЭП при обеспечении безопасности проведения этих работ.

Для осуществления грузоподъемных работ при обеспечении безопасности их проведения в зоне между ЛЭП и местом расположения крана в дополнение к ограничениям угла и вылета вводят ограничение типа "стена", то есть ограничивают вылет стрелы в зависимости от угла ее поворота из условия равенства проекций вылетов на нормаль к осевой линии ЛЭП. Причем длина этих проекций не превышает расстояния по нормали от крана до границы между первым и вторым участками, под которыми понимаются соответственно опасная зона, то есть территория, непосредственно расположенная у ЛЭП и под ЛЭП, и зона, в которой можно работать.

Перед началом грузоподъемных работ для определения границ зоны разрешенных рабочих движений стрелы самоходного крана автоматически устанавливается ограничение высоты подъема в зависимости от наличия или отсутствия предварительного сигнала о приближении к воздушным линиям электропередач. При повороте стрелы и отсутствии запрещающего сигнала о превышении соответствующего порогового значения границы перемещения ограничение высоты подъема снимается только для сектора соответствующего радиуса, определяемого длиной стрелы и образованного крайними угловыми значениями положения стрелы, при повороте стрелы и наличии по крайней мере одного запрещающего сигнала о превышении соответствующего порогового значения границы перемещения дополнительно ограничивают вылет и устанавливается ограничение угла поворота стрелы в соответствующую сторону.

На фиг. 1-4 обозначены следующие позиции: "0" - начальное положение стрелы крана (транспортное положение), 1 - стреловой самоходный поворотный кран, 2 - стрела крана, 3 - разрешенная зона работы (зона разрешенных движений стрелы), 4 - зона работы с ограничением высоты подъема, 5 - граница запрещенной зоны, 6 - опасная зона, 7 - ЛЭП высокого напряжения, 8 - нормаль к осевой линии ЛЭП.

Обеспечение безопасной работы самоходного поворотного стрелового крана при выполнении грузоподъемных работ вблизи ЛЭП происходит следующим образом. При установке крана на рабочей площадке, расположенной вблизи ЛЭП (фиг. 1), начальным положением стрелы является транспортное положение "0". В этом положении стрелы вводится ограничение высоты подъема в зависимости от величины сигнала, поступающего с антенны устройства защиты крана от напряжения. Для этого производят подъем на некоторую близкую к максимальной высоту, например, 13 м, и поворачивают стрелу в направлении стрелки по фиг. 1. Если величина сигнала не превышает первого порогового значения границ перемещения стрелы (предварительная сигнализация), устанавливается первое ограничение высоты подъема, равное 13 м. Если же первое пороговое значение сигнала превышено (обнаружена ЛЭП), устанавливается более жесткое ограничение высоты подъема, например, 7 м. В пределах установленного ограничения разрешаются любые рабочие движения стрелы, при этом с зоны, над которой перемещалась стрела, ограничение высоты снимется (зона, обозначенная поз. 3). В зону 4 можно войти только в том случае, если высота подъема не превышает установленного ограничения по высоте, что исключает возможность нахождения стрелы крана в опасной зоне во всех случаях, когда высота подъема существенно больше высоты расположения проводов ЛЭП, и антенна, находящаяся на головке стрелы, удалена от проводов ЛЭП.

В том случае, если головка стрелы подошла к границе опасной зоны 6, автоматически вводится ограничение угла поворота стрелы и ограничение вылета (фиг. 2, поз. 5).

При повторном ограничении рабочих движений (фиг. 3 и 4) автоматически вводится дополнительное ограничение рабочих движений типа "стена", что полностью исключает возможность попадания головки стрелы в опасную зону 6. В этом случае ограничение вылета при различных азимутах основывается на равенстве проекций вылетов на нормаль к осевой линии ЛЭП.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как не требует конструктивного изменения крана, а представляет собой последовательность взаимосвязанных действий, обеспечивающих безопасное проведение грузоподъемных работ вблизи ЛЭП и исключающих воздействие высокого напряжения на изолированный относительно земли самоходный кран.