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塔式起重机保护接地的原理(发布日期：2008-8-21 7:57:46) 浏览人数：70在机电系统中触电是一种最基本的险情，如何防止触电、保护人身安全，始终是一个重要的问题。
防止触电、确保安全用电的技术措施有两个方面，一是防止直接接触带电体的直接触电；二是防止由于设备绝缘破坏后使金属外壳意外带电而接触外壳引起的间接触电。
塔式起重机作为建筑施工中的常用机械，由于其工作环境较为恶劣，长期的日晒雨淋可能导致电气设备绝缘的失效而发生漏电，因此起重机保护接地显得尤为重要。
GB5144-94《塔式起重机安全规程》中第8.1.3条规定：“起重机的金属结构、轨道及所有电气设备的金属外壳……等均须可靠接地”。
对规程中“接地”两字不少人在实际工作中望文生义，以为接地就是要直接接到大地，因此安装塔机时，用独立的接地体对金属结构直接进行接地。
事实上GB5144-94中所指的“接地”包含保护接地和保护接零两种含义，在具体条件下应采用保护接地还是采取保护接零要根据供电电网的条件决定。
1 保护接地的原理在塔机供电系统中，除某些特殊情况外绝大部分是变压器中性点直接接地系统，其目的是为了满足220V 单相用电设备工作电压的要求，在此重点分析TN系统和TT系统。
1.1TN系统TN保护系统中变压器中性点直接接地，塔机金属结构及电气设备的金属外壳用保护线通过中性线与系统中性点相连，这就是所谓的保护接零，按照中性线与保护线的组合情况，TN系统可分为以下三种形式。
1.1TN-C系统该系统中保护线PE和中性线N是合一的，如图1所示PEN线。
在这种系统中塔机电气设备的金属外壳直接接到保护中性线PEN上，当一相绝缘损坏发生碰壳时，借零线形成相零回路，产生足够大的短路电流，迫使线路上的保护装置(断路器或熔断器)迅速动作，切除故障电源。
TN-C系统通常适用于三相负荷较平衡且单相负荷容量较小的场所。
图1TN-C系统原理示意建筑工地如果存在单相用电设备且三相负荷不平衡，则在中性线上将流过一定的电流，引起中性点偏移。
摘要本文是以满足塔式起重机的各个动作而设计的电气控制系统。
从塔式起重机的边幅动作、回转动作、起降动作和各个动作中的变速入手，根据继电-接触器原理和三相异步电机的变速原理设计的电气控制电路。
与加入plc控制器的控制系统相比只由继电-接触器组成的电气控制系统比加入plc控制器的控制系统抗干扰性强，但是对塔式起重机的钢铁结构冲击较大适合用于小型塔式起重机。
关键词：回转、变幅、起升、继电----接触器。
目录摘要一塔式起重机总述1.1总述塔式起重机是臂架安置在垂直的塔身顶部的可回转臂架型起重机。
塔式起重机又称塔机或塔吊，是现代工程建设中一种主要的起重机械，它由钢结构、工作机构、电气系统及安全装置四部分组成。
1.1.1塔式起重机的特点1、塔式起重机的主要优点是：①具有足够的起升高度，较大的工作幅度和工作空间。
②可同时进行垂直、水平运输，能使吊、运、装、卸在三维空间中的作业连续完成，作业效率高。
③司机室视野开阔，操作方便。
④结构较简单、维护容易、可靠性好。
2、塔式起重机的缺点是：①结构庞大，自重大，安装劳动量大。
②拆卸、运输和转移不方便。
③轨道式塔式起重机轨道基础的构筑费用大。
1.1.2塔式起重机的发展概况中国塔式起重机50年回顾与展望据考证，塔机发明于2 0 世纪之初的欧洲。
1900年有了第一个塔机专利，1905年出现了塔身固定的臂架式起重机，第一次、二次世界大战后塔机得到快速发展，近年更是呈现型式多样、需求旺盛的局面。
中国塔机始于20 世纪50 年代。
50 年来，我国塔机行业从无到有，从小到大，逐步形成了较为完整的体系和比较完整的系列型谱，塔机成为建筑施工中的关键设备，塔机行业也成为我国发展最快的建筑机械行业之一。
我们只用了50年时间走完了国外发达国家上百年的发展路程，如今中国塔机已经批量走进国际市场。
目前我国已成为世界塔机生产大国，也是世界塔机主要需求市场之一。
回顾塔机百年历史、中国塔机50 年史，展望塔机行业未来，期待中国塔机尽快由生产大国迈向生产强国。
20/5t桥式主要部分电气工作原理20/5t桥式起重机经常移动的。
因此要采用移动的电源线供电，一般采用软电缆供电，软电缆可随大、小车的滑触线通过生产车间中常用的20／5t桥式起重机，它是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距离水平移动的起重设备，俗称吊车、行车或天车。
起重设备按结构分，有桥式、塔式、门式、旋转式和缆索式等多种，不同结构的起重设备分别应用于不同的场合。
生产车间使用的是桥式起重机，常见的有5t、10t单钩和15／3t、20／5t双钩等。
下面以20／5t双钩桥式起重机为例分析一下20/5t桥式起重机控制线路。
20/5t桥式起重机主要由主钩（20t）、副钩（5t）、大车和小车等四部分组成。
如图10-17所示是20/5t桥式起重机的外形结构图。
1-驾驶室2-辅助滑线架3-交流磁力控制器4-电阻箱5-起重小车6-大车拖动电动7-端梁8-主滑线9-主梁图10-17 桥式起重机外形结构图20/5t桥式起重机由五台电动机组成，其主要运动形式分析如下：大车的轨道设在沿车间两侧的柱子上，大车可在轨道上沿车间纵向移动；大车上有小轨道，供小车横向移动；主钩和副钩都安装在小车上。
交流起重机的电源为380V。
由于起重机工作时是电刷引入起重机驾驶室的保护控制盘上，三根主滑触线是沿着平行于大车轨道方向敷设在车间厂房的一侧。
提升机构、小车上的电动机和交流电磁制动器的电源是由架设在大车上的辅助滑触线（俗称拖令线）来供给的；转子电阻也是通过辅助滑触线与电动机连接的。
滑触线通常用圆钢、角钢、V形钢或工字钢轨制成。
10.6.1 20/5t桥式起重机的工作原理1.主电路分析桥式起重机的工作原理如图10-18所示。
大车由两台规格相同的电动机M1和M2拖动，用一台凸轮控制器Q1控制，电动机的定子绕组并联在同一电源上；YA1和YA2为交流电磁制动器，行程开关SQ R和SQ L作为大车前后两个方向的终端保护。
小车移动机构由一台电动机M3拖动，用一台凸轮控制器Q2控制，YA3为交流电磁制动器，行程开关SQ BW和SQ FW作为小车前、后两个方向的终端保护。
谈谈塔式起重机的主要构造及功能塔式起重机的品种、型号、规格很多，但从回转支承的方式上区分，可分为上回转塔机和下回转塔机。
这两类塔机的整机功能、适用范围和受力性能差别很大，尤其是金属结构的受力性能差别很大，因此要重点分别介绍。
至于几大工作机构基本相同，则放在后面分节介绍。
第一节上回转塔式起重机的构造及特点上回转塔式起重机是回转支承在塔身顶部的起重机，尽管设计型号有各种各样，但其基本构造大体相同。
整台的上回转塔机主要由金属结构、工作机构、液压顶升系统、电气控制系统及安全保护装置等五大部分组成。
每一部分又多个部件。
在这里我们不打算去介绍各种型号塔机的具体构造，只抓住其基本组成及部件的作用和特点作典型介绍。
塔机的金属结构是整台塔机的支撑架，其设计制作的好坏，直接关系到整台塔机的使用性能和使用寿命，也关系到建筑工地生命财产的安全，因而金属结构是塔机的关键组成部分。
金属结构的设计计算是一个很复杂的过程，它涉及到负载计算和承载能力分析，不是简单介绍一些公式所能凑效的。
本书是介绍塔机应用技术，故不过多解释计算方法。
上回转塔机的金属结构主要包括：底架、塔身、回转下支座、回转上支座、工作平台、回转塔身、起重臂、平衡臂、塔顶、驾驶室、变幅小车等部件。
但自升式塔机还要加爬升套架、内爬式塔机还要加爬升装置，行走式塔机要增加行走台车，附着式塔机要加附着架。
这些增加的装置大多也以金属结构为主。
图2-1为一台既有顶升、又有行走台车的上回转塔机，可以作为典型的构造示意图。
1.底架2、塔身3、回转塔架系统4、起重臂6、顶升套架7、附着装置三、起升式机构的制动器起升机构的制动器要求可靠耐用，因为制动性能的好坏直接影响安全和就位的准确性。
我国现有的起升卷扬机，大体有以下几种制动方式：1.电磁抱闸（也叫电磁铁制动器）2.液力推杆制动器3.盘式制动器4锥形转子电机制动器五、起升机构的选择计算1.起升速度的计算4极电机 n电=1420r/min6极电机 n电=960r/min8极电机 n电=720r/min第八节液压顶升装置配合爬升套架一起，完成自升功能或内爬功能。
20/5t桥式主要部分电气工作原理20/5t桥式起重机经常移动的。
因此要采用移动的电源线供电，一般采用软电缆供电，软电缆可随大、小车的滑触线通过生产车间中常用的20／5t桥式起重机，它是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距离内水平移动的起重设备，俗称吊车、行车或天车。
起重设备按结构分，有桥式、塔式、门式、旋转式和缆索式等多种，不同结构的起重设备分别应用于不同的场合。
生产车间内使用的是桥式起重机，常见的有5t、10t单钩和15／3t、20／5t双钩等。
下面以20／5t双钩桥式起重机为例分析一下20/5t桥式起重机控制线路。
20/5t桥式起重机主要由主钩（20t）、副钩（5t）、大车和小车等四部分组成。
如图10-17所示是20/5t桥式起重机的外形结构图。
1-驾驶室 2-辅助滑线架 3-交流磁力控制器4-电阻箱5-起重小车 6-大车拖动电动7-端梁 8-主滑线 9-主梁图10-17 桥式起重机外形结构图20/5t桥式起重机由五台电动机组成，其主要运动形式分析如下：大车的轨道设在沿车间两侧的柱子上，大车可在轨道上沿车间纵向移动；大车上有小轨道，供小车横向移动；主钩和副钩都安装在小车上。
交流起重机的电源为380V。
由于起重机工作时是电刷引入起重机驾驶室内的保护控制盘上，三根主滑触线是沿着平行于大车轨道方向敷设在车间厂房的一侧。
提升机构、小车上的电动机和交流电磁制动器的电源是由架设在大车上的辅助滑触线（俗称拖令线）来供给的；转子电阻也是通过辅助滑触线与电动机连接的。
滑触线通常用圆钢、角钢、V形钢或工字钢轨制成。
10.6.1 20/5t桥式起重机的工作原理1.主电路分析桥式起重机的工作原理如图10-18所示。
大车由两台规格相同的电动机M1和M2拖动，用一台凸轮控制器Q1控制，电动机的定子绕组并联在同一电源上；YA1和YA2为交流电磁制动器，行程开关SQ R和SQ L作为大车前后两个方向的终端保护。
小车移动机构由一台电动机M3拖动，用一台凸轮控制器Q2控制，YA3为交流电磁制动器，行程开关SQ BW和SQ FW作为小车前、后两个方向的终端保护。
塔式起重机结构及PLC控制虚拟仿真实验一．实验名称塔式起重机结构及PLC控制实验二．实验目的通过对塔式起重机金属结构的认知，掌握塔身、塔帽、起重臂、平衡臂、底座的结构形式及其功能；掌握塔式起重机工作机构运行方式，熟悉外部电路设计及PLC 选型设计，绘制梯形图，实现起升机构、回转机构、变幅机构和安全回路的程序设计，掌握塔式起重机各工作机构控制方式和工作原理及其安全监控原理。
三．实验内容1.塔式起重机金属结构的主要组成及功能；2.塔式起重机的安装过程；3.起升机构主要组成部分和工作原理以及起升高度限制器的作用和安装位置；4.回转机构主要组成部分和工作原理以及回转限制器的作用和安装位置；5.变幅机构主要组成部分和工作原理以及小车行程限制器的作用和安装位置；6.塔式起重机工作机构基本控制电路；7.塔式起重机工作机构PLC控制的梯形图、编程的熟悉和应用。
四．实验仪器和设备1. 小型塔式起重机模型；2. 塔式起重机虚拟仿真实验系统。
五．实验步骤1. 预习熟悉塔式起重机金属结构及其组成部分，熟悉塔式起重机工作机构运行方式；2. 记录塔身、塔帽、起重臂、平衡臂、底架的组成结构形式，包括各部件弦杆、腹杆的布置形式、截面形式、杆件采用的型钢形式；3. 记录底座安装方式和过程；4. 记录标准节连接方式；5. 记录起重臂和平衡臂安装方式；6. 记录过渡节顶升方式，以及标准节进入连接方式，总结塔身增高过程；7. 了解起升机构\变幅机构\回转机构的基本组成（三种机构选一种）；8. 根据对应所选择的机构进行电气系统设计，并绘制控制原理图：①选择的起升机构：设计起升机构电气原理图。
运行状态分为上升和下降两种状态；运行速度分为高速、中速和低速三档；安全保护状态分为上升至可行最高位和下降至可行最低位速度变化，由高速、中速、低速、停止依次自行速度转化。
②选择的变幅机构：设计变幅机构电气原理图。
运行状态分为前行和后退两种状态；运行速度分为高速、中速和低速三档；安全保护要求：前臂尖端装有限位开关，接近尾端装有限力矩开关，由高速、中速、低速、停止依次自行速度转化。
36B型塔式起重机工作原理一、起升机构1.说明起升机构包括起绳卷筒、圆锥齿轮减速器、带制动器的电机（两个相同，由一直齿轮耦合在一起，传动比1:2）、起升控制箱、起升限位、电阻箱。
2、起升机构的工作原理：起升机构有五个起升速度和五个下降速度，其中第四个速度是PV（低速）电机的额定速度，第五个速度是GV（高速）电机的额定速度。
将一个电机作为驱动电机，另一个作为制动电机，可获得前三种速度。
控制速度的变化可同时采用电机调速（通过插入转子电阻）和自激能耗制动。
如果切断电机交流电源（由LGv和LPv提供），向定子绕组供以整流励磁电流（由LPV1和LRaGv或LGv1和LRaPv），可给电机提供一个磁场。
当转子由驱动电机和载荷驱动时，转子绕组中将产生感应电流，其方向与转子旋向相反。
通过LFa和LFa2改变转子回路中电阻的大小，就实现增减速度。
3、电机功能：3.1起升档次PV（低速）电机GV（高速）电机功能附注功能附注1 驱动电机所有转子电阻投入使用调速电机电阻短接，制动电流最大2 驱动电机所有转子电阻投入使用调速电机制动电流最小，速度增减3 驱动电机一组电阻被短接调速电机制动电流最小4 驱动电机通过转子电阻组的延迟短接，使速度逐步增加，直至达到额定速度没有制动电流5 切断电机电源驱动电机最后一组电阻延时短接后，电机得到高速档次PV（低速）电机GV（高速）电机功能附注功能附注1 调速电机制动电流最大微速电机断电2 调速电机制动电流减小驱动电机电机供电，所有转子电阻投入使用，低速3 调速电机制动电流最小，速度增加驱动电机所有转子电阻投入使用4 驱动电机通过转子电阻组的延迟短接，使速度逐步增加，直至达到额定速度5 驱动电机最后一组电阻延时短接后，电机得到高速4、制动器供电电路：4.1继电器LFa及CXL同时供电第一循环第二循环LFa一关闭，点B为正，点A为负；制动器线圈的电流从B流向A。
继电器LFa断开，但CXL继续供电。
图３－７QTZ80（6010）塔式起重机电气主线路（二）控制线路总起动部分（三）小车行走控制小车行走控制线路见图３—９，操作小车控制开关SA3, 可控制小车以高、中、低三种速度向前、向后图3—９小车行走控制线路控制原理如下：图３—１０塔臂回转控制线路３、线路保护回转角度限位保护：当向右（左）旋转到极限角度时，限位器3SQ1（3SQ2）动作，３—１１起升控制线路１、控制开关拨至上升第Ⅰ档，S1 S3闭合，控制线路分解为图３—１２。
接触器2KM1触头处于闭合状态，2KM3得电使低速支路长开触头闭合，2KM6、2KM5相继得电，对应主线路闭合，转子电阻全部接入，2KM1闭合，转子电压加在液压制动器电机M2上使之处于半制动状态，闭合，滑环电动机M3定子绕组8级接法, 2KM3闭合，电动机得电低速正转（上升）。
通过线间变压器图３－１２起升Ⅰ档控制线路分解图图３—１３起升Ⅱ、Ⅲ控制线路分解图４、当控制开关拨至第Ⅳ档，S2、S3、S6闭合，S6闭合使2KM9得电，时间继电器2KT1得电继而使时间继电器2KT2得电。
主电路电动机转子因2KM9和2KM10相继闭合使电阻后被短接，使电动机得到两次加速。
中间继电器控制支路触头2KT2延时闭合，为下一步改变电动机定子绕组接法高速运转做好准备图３—１４起升Ⅳ档控制线路分解图５、当控制开关拨至第Ⅴ档，S2、S3、S5、S6闭合，S5闭合使中间继电器2KA1得电自锁（触头Ⅰ档时完成闭合），其常闭触头动作切断低速支路，2KM5失电，常闭触头复位接通高速支路，接触器相继得电，见图３—１５。
主回路转子电阻继续被短接，触头2KM5断开、2KM8闭合，电动机定子绕组接为４级，触头电动机高速运转。
图３—１５起升Ⅴ档控制线路分解图线路保护，提升控制线路中设有力矩超限保护2SQ1、提升高度限位保护2SQ2、高速限重保护保护原理如下：力矩超限保护，力矩超限时2SQ1动作，切断提升线路，2KM3失电，提升动作停止。
.20/5t桥式主要部分电气工作原理20/5t桥式起重机经常移动的。
因此要采用移动的电源线供电，一般采用软电缆供电，软电缆可随大、小车的滑触线通过生产车间中常用的20／5t 桥式起重机，它是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距离水平移动的起重设备，俗称吊车、行车或天车。
起重设备按结构分，有桥式、塔式、门式、旋转式和缆索式等多种，不同结构的起重设备分别应用于不同的场合。
生产车间使用的是桥式起重机，常见的有5t、10t 单钩和 15／ 3t、20／ 5t 双钩等。
下面以 20／ 5t 双钩桥式起重机为例分析一下20/5t 桥式起重机控制线路。
20/5t 桥式起重机主要由主钩（20t ）、副钩（ 5t）、大车和小车等四部分组成。
如图10-17 所示是 20/5t 桥式起重机的外形结构图。
1- 驾驶室2- 辅助滑线架3- 交流磁力控制器4- 电阻箱5- 起重小车6- 大车拖动电动7- 端梁8- 主滑线9- 主梁图 10-17桥式起重机外形结构图20/5t 桥式起重机由五台电动机组成，其主要运动形式分析如下：大车的轨道设在沿车间两侧的柱子上，大车可在轨道上沿车间纵向移动；大车上有小轨道，供小车横向移动；主钩和副钩都安装在小车上。
交流起重机的电源为380V。
由于起重机工作时是电刷引入起重机驾驶室的保护控制盘上，三根主滑触线是沿着平行于大车轨道方向敷设在车间厂房的一侧。
提升机构、小车上的电动机和交流电磁制动器的电源是由架设在大车上的辅助滑触线（俗称拖令线）来供给的；转子电阻也是通过辅助滑触线与电动机连接的。
滑触线通常用圆钢、角钢、V形钢或工字钢轨制成。
10.6.1 20/5t 桥式起重机的工作原理1.主电路分析桥式起重机的工作原理如图10-18 所示。
大车由两台规格相同的电动机M1 和 M2 拖动，用一台凸轮控制器 Q1 控制，电动机的定子绕组并联在同一电源上；YA1 和 YA2 为交流电磁制动器，行程开关SQ R和 SQ L作为大车前后两个方向的终端保护。
塔式起重机培训ppt课件•塔式起重机概述•塔式起重机结构与工作原理•塔式起重机安全操作规程•塔式起重机操作技能培训目录•塔式起重机事故案例分析•塔式起重机行业发展趋势及挑战01塔式起重机概述定义与分类定义塔式起重机是一种高耸的塔形起重机械，通过顶升套架使塔身逐节升高，利用吊臂回转和起升机构进行重物搬运。
分类根据结构形式可分为固定式、移动式和自升式；根据回转方式可分为上回转式和下回转式。
发展历程及现状发展历程塔式起重机起源于欧洲，经历了从手动到电动、从低塔到高塔、从单一功能到多功能的发展历程。
现状目前，塔式起重机已成为建筑、桥梁、水利等领域不可或缺的起重设备，技术不断创新，性能不断提高。
应用领域与重要性应用领域广泛应用于建筑、桥梁、水利、电力、交通等基础设施建设领域。
重要性塔式起重机在工程建设中发挥着重要作用，能够高效、安全地完成重物的搬运和安装工作，提高施工效率和质量。
同时，随着建筑高度的增加和工程难度的加大，塔式起重机的作用将更加突出。
02塔式起重机结构与工作原理主要结构组成塔身平衡臂垂直部分，连接底盘和起重臂，提供稳定性和高度。
与起重臂相对，保持起重机平衡。
底盘起重臂驾驶室支撑整个起重机，并实现起重机的移动和定位。
水平部分，用于吊装和搬运重物。
操作员控制起重机的地方，配备各种控制装置和仪表。
通过液压系统实现起重机的升降、旋转和变幅等动作。
液压原理电气原理机械原理通过电气系统控制液压系统的动作，实现起重机的精确控制。
通过齿轮、轴承、钢丝绳等机械部件实现动力的传递和转换。
030201工作原理简介安全装置包括限位器、重量限制器、风速仪等，确保起重机的安全运行。
承担吊装重物的重量，并通过滑轮实现重物的升降和变幅。
马达和减速机将液压能转换为机械能，驱动起重机旋转或行走。
液压泵站为液压系统提供动力，实现起重机的各种动作。
控制阀组控制液压油的流向和流量，实现不同动作的控制。
关键部件功能解析03塔式起重机安全操作规程010204安装与拆卸注意事项安装前应对塔式起重机进行全面检查，确保各部件完好无损，符合设计要求。
QTZ100(TC6013塔式起重机使用说明书第一章概括QTZ100(TC6013塔式起重机(以下简称起重机是济南建工机械有限企业依据国家标准,开发研制的新式建筑用起重机。
该机为水平臂架,小车变幅,上展转自升式多用途起重机。
其标准臂长为50米,加长臂长可达55米、60米,最大起重量为8吨,额定起重力矩为960千牛.米,最大起重力矩为1000千牛.米。
该机主要特色以下:上部采纳液压顶升来实现增添或减少塔身标准节,使起重机能跟着建筑物高度变化而高升或降低,同时起重机的起重能力不因起重机的高升而降低。
工作速度高,调速性能好,工作安稳,效率高。
起升机构采纳带涡流制动器的电机,电磁离合器换档的三速变速箱,能实现重载低速,轻载高速,最高速度可达。
小车牵引机构的电机拥有三种速度,经过高效率,体积小的行星减速机,使载重小车可分别以每分钟9米、30米、60米的三种速度工作。
展起色构设有液力巧合器,承载能力高,起制动安稳。
工作范围大,工作方式多,合用对象广。
经过改换和增减一些零件及协助装置,起重机可获取独立固定、附着于建筑物爬升等两种工作方式,以知足不一样的使用要求。
附着式的最大起高升度可达160米,附着式起重机可直接安装在建筑物上或建筑物邻近旁的混凝土基础上。
独立固定式的最大起高升度为米。
该起重机拥有50米、55米、60米三种臂长组合,可知足不一样工地的需要。
各样安全装置齐备,各机构均设有制动器,可保证工作安全靠谱。
该起重机设有起高升度限位器,小车变幅限位器,力矩限制器,起重量限制器,展转限位器,小车断绳保护装置等安全装置。
司机室独立侧置,视线好,可带空调设施,给操作者创建了较好的工作环境(需要空调,请用户另订或自备。
整机部署合理,外型雅观。
吊臂采纳刚性双拉杆支承,结构轻盈。
使用方便,维修简单。
用户应供给起重机电源开关Ie≥200A,并应装在起重机底部电源进线一侧距标准节3米的范围之内。
因为该机拥有以上特色,因此它合用于高层饭馆、居民住所、高层工业建筑、大跨度工业厂房以及采纳滑模法施工的高大烟囱及简仓等高塔型建筑物的大型建筑工程中,工作形式见图1-1。
