Трансформаторы, специально предусмотренные для прогрева бетона, скомпонованные со щитами, одним — со стороны высшего напряжения, а вторым — со стороны низшего, называются установками для электропрогрева бетона.
В установках используют трансформаторы различных типов как однофазные, так и трехфазные.
Заводом ЗЭМИ треста «Электромонтажконструкция» МС УССР выпускаются установки электропрогрева бетона ручного управления типа УПБ-60 с тремя однофазными трансформаторами ТБ-20.
Многолетний опыт треста № 3 ГЛС использования подобных установок показывает, что они надежны в работе, однако схема и устройство их усложнены; кроме того они не соответствуют требованиям электробезопасности.
Рис. 5. Схема установки электропрогрева бетона с тремя однофазными трансформаторами
1 — автоматический трехполюсный выключатель; 2 — амперметр; 3 — трансформаторы прогрева; 4— вольтметр с переключателем; 5 — перекидной рубильник для изменения схемы соединения — звезда или треугольник); 6 — пусковой ящик ЯБПВ-2; 7 — распределительные шины
На рис. 5 показана упрощенная трестом № 3 ГЛС схема установки. При отсутствии трансформаторов ТБ-20 могут использоваться сварочные трансформаторы или трансформаторы прогрева кабеля.
Трансформаторы ТБ-20 имеют масляное охлаждение (в каждом вмещается 95 кг масла) и со стороны высшего напряжения могут быть присоединены к сети напряжением 220 или 380 в. Со стороны низшего напряжения трансформатор имеет две обмотки, соединив которые параллельно или последовательно, получаем на выходе 51 или 102 в.
Установка с тремя трансформаторами ТБ-20 позволяет принять нагрузку 675 а при соединении вторичной обмотки в треугольник и напряжении 51 в; 390 а при соединении в звезду и напряжении 88 в; 340 а — при соединении в треугольник и напряжении 102 в; 195 а — при соединении в звезду и напряжении 176 в.
Комбинат Красстроймехремонт Главкрасноярскстроя выпускает установки прогрева бетона типа УПБ-60 м. В комплект установки входят: трехфазный трансформатор масляный мощностью 60 кВА, сетевой рубильник с предохранителями, клеммный трехфазный щиток на одну группу и конструкция в виде саней, на которой размещено все электрооборудование.
Вторичная обмотка трансформатора может быть соединена в звезду (напряжение 120 в, 239 а) и в треугольник (70 в, 413 а). Питание установки предусмотрено от сети 380 в. Ток холостого хода трансформатора 2—3 а, общий вес установки 635 кг, вес трансформаторного масла 180 кг, габаритные размеры 1625 X 1530 мм.
Наиболее широко применяемый в настоящее время при бетонных работах с электропрогревом трансформатор типа ТМОА-50/0, 38 — трехфазный с масляным охлаждением, с обмотками из алюминиевого провода, предназначен для наружной установки. Его мощность 50 кВА, схема и группа соединений λ/λ— 12 и λ/Δ — 11.
При прогреве бетона небольших объемов достаточно часто пользуются сварочными трансформаторами. Так как они рассчитаны на работу при повторно-кратковременном режиме, то нагрузка их не должна превышать 75% паспортной мощности.
Сложность использования сварочных трансформаторов заключается в том, что они не оснащены соответствующими устройствами и электроизмерительными приборами. Поэтому автором разработан переносный щит (рис. 6), комплектуемый со сварочным трансформатором (вторичным током 300—500 а) в случае использования его для электропрогрева бетона при небольших объемах (одновременно 3-4 м3).
Щит представляет собой отдельно стоящий шкаф с электрооборудованием, устанавливаемый рядом со сварочным трансформатором. Он скомплектован с двумя перемычками из шлангового кабеля КРИТ сечением 3 X 16 мм/2, длиной 5 м и шлангового провода марки ШРПС или ШПЭП сечением 2 X 1,5 мм2, длиной 5 м, кроме того, прилагается терморегулятор с проводом марки ШРПС сечением 2 X 2,5 мм2, длиной 10 м и обычная двухполюсная вилка (необходимость в ней
появляется в случае неисправности или отсутствия терморегулятора). В качестве терморегулятора применяется температурное реле ТР-200.
При использовании щита терморегулятор устанавливается в скважине бетонной конструкции (оптимальной точке), после чего включается выключатель 6 (рис. 7).
Рис. 6. Переносный щит к сварочному трансформатору строительной площадки, используемому для электропрогрева бетона
Так как температура бетонной конструкции ниже заданной, т. е. соответствующей температуре изотермического прогрева, то контакты терморегулятора замкнуты, промежуточное реле 9 присоединяется к сети напряжением 24 в понижающего трансформатора и обе пары нормально открытых контактов реле замыкаются. При этом катушка контактора присоединяется к сети напряжением 220 в, контактор присоединяет к сети электроды, установленные в прогреваемой конструкции, загорается сигнальная лампа 8. Лампа горит весь период, пока температура в конструкции не достигнет заданной, т. е. весь период подъема температуры. В этот период доступ персонала к прогреваемой конструкции запрещен.
Когда температура достигает заданной, датчик размыкает свои контакты, обесточивается промежуточное реле, отключается от сети сварочный трансформатор, одновременно гаснет сигнальная лампа.
Через некоторый период времени температура в конструкции снижается и датчик снова замыкает свои контакты, восстанавливается первоначальное положение схемы, температура опять поднимается и т. д.
При правильно рассчитанном расположении электродов частых включений и выключений сварочного трансформатора не наблюдается.
Терморегулятор предусмотрен с одной парой нормально закрытых контактов. При наличии терморегулятора с парой нормально открытых контактов промежуточное реле должно быть выбрано с двумя парами нормально закрытых контактов.
Рис. 7. Электрическая схема переносного щита к сварочному трансформатору.
1 — сварочный трансформатор любого типа до 500 а; 2 — контактор 150 а с катушкой 220 в; 3 — плавкие предохранители ПН-2-100 а; 4 — амперметр со шкалой 0—150 а; 5 — вольтметр со шкалой 0—100 в; 6 — выключатель; 7 — трансформатор ТП-0,1-380/36 в (напряжение на выходе 24 в); 8 — сигнальная лампа 36 в; 9 — реле МКУ-48 или ПЭ на напряжение 24 в; 10 — штепсельная розетка; 11 — штепсельная вилка; 12 — терморегулятор (температура 50-80° С) любого типа; 13-провод ШРПС 2X1,5 мм2; 14 — кабель КРПТ 3Х16мм2, 15—провод ШРПС 2X1,5 мм2; 16 — заземляющий провод
Схема предусматривает возможность применения щита в зависимости от напряжения, на которое рассчитан сварочный трансформатор, т. е. на 380 или 220 в. При наличии на строительной площадке трансформатора, рассчитанного на питание от фазного напряжения 220 в, фазный провод питающей сети должен быть присоединен к зажиму А, а нулевой — ко второму зажиму.
Заземление сварочного трансформатора и переносного щита выполняется в соответствии с правилами.
При окончании бетонирования с электропрогревом или перерывах в бетонировании выключатель 6 должен быть выключен.
С помощью предусмотренных измерительных приборов контролируется величина тока в первичной цепи сварочного
трансформатора, наличие и величина напряжения во вторичной цепи трансформатора.
Такой переносный щит является инвентарем главного механика УНР (СМУ) и завозится на строительную площадку, располагающую сварочным трансформатором только тогда, когда определяется необходимость электропрогрева бетонных конструкций (например таких, как армированный пояс, различные перемычки, балки, небольшие колонны и др.).
Рис. 8. Переносная автоматизированная установка для кратковременного электроподогрева бетона
Применение таких щитов вносит техническую культуру, способствует экономному расходу электроэнергий, высокому качеству прогрева конструкций, исключению выходов из строя трансформаторов вследствие перегрузок (за счет контроля нагрузки по прибору).
В настоящее время различными строительными организациями разработаны и применяются установки для электроразогрева бетонной смеси с автоматизацией отключения по температуре или по времени. В частности, установка треста № 3 ГЛС (рис. 8) позволяет подогревать бетонную смесь в металлическом бункере емкостью 0,8 м3 непосредственно от сети напряжением 380/220 в. Схема может быть выполнена также в комплекте с трансформатором, когда требуется вести разогрев при пониженном напряжении.
В комплект установки входят бункер с трехфазной группой пластинчато-трубчатых электродов и переносный щит.
Щит установки состоит из пускового ящика с рубильником и предохранителями типа ЯБПВ-2-200, контактора типа КТ на 250—300 а, двух промежуточных реле типа ПЭ-6 или МКУ-48 (одного с катушкой на напряжение 220 в, а второго — 24 в), амперметра, понижающего трансформатора 380/36 в (включается на напряжение 220 в, на выходе получаем 24 в), трех ламп для контроля напряжения между электродами, причем одна из них устанавливается вверху шкафа и выполняет одновременно функцию сигнальной.
Для исключения выноса потенциала вне бункера схемой (рис. 9) специально предусмотрен контроль заземления бункера. Если бункер не будет заземлен, промежуточное реле не включает свои блок- контакты в цепи катушки контактора, не подключается к сети контактор и электроды в бункере.
Двухкнопочная станция управления «пуск» и «стоп» может быть вынесена из щита (дублирование также возможно). Тогда оборудование, установленное в шкафу можно включать дистанционно с любого места. Отключение производится автоматически или же от кнопки «стоп».
Рис. 9. Электрическая схема переносной установки электроразогрева бетона
1 — сеть трехфазного тока напряжением 380/220 в, 2 — пусковой ящик ЯБПВ-2; 3 — контакты контактора 250 а; 4 — конечный выключатель любого типа (замыкается, когда дверца ограждения поста разогрева бетона закрыта); 5 — кнопка «Стоп»; 6 — кнопка «Пуск»;7 — контакты промежуточного реле 1РП; 8 — катушка контактора; 9 — блок-контакты контактора; 10 — контакты реле 2РП; 11 — катушка промежуточного реле 1ΡП; 12 — амперметр со шкалой 0 —200 м, 13 — лампы контроля напряжения (одна из них установлена вверху шкафа и одновременно выполняет функцию сигнальной); 14 — тепловое реле ТР-100 (или другой датчик); 15 — понизительный однофазный трансформатор мощностью 50 Вт на 220/24 в типа ТП; 16 -катушка промежуточного реле 2РП; 17 — соединительный шланговый кабель марки КРИТ 3X35 + 1X10 мм2 между шкафом и бункером; 18 — инвентарные зажимы; 19 — инвентарный металлический бункер емкостью 0,8 м2 с тремя электродами
Согласно схеме установка не будет работать, если контакты конечного выключателя, установленного для блокировки у двери ограждения бункера, не будут замкнуты (замыкаются только тогда, когда дверь ограждения закрыта).
Проектировать оборудование для подобных установок следует при наличии следующих основных данных: объема бетона, подлежащего одновременному разогреву, скорости разогрева, удельного омического сопротивления бетона, напряжения, при котором будет проводиться разогрев, напряжения питающей сети, потребной мощности при разогреве и величине тока.
