Обзор трансформаторных станций для термической обработки бетона

Монтаж секционного обогревочного кабеля

Поскольку такие нагреватели для бетона поставляются не в бухтах, а готовыми секциями, снимается вопрос с обрезкой. Все что необходимо для сбора установки для зимнего бетонирования это рассчитать мощность сегмента исходя из того сколько кубов бетона в конструкции, после чего выбрать кабель соответствующей длины.

Начнем с краткого руководства по расчетам и небольших рекомендаций по монтажу:

В инструкции к технологии ТМО бетона указывается, что на обогрев кубометра смеси требуется от 500 до 1500 Вт (зависит от температуру воздуха). Расход электроэнергии можно существенно снизить, если применить несколько несложных технических приемов:

  1. Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
  2. Утеплить опалубку.
  • Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м 2 площади поверхности. При возведении объемных элементов, таких как двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами, с расстоянием между ними не более 40,0 см.
  • Защита кабеля позволяет приматывать его к арматуре.
  • Расстояние от поверхности конструкции до уложенного внутри электрообогревателя должно быть как минимум 20,0 см.
  • Чтобы бетонная смесь прогревалась равномерно, нагреватели должны быть уложены на одинаковом расстоянии.
  • Между разными контурами должно быть не менее 40,0 мм.
  • Запрещено пересечение греющих проводников.

Процедура укладки и технология прогрева

Прежде, чем устанавливать систему прогрева, необходимо смонтировать арматуру и опалубку. Только после этого можно приступать к раскладке ПНСВ. Интервал между поворотами должен составлять 80-200 мм. Конкретное расстояние выбирается в зависимости от наружной температуры, уровня влажности и скорости ветра. Провод не должен иметь натяжение. Для его крепления к арматуре нужно использовать специальные зажимы. Минимальный радиус изгиба – 25 см. Также необходимо позаботиться об отсутствии перехлестов жил, по которым передается ток. Они должны прокладываться на расстоянии 15 мм друг от друга. При нарушении этого правила возникает рис короткого замыкания.

Наибольшей популярностью пользуется схема укладки под названием «змейка». Укладка ПНСВ в данном случае чем-то напоминает процедуру монтажа теплого пола. При таком методе расход греющего кабеля будет минимальным, а обогреть получится максимальный объем массива. Заливать бетон нужно в сухую опалубку, при этом температура раствора должны быть выше +50С, а схема подключена правильно. Также необходимо проверить, чтобы холодные концы были выведены на необходимую длину.

Перед началом прогрева бетона необходимо ознакомиться с инструкцией, которая идет в комплекте с проводом ПНСВ. Подключение через секции шинопроводов может осуществляться двумя способами: через «звезду» или «треугольник». Первая схема подразумевает соединение трех проводов в один узел. Подключение к трансформатору выполняется через свободные контакты. Во втором случае система делится на 3 участка, каждый из которых подключается к выводам трехфазного трансформатора.

Прогрев бетонной смеси с помощью кабеля ПНСВ выполняется в несколько этапов:

  1. Каждый час температура плавно повышается на 100С. Так удастся обеспечить равномерность прогрева.
  2. В условиях постоянной температуры прогрев нужно осуществлять до момента набора смеси половины своей технологической прочности. Оптимальным показателем является 600С, а максимальным – 800С.
  3. Остывать бетон должен на 50С в час. При несоблюдении данной рекомендации существует вероятность растрескивания монолита.

Если все технологические требования были соблюдены, то материал наберет необходимую прочность. ПНСВ после завершения работ остается в массиве и выполняется функции дополнительного армира.

Применять такие кабели, как ВЕТ или КДБС намного проще, так как их подключение производится напрямую в бытовую сеть или щитовую с напряжением 220В. Разделение на секции устраняет возможность перегрузок. Единственным недостатком таких этих кабелей является высокая стоимость. В связи с этим их реже используют при масштабном строительстве.

Также довольно большой популярностью пользуется технология, при которой опалубка оснащается электродами и ТЭНами. В этом случае греющий кабель не нужен, однако данный способ требует больших энергозатрат. Связано это с тем, при затвердевании бетона его сопротивление повышается, что делает проводимость воды ниже.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Основной недостаток описанных выше термопроводов – необходимость дополнительного оборудования, позволяющего регулировать мощность тепловыделения путем изменения напряжения. Значительно упростить задачу можно применяя двужильные секционные саморегулирующие термокабели, а именно финский ВЕТ или отечественный КДБС. Они не требуют для подогрева дополнительного оборудования и подключаются напрямую к сети 220 вольт. Устройство прогревочного кабеля представлено ниже.


Основные элементы конструкции кабеля обогревочного

Обозначение:

  • А – Выходы нагревательных жил.
  • В – Установочный кабель, служащий для подключения КДБС к сети 220в, для этой цели можно использовать любой соединительный провод, например АПВ.
  • С – Муфта, для подключения нагревательной секции.
  • D – Концевая изоляторная муфта.
  • Е – Нагревательная секция фиксированной длины.

Конструктивно кабель ВЕТ практически не отличается от рассмотренного выше отечественного аналога, что касается основных технических характеристик, то они приведены в сравнительной таблице ниже.


Таблица сравнительных характеристик кабелей ВЕТ и КДБС

Что касается маркировки, то отечественные изделия данного типа кодируются в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – характеристика линейной мощности, а YY – длина секции. В качестве примера можно привести маркировку 40КДБС 10, которая указывает мощность 40 Вт на метр, а сама секция десятиметровой длины.

Особенности прогрева зимой

При бетонировании происходит химическая реакция, в ходе которой цемент взаимодействует с водой, находящейся в жидком состоянии. При кристаллизации нужный эффект не происходит, поэтому нагрев смеси нужен в основном для предотвращения образования частиц льда в составе раствора.

Если этого не сделать, при оттаивании в массе формируются пустоты и поры, отражающиеся на итоговой прочности ЖБИ. При увеличении температуры скорость застывания повышается, сокращая сроки строительства.

Допустимые колебания температуры в стандартных железобетонных конструкциях — до 15 °С в течение часа при ее повышении или до 10 °С при снижении. Сетевое напряжение контролируют с помощью токоизмерительных клещей, снижая его, если пусковая сила тока, приложенная к нагревательным элементам, превышает норму.

ТМО-80 для прогрева бетона

ТМО-80 — это масляный трансформатор для обогрева бетона мощностью 80 кВА. Аббревиатура «ТМО» так и расшифровывается:

  • «Т» — трансформатор
  • «М» — масляный
  • «О» — для обогрева

Обычно трансформатор ТМО уже входит в состав станций для прогрева бетона, таких, как КТПТО-80, и отдельно не поставляется. Он состоит из трехниточной трехфазной обмотки и системы масляного охлаждения, в котором используется специальное масло низкой вязкости.

Технические характеристики ТМО-80:

Значение напряжения в ВН

Напряжение на холостом ходу в СН

55, 65, 75, 85, 95В

Значение в низкой ступени трансформатора

При U=55—65В равен 520 А; При U=75—95 В равен 471 А.

Бетонный раствор обретает прочность только при положительной температуре. Это обуславливается тем, что вода под воздействием низких температур расширяется и превращается в ледяные кристаллы, которые разрывают внутренние связи раствора и полностью лишают его прочности. Именно поэтому многие строители стараются закончить все работы по возведению несущих бетонных конструкций еще летом или, по крайней мере, осенью (при положительной температуре воздуха).

Однако очень часто строительные компании сжаты сроками сдачи объектов и вынуждены работать даже зимой; в таком случае заливаемый бетон необходимо прогревать.

Бетон нуждается в подогреве сразу, как только температура воздуха за окном опустилась ниже +5 градусов. В этот момент строителям, ведущим бетонные работы, следует ознакомиться с возможными способами прогрева бетона. Одним из таких способов является технология прогрева бетона специальными трансформаторами.

Без помощи трансформатора для прогрева просто невозможно обогреть бетон электродным методом и методом прогрева проводом ПНСВ. Расскажем подробнее о каждом:

Метод прогрева проводом ПНСВ

Электродный метод применяется в основном при заливке вертикальных бетонных конструкций.

Для этого в свежеуложенный бетонный раствор по всей площади конструкции заглубляются электроды, к которым после подключают провода, подведенные к трансформатору ТМО.

Для прогрева можно использовать:

  • Струнные электроды (для прогрева длинных или высоких конструкций: колонны, сваи и проч.);
  • Стержневые электроды (для прогрева сложных монолитных конструкций. Обычно в данном случае используют обрезки арматуры или проволоки диаметром около 1 см);
  • Полосовые электроды (для прогрева разных сторон изделия);
  • Пластинчатые электроды (для прогрева всего объема бетона в небольших конструкциях; закладываются между опалубкой и раствором с противоположных сторон).

Процесс прогрева бетона с помощью электродов происходит за счет создания между ними электромагнитного поля.

Главное преимущество метода:

Простота и скорость монтажа

Основные недостатки:

  • Большие энергетические затраты;
  • Невозможность использования электродов повторно;
  • Могут приводить к появлению микротрещин в бетоне.

Аббревиатура ПНСВ расшифровывается следующим образом:

  • «П» — провод;
  • «Н» — нагревательный;
  • «С» — стальной;
  • «В» — с изоляцией из винила.

Перед укладкой бетона провод ПНСВ закладывают в опалубку, затем оснащают его «холодными концами» и подключают к выходу трансформатора. При подключении электрооборудования происходит нагрев этого провода, и тепло передается в бетонный раствор.

ВАЖНО!

  1. Не допускается соприкосновение провода ПНСВ с прочими материалами, помимо раствора бетона. Неаккуратный монтаж может привести к перегреву кабеля или трансформатора ТМО.
  2. Нельзя вести работы по прогреву бетона кабелем ПНСВ при температуре воздуха ниже -15 градусов.

Главное преимущество метода:

Большая производительность. Таким методом можно прогреть до 90 м³ бетона.

Основной недостаток:

Сложный и долгий подготовительный этап, при котором укладка кабеля занимает основную часть рабочего времени.

При соблюдении всех условий эксплуатации трансформатор для прогрева бетона ТМО-80 имеет колоссальный рабочий ресурс, и по опыту, служит в течение нескольких десятков лет. До сих пор на строительных объектах можно встретить трансформаторы ТМО, выпущенные в 50-е – 60-е года прошлого века и исправно работающие в настоящие дни.

Изучаем способы прогрева бетона при укладке смеси в зимнее время

Типовой трансформатор для прогрева бетона — это мобильная однокорпусная установка, оснащенная системой вентилирования. Данный агрегат помогает преобразовывать электрическую энергию сети в электроэнергию, которая необходима для термической обработки бетонной массы.

Агрегат для обогрева бетона включает в себя активную часть, которая представляет собой магнитопровод стержневого типа с обмоткой двух типов: НН и ВН, ярмовых балок и отводов низкого напряжения.

Также установка оборудована автоматическим выключателем, который позволяет предотвратить возможные перегрузки и скачки напряжения, пультом управления и кожухом с выводами НН. Помимо этого, трансформаторы прогрева оснащены сигнальными лампами, установленными в цепях управления.

Если говорить о выборе модели, то сегодня на рынке представлено много подстанций.

Станция прогрева бетона КТПТО представляет собой трехфазный трансформатор для мерзлой почвы и бетонного раствора, мощностью 80 кВт и напряжением питания В.

В агрегате установлена масляная система охлаждения. Этот процесс происходит в стальной опалубке или на арматуре. Индукционный обогрев возможен только для конструкций с замкнутыми контурами. Коэффициент армирования железными или стальными элементами должен быть не менее 0,5. Для создания индикатора следует обмотать всю конструкцию изолированным проводом. Пропускаемый по нему электрический ток создает электромагнитное поле, которое разогревает все металлические элементы.

От них тепло передается бетону. Суть метода сводится к пропуску пара по трубам, заранее установленным в конструкцию или между стенок опалубки. Пар необходимо пускать за 30 минут до заливки бетонной смеси, чтобы прогреть конструкцию. Этот способ отличается высокой эффективностью, но требует значительных затрат на осуществление.

Комплектация КТПТО-80

Источником составления сметы расходов является технологическая карта. Чтобы рассчитать, сколько стоит электропрогрев, необходимо знать следующие параметры: объем бетона, расход материалов и длительность процесса. Что касается эффективности, то у этих способов она ниже, чем при обогреве нагревательными проводами, электродами или паром.

Каталог компаний. Зачем нужно прогревать Прогрев бетона в зимнее время необходим, чтобы имеющаяся вода в растворе не превратилась в кристаллы льда. Способы прогрева зимой Избежать замерзания раствора в холодное время года можно с помощью специального оборудования.

Зачем нужен прогрев бетона?

Прогрев электродами Прогрев бетона электродами — самый распространенный метод. Прогрев бетона может быть выполнен разными видами электродов: струнные — используются для заливки, имеющей большую длину колонны или сваи ; стержневые — применяются для мест стыка конструкций сложных конфигураций; полосовые — используются для прогрева бетона с разных сторон конструкции; пластинчатые — электроды, закрепленные на обратную сторону опалубки, подключаются к разным фазам, за счет этого образуется электрическое поле.

Использование провода Для минимизации времени применяется специальный провод для прогрева бетона — ПНСВ. Электропрогрев бетона осуществляется следующим образом: кабель для прогрева бетона размещается внутри конструкции таким образом, чтобы проводники не соприкасались друг с другом и не выходили за края бетона; припаивание к греющему проводу холодных концов и вывод их за пределы зоны обогрева; проверка собранной электрической цепи мегаомметром; подача напряжения в собранную систему и обогрев конструкции.

КТП ТО-80. Трансформаторная подстанция обогрева бетона.

КТПТО-80 (ТМТО) — комплектная трансформаторная подстанция, предназначенная для подогрева бетона в зимнее время, с регулированием температуры подогрева бетона в ручном и автоматическом режимах, в блоке управления КТПТО. КТПТО кроме прогрева бетона, может использоваться для питания временного освещения и ручного трехфазного электроинструмента на напряжение 42 В (в условиях строительных площадок). Подстанция для подогрева бетона оснащается трехфазным трехобмоточным трансформатором ТМТО-80/0,38 с естественным охлаждением. В КТПТО имеются блокировки, обеспечивающие безопасность работ обслуживающего персонала при прогреве бетона.

Блокировки исключают возможность:

  • Переключения ступеней регулирования напряжения силового трансформатора под напряжением;
  • Открывания панели блока управления при включенном вводном автоматическом выключателе главной цепи.

В подстанции для прогрева бетона (КТПТО) предусмотрено питание стороннего потребителя на напряжение 380 В и ток 10 А, а также ручное (дистанционное и автоматическое) управление работой силового трансформатора. В дистанционном режиме управление осуществляется кнопочным постом, который выносится за пределы зоны электропрогрева бетона. Электротермообработка бетона (подогрев бетона) является способом отвержения его при низких температурах. В настоящее время разработан целый ряд методов электротермообработки бетона при изготовлении сборных железобетонных изделий на заводах, и монолитном строительстве.

Одним из наиболее экономичных (с точки зрения затрат энергии) способов электротермообработки бетона является способ электропрогрева или электродного прогрева, т.е. включение бетона в электрическую цепь как бы в качестве проводника. При этом электрическая энергия превращается в тепловую непосредственно в самом бетоне, что сводит к минимуму потери. В зависимости от мощности электрического тока можно нагреть бетон до температуры 100 градусов, причем за любой промежуток времени — от нескольких минут до нескольких часов. Таким образом, появились широкие возможности выбирать оптимальные режимы подогрева бетона и благодаря этому обеспечить высокую производительность технологических линий и монолитного строительства.

Технические характеристики подстанции подогрева бетона КТПТО+ТМТО-80.

ПараметрЗначение
Номинальная мощность КТП ТО80 кВА
Напряжение первичное380 В
Напряжение вторичное (на электроды по обогреву бетона)55-95 В
Ступени напряжения на стороне СН55-65-75-85-95 В
Ток КТПТО на стороне СН
— при напряжении 55-65 В520 А
— при напряжении 75-85-95 В471 А
Номинальная мощность обмотки НН силового трансформатора КТПТО2,5 кВА
Номинальное напряжение на стороне НН cилового трансформатора42 В
Регулирование температуры подогрева бетона
— автоматическоеКТП ТО-86
— ручноеКТП ТО-02
Диапазон автоматического регулирования прогрева бетона0-100 o С
Охлаждение подстанции подогрева бетонамасляное.
Температура окружающего воздуха— 40°С … +10°С
Масса КТПТО685 кг

Габаритный чертеж подстанции для прогрева бетона КТПТО-80

1 — Трансформатор2 — Кожух3 — Шкаф управления

Электрическая принципиальная схема подстанции по подогреву бетона КТПТО-80

Критерии выбора

При выборе трансформатора для прогрева бетона необходимо принять во внимание размер возводимой конструкции. Кроме того, немалое значение имеет степень утепления и температура окружающего воздуха. Скажем, если строительные работы планируется проводить во время не очень большого мороза, то можно воспользоваться менее мощным, и, следовательно, более дешевым устройством

Скажем, если строительные работы планируется проводить во время не очень большого мороза, то можно воспользоваться менее мощным, и, следовательно, более дешевым устройством.

Выбирая трансформатор, в первую очередь следует обратить внимание на его мощность. Ведь от этой характеристики зависит время, которое понадобится на выполнение определенного объема работы. В том случае, если необходимость прогревать бетон возникает достаточно редко (например, не чаще одного раза в год), выгоднее не покупать трансформаторную станцию, а брать ее в аренду

В этом случае можно не только хорошо сэкономить, но и подобрать нужную мощность, а также определиться с другими техническими параметрами устройства для реализации конкретного строительного проекта. Аппаратуру можно взять на сутки, заплатив за это определенную сумму (обычно около 15 долларов). Разумеется, можно арендовать устройство и на большее количество времени, но тогда суммарная стоимость будет увеличиваться

В том случае, если необходимость прогревать бетон возникает достаточно редко (например, не чаще одного раза в год), выгоднее не покупать трансформаторную станцию, а брать ее в аренду. В этом случае можно не только хорошо сэкономить, но и подобрать нужную мощность, а также определиться с другими техническими параметрами устройства для реализации конкретного строительного проекта. Аппаратуру можно взять на сутки, заплатив за это определенную сумму (обычно около 15 долларов). Разумеется, можно арендовать устройство и на большее количество времени, но тогда суммарная стоимость будет увеличиваться.

Трансформатор ТСДЗ-63

У этого устройства имеется 3 различных значения низкого напряжения. Подключаться оно должно в сеть напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Работать без перерыва оно может достаточно долго как при 45-градусном морозе, так и при температуре в плюс 20 градусов.

К преимуществам этой трансформаторной станции относятся также ее небольшой вес и малые размеры. Автомат предотвращает выход из строя из-за резких скачков напряжения и из-за коротких замыканий в сети. Прежде чем подключать установку в сеть, необходимо выполнить заземление.

Модель КТПТО-80

Эта конструкция представляет собой масляный 3-фазный трансформатор. У нее есть 5 ступеней переключения напряжения (минимальное — 55 В, а максимальное — 95 В). Подключать оборудование можно в сеть с напряжением в 380 В и в 42 В.

Станция КТПТО-80 широко используется строительными организациями. К ее основным преимуществам относятся надежность, низка цена и высокое качество работы.

Трансформаторы для нагрева бетона многим людям помогли возвести прочные и долговечные бетонные конструкции во время суровой зимы. Ведь если при небольшом морозе всего в минус 5 или в минус 10 градусов выручить еще могут специальные компоненты, добавленные в смесь, то когда столбики термометров упадут ниже отметки в 25 градусов, единственное, на что можно будет положиться — это трансформаторная станция.

Преимущества использования станций для прогрева бетона

Использование этого оборудования повышает расход электроэнергии при осуществлении строительных мероприятий, но он окупается комплексом преимуществ, среди которых:

  • Возможность сократить сроки строительства, благодаря независимости от погодных условий.
  • Повышение производительности строительных бригад.
  • Рациональная эксплуатация строительного оборудования и транспорта. Особенно это принципиально, если техника берется в аренду.
  • Обеспечение качественных показателей бетона, полностью соответствующих нормативной документации.
  • Экономия за счет отсутствия дорогостоящих присадок.

Вывод

Оборудование для трансформаторного прогрева цементного раствора на протяжении зимней укладки разрешает существенно ускорить строительство и оптимизировать организационные процессы относительно сезонов и времен года.

Видео в данной статье продемонстрирует устройство в работе и окажет помощь разобраться в его применении.

Из всех способов прогрева бетона электрический считается самым эффективным, он обеспечивает равномерное распределение температуры в толще залитой конструкции и правильное протекание процессов гидратации цемента. Суть метода заключается в подключении электропитания к размещенному с регламентированным шагом внутри нагревательному проводу, при обработке больших объемов – трехфазного, через трансформаторные подстанции. Производительность и стоимость оборудования определяется его номинальной мощностью, основным изготовителем является Россия.

Стандартная схема включает активную часть (стальной магнитопровод с двумя обмотками напряжения), оболочку (металлический шкаф с выводами для подключения трехфазной сети и выходных клемм), панель управления. Система охлаждения может быть разной: естественной или принудительной (вентиляторного типа или с помощью масла). Практически все станции способны изменять выходную мощность на обмотке НН, что в свою очередь позволяет регулировать температуру нагрева подключаемого кабеля (ПНСВ, реже ПТПЖ) и экономить расход электроэнергии при внезапном потеплении. Чем больше число ступеней напряжения, тем универсальнее и эффективнее работает силовое устройство.

Важную роль выполняет защита: в каждом трансформаторе для прогрева бетона предусмотрен автоматический выключатель, реагирующий на КЗ, обрыв или перепады входного напряжения. У современных моделей все процессы контролируются и отражаются: от наличия и состояния питающей сети до параметров на выходе обмотки НН. Для подключения к основному кабелю (ПНСВ) используется промежуточный, для этих целей нужно купить алюминиевый провод АПВ. Игнорировать это условие и оставлять открытыми стальные жилы нельзя, это приводит к их быстрому прогоранию. Нейтральный провод и корпус заземляются.

Силовые станции подключаются к сети в 380 В с частотой 50 Гц через соответствующий кабель, чем дальше расположен трансформатор от питания, тем толще он должен быть. Изменение силы тока до требуемой величины происходит за счет явления электромагнитной индукции. Выходные клеммы подсоединяют к уже погруженному в бетон нагревательному кабелю, первые два часа устройство работает на разогрев, затем 3-4 дня в непрерывном режиме. Принцип действия основан на преобразовании электрической энергии в тепловую.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitter
Напишите комментарий