Условия эксплуатации электрооборудования при подземных горных работах, Понятие об уровне взрывозащиты - Шахтное оборудование

В связи с тем, что в шахтах, опасных по газу и пыли, создается возможность возникновения пожара или взрыва, к электрооборудованию этих шахт предъявляются дополнительные требования:

    1) применение оболочек, устойчивых к механическим ударам, действию влаги, химических реагентов и избыточного давления, которое может возникнуть при взрыве газов внутри оболочки. Оболочка должна иметь взрывозащитные фланцы в сопряжениях подвижных или съемных деталей или быть заполненной кварцевым песком эпоксидным компаундом и т. п. В качестве элементов взрывозащиты используют также эластичные уплотнения. 2) применение вспомогательных электрических цепей с малыми значениями тока и напряжения, которые не в состоянии явиться источником воспламенения при вынужденном или случайном искрообразовании в электрооборудовании.

Конструктивные особенности исполнения рудничного электрооборудования

Понятие об уровне взрывозащиты

В подземных выработках шахт, в том числе опасных по газу и пыли, должно применяться электрооборудование только в рудничном исполнении, которое изготавливается в строгом соответствии с действующими ПИВРЭ Х8/.

В зависимости от уровня взрывозащиты, т. е. специально принятых конструктивных средств и мер, которые обеспечивают не воспламенение окружающей среды от электрических искр, дуги, пламени и нагретых частей оболочек, рудничное электрооборудование имеет четыре исполнения:

РН - Нормальное (без средств взрывозащиты);

РП - Повышенной надежности против взрыва (предусмотрены средства и меры, препятствующие образованию опасных искр, электрической дуги и чрезмерного нагрева. Взрывозащита электрооборудования обеспечивается только в нормальном режиме его работы).

РВ - Взрывобезопасное (предусмотрены меры защиты от взрыва окружающей среды в результате действия искр, электрической дуги или нагретых частей оболочек. Взрывозащита обеспечивается не только при нормальном режиме, но и при вероятных повреждениях электрооборудования).

РВ - И - Особовзрывобезопасное. Взрывобезопасное при любых повреждениях (предусмотрены меры защиты от действия искр или электрической дуги как при нормальном режиме работы электрооборудования, так и при неограниченном числе повреждений любых элементов). Рудничное электрооборудование должно удовлетворять следующим основным требованиям.

1. В нормальном исполнении:

Оболочки должны иметь пылевлагозащищенную конструкцию, обладать повышенной механической прочностью, выдерживать температуру нагрева наружных частей оболочек до 2000С при длительном режиме работы: изоляция рассчитывается на длительный режим работы в условиях относительной влажности 97-100% при температуре 350С. Кабельные вводы должны устраиваться при помощи или штепсельных муфт. У штепсельных муфт розетки с контактными гнездами должны монтироваться со стороны источника энергии. На неиспользоваемых кабельных вводах в период эксплуатации должны стоять заглушки, обеспечивающие пылевлагозащиту:

Электрические аппараты, у которых необходимо производить зачистку контактных поверхностей, проверку и настройку защиты, должны иметь блокировку, которая бы допускала открывание крышки только при отсутствии напряжения на токоведущих частях аппаратов. При этом конструкция блокированных разъединителей должна обеспечивать видимый разрыв контактов:

Токоведущие части необходимо выполнять из стойких к коррозии обладающих высокой проводимостью материалов (медь, латунь).

Все зажимы должны иметь маркировку:

Для местного заземления оболочек должны быть установлены два наружных заземляющих зажима, а у кабельных вводов должны быть один внутренний заземляющий зажим.

2. В исполнении повышенной надежности против взрыва.

Данное электрооборудование должно всем требования, перечисленным в пункте П1, и дополнительно иметь следующие защитные средства и меры:

Высококачественную изоляцию для токоведущих частей;

Высокопрочные материалы для оболочек, не опасные в отношении искрения при ударе и трении;

Надежное соединение токоведущих частей, с соблюдением электрических зазоров между ними, исключающих возникновение искрения или электрической дуги;

Установление более низких температур нагрева электрооборудования и перегрева изоляции по сравнению с температурой самовоспламенения газа или пылевоздушной среды;

Пропитка обмоток электрических машин под вакуумом с покрытием лобовых частей эмалью или лаком;

Снабжение всех искрящих при нормальной работе элементов средствами взрывозащиты;

Наличие защитных устройств, предотвращающих прикосновение к токоведущим частям и проникновение к ним, а также к их электрической изоляции воды и пыли.

3. Во взрывобезопасном исполнении.

Данное электрооборудование должно удовлетворять всем требованиям, перечисленным в пунктах 2 и 1, и кроме того, требованиям, указанным в данном пункте. Взрывобезопасное электрооборудование выпускают во взрывонепроницаемой оболочке или в оболочке с кварцевым заполнителем. В первом случае взрывобезопасность достигается заключением электрических частей в оболочку, которая выдерживает давление взрыва внутри оболочки и в сочетании с электрическими средствами защиты предотвращает воспламенение окружающей среды, как при нормальном режиме работы, так и при дуговых коротких замыканиях (к. з.). Во втором случае взрывобезопасность достигается заполнением свободного объема между оболочкой и токоведущими частями очищенным сухим гидрофобизированным (прокаленным раствором кремниеторганической жидкости в уайтспирите и потерявшим способность к влагопоглощению) кварцевым песком. Кварцевое заполнение допустимо только для электрооборудования, конструктивные узлы которого, погруженные в кварцевый песок, не имеют подвижных и нормально искрящих электрических частей (например, трансформаторы, статические конденсаторы и т. п.).

Все группы оболочек подвергают гидравлическим испытаниям при давлениях, указанных в табл. №1. В местах стыковки отдельных элементов взрывонепроницаемой оболочки должны быть выдержаны определенные зазоры - просвет между прилегающими поверхностями частей оболочки, через который могут прорываться продукты взрыва или дугового к. з., не вызывая воспламенения взрывоопасной смеси. Такой просвет называется взрывонепроницаемой щелью, которая характеризуется шириной, длиной, конфигурацией и чистотой обработки взрывозащитных поверхностей, условно обозначаемых термином "Взрыв".

Табл. №1

Значение вида взрывозащиты

Величина расчетного давления (МПа) при свободном объеме оболочки, П

До 0,1

0,1 - 0,5

0,5 - 2

2 - 10

Свыше 10

1В

0,3

0,6

0,7

0,8

0,9

2В

-

0,6

0,7

0,8

0,9

3В

-

-

0,8

0,8

0,9

4В

-

-

-

-

1,0

Оболочки с кварцевым заполнением должны быть механически прочными. Плотность заполнения песком обеспечивают путем вибрации. Оболочки должны иметь не менее двух смотровых окон площадью не более 10 см2 каждое, расположенных друг против друга с противоположных сторон оболочки. Окна предназначены для контроля за уровнем песка. Все выводы из оболочки с кварцевым заполнением заключают во взрывонепроницаемые оболочки. В зависимости от объема заполнения оболочки песком диаметр отверстий составляет 4 - 10 мм. На заводской табличке электротехнического устройства с кварцевым заполнителем, кроме общих номинальных величин, указывают: расчетные токи короткого замыкания (т. к.з.) на вводе и выводе и температуру окружающего воздуха, при которой установлена номинальная мощность оборудования.

4. Во взрывобезопасном исполнении при любых повреждениях.

Основное требование к электрооборудованию данного исполнения - искробезопасность цепи, т. е. снижение энергии, выделяющейся от электрического искрения или нагрева ее элементов, до величины, не вызывающей воспламенения взрывоопасной газо - или пылевоздушной среды. Искробезопасность цепей достигается герметизацией элементов, заливкой их термореактивным компацидом, ограничением величин тока и напряжения с максимальным значением в 1,5 раза меньшим воспламеняющих величин, шунтированием индуктивных элементов и т. п. Воспламеняющими величинами называют значения тока в индуктивной или безиндуктивной цепи и напряжения в емкости цепи, которые могут вызвать воспламенение взрывоопасной смеси с вероятностью 0,001.

Комплект электрооборудования, который имеет только искробезопасные цепи, носит название Искробезопасной электрической системы. Данная система может находиться в двух состояниях: нормальном, когда все параметры соответствуют заданным значениям, и вероятном аварийном, когда в искробезопасных цепях одновременно возникает любое количество повреждений элементов системы.

Для искробезопасного электрооборудования используют переменный и постоянный ток. В качестве источников питания применяют сухие гальванические элементы, аккумуляторы, трансформаторы, которые подключают к силовой, сигнальной или осветительной сети. В искробезопасных системах роль искрогасящих шунтов могут выполнять короткозамкнутые обмотки или витки, резисторы, варисторы, управляемые и неуправляемые диоды, конденсаторы (кроме электролитических). Ограничителями могут служить дроссели, диоды, резисторы, конденсаторы.

В любом из режимов работы элементы искробезопасных цепей рассматриваемые в качестве защитных, не должны нагружаться более чем на две трети их номинальных параметров (по I, U, P).

Разделительными элементами между искроопасными и искробезопасными цепями могут быть специальные электромагнитные реле, и контакторы, разделительные трансформаторы. Оболочка искробезопасного электрооборудования должна иметь защиту от внешних воздействий.

Маркировка и допустимая область применения электрооборудования в зависимости от уровня взрывозащиты

Рудничное электрооборудование обязательно должно иметь маркировку с обозначением уровня и вида взрывозащиты, т. е. совокупности средств взрывозащиты, установленной нормативными документами. В зависимости от уровня взрывозащиты установлены следующие обозначения исполнений: РН - повышенной надежности против взрыва, РВ - взрывобезопасное, РН - рудничное нормальное, РО - особовзрывобезопасное (взрывобезопасное при любых повреждениях).

В зависимости от применяемых видов взрывозащиты приняты следующие обозначения: И - искробезопасная электрическая цепь, К - кварцевое заполнение оболочки, П - повышенная надежность, А - автоматическое защитное отключение, М - масляное заполнение оболочки (применение горючего масла не допускается), С - специальный вид взрывозащиты, В - взрывонепроницаемая оболочка. Для рудничного электрооборудования вместо буквы В ставят следующие знаки:

    А) 1В - при U?405В, Iк. з.?100A Б) 2В - при U?220В, Iк. з.?600А В) 3В - при U?380В - 1140В, Iк. з. ?15000А Г) 4В - при U?6000В, Iк. з.? 10000А

Область применения электрооборудования регламентируется действующими ПБ (5). Согласно ГОСТ 12.2.020 - 76 знак уровня взрывозащиты следует располагать в окружности, а знак вида взрывозащиты - в прямоугольнике. Электрооборудование в исполнении РН применяется во всех выработках шахт, не опасных по газу или пыли, и может быть установлено в некоторых выработках шахт, опасных по газу или пыли, если вблизи нет суфлярных выделений метана. К таким выработкам относятся: стволы и околоствольные выработки со свежей струей воздуха и т. д. В местах установки электрооборудования со знаком РН в шахтах опасных по газу и пыли, должны быть вывешены краткая инструкция по эксплуатации, а также схемы электроснабжения и проветривания.

В откаточных выработках со свежей струей воздуха шахт 1, 2 и 3 категорий по газу и сверхкатегорийных или опасных по пыли, за исключением выработок с суфлярным выделением метана, допускается применение электрооборудования в исполнении РП. Электрооборудование с уровнем взрывозащиты РП можно устанавливать в зарядных камерах с обособленным проветриванием в шахтах, опасных по газу или пыли, в том числе опасных по внезапным выбросам.

В подземных выработках шахт, опасных по газу или пыли, в стволах с исходящей струей воздуха и в надшахтных зданиях, примыкающих к этим стволам, а также в стволах со свежей струей воздуха и примыкающих к ним надшахтных зданиях шахт, опасных по внезапным выбросами угля, породы и газа, допустимо применять электрооборудование с уровнем взрывозащиты не ниже РВ.

В очистных и подготовительных выработках крутых пластов, опасным по внезапным выбросам угля или газа, а также в выработках с исходящей струей воздуха с таких пластов разрешается применять электрооборудование с уровнем взрывозащиты не ниже РО.

Похожие статьи




Условия эксплуатации электрооборудования при подземных горных работах, Понятие об уровне взрывозащиты - Шахтное оборудование

Предыдущая | Следующая