Краткий конспект лекции.

1.1.4 Требования, предъявляемые к рудничному электрооборудованию

1.1.4.1 Требования, предъявляемые к рудничному электрооборудованию РН (рудничного нормального) исполнения:

– Оболочки электрооборудования должны иметь повышенную механическую прочность и обеспечивать защиту от механических повреждений капежа и брызг.

Оболочки аппаратов изготовляются из негорючих материалов, устойчивых к электрическим, термическим, механическим повреждениям в процессе эксплуатации. Степень защиты от внешних воздействий не ниже IP54.

– Температура наружных частей оболочки при продолжительной работе в нормальном режиме не должна превышать 85°, а выдерживать наружный нагрев до 200°.

– Изоляция в электрооборудовании должна быть влагостойкой, теплостойкой, маслостойкой,

дугостойкой и рассчитана на работу в условиях относительной влажности окружающей среды

98 ±2%. Токоведущие части изготавливаются из меди и латуни.

– Должны быть предусмотрены кабельные вводы при помощи глухих или штепсельных муфт. Кабельные вводы должны предохранять кабель от проворачивания и выдергивания. В передвижных аппаратах муфты кабельных вводов должны иметь раструбы, а в стационарных и переносных аппаратах – закругленную кромку. Для защиты от проникновения воды и пыли в оболочку аппаратов через место ввода кабеля применяют для стационарных аппаратов заливку ввода кабеля затвердевающей изоляционной массой, а в остальных случаях используют резиновые уплотнения. Вводные устройства, неиспользуемые в процессе эксплуатации должны быть закрыты заглушками.

– Крышки электрических аппаратов, закрывающие доступ к токоведущим частям, должны иметь блокировку (механическую или электрическую или обе совместно), препятствующую открыванию крышки при наличии на них напряжения.

На крышках соединительных и вводных коробок блокировку не устраивают, а ограничиваются предупредительной надписью: «Открывать, отключив от сети», «Открывать, отключив разъединитель». При этом конструкция блокировочных разъединителей должна обеспечивать видимый разрыв контактов. Для крепления крышек применяют невыпадающие болты.

- На корпусе электрооборудования должны быть предусмотрены заземляющие болты. Для заземления корпусов аппаратов предусматривается заземляющий зажим снаружи и внутри (в месте ввода кабеля) аппарата – шпилька Æ8 мм для аппаратов с силовыми цепями и Æ6 мм – для аппаратов сигнализации и освещения. Около них располагается соответствующий знак заземления.

– Все электрические аппараты должны иметь знаки уровня и вида взрывозащиты.

1.1.4.2 Требования, предъявляемые к рудничному электрооборудованию РП (рудничного повышенной надёжности против взрыва) исполнения:

Оборудование должно удовлетворять требованиям РН исполнения и удовлетворять дополнительным требованиям:

- Электрооборудование следует изготовлять так, чтобы исключить возможность возникновения искрений, электрической дуги или опасных температур в тех местах, где они не должны быть при нормальной работе.

- Номинальная температура изолированных обмоток должна быть ниже допустимой по общим нормам для данного класса изоляции в соответствии со значениями, предписанными ПИВРЭ.

- Заключение во взрывобезопасную оболочку только искрящих частей при нормальной работе.

- Применение прочных оболочек из материалов, не создающих искрений при ударах и трении.

Электрооборудование повышенной надёжности против взрыва обеспечивается искробезопасной электрической цепью уровня И_с; защитой вида «е_с»; взрывонепроницаемой оболочкой.

1.1.4.3 Требования, предъявляемые к рудничному электрооборудованию РВ (рудничного взрывобезопасного) исполнения:

Оборудование должно удовлетворять требованиям РН и РП и дополнительно обеспечиваться:

- взрывонепроницаемой оболочкой, выдержавшей испытание для вида взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» взрывобезопасного электрооборудования;

- искробезопасной электрической цепью уровня И_b;

- защитой вида «е_b».

Взрывонепроницаемая оболочка должна обеспечивать взрывоустойчивость и взрывонепроницаемость.

Под взрывоустойчивостью понимается способность оболочки без повреждений и остаточных деформаций выдерживать максимальное давление, возникшее при взрыве наиболее опасной концентрации горючей смеси и при образовании мощной электрической дуги внутри оболочки. Взрывоустойчивость достигается конструктивным выполнением оболочки (материалом, из которого выполнена оболочка, формой оболочки, толщиной оболочки и т.д.)

Под взрывонепроницаемостью понимается способность сопряжений частей оболочки предупреждать прорыв горячих продуктов взрыва, возникшего внутри оболочки, а также искр и дуги через зазоры в сопряжениях и тем самым предотвращать воспламенение взрывчатой среды окружающей оболочку. Взрывонепроницаемость достигается щелевой защитой. Предельная допустимая ширина щели принимается 0,1 – 0,5 мм в зависимости от свободного объёма оболочки.

1.1.4.4 Требования, предъявляемые к рудничному электрооборудованию РО (рудничного особовзрывобезопасного) исполнения

Все электрические цепи электрооборудования в РО исполнении должны быть искробезопасными.

Особовзрывобезопасное электрооборудование обеспечивается:

– искробезопасной электрической цепью уровня Иа;

– специальным видом взрывозащиты;

– взрывобезопасным электрооборудованием с видами взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» при наличии дополнительных средств взрывозащиты (например, при заключении искроопасных частей, залитых компаундом, во взрывонепроницаемую оболочку) и при искробезопасных отходящих цепях уровня И_а.

Искробезопасной цепью называется электрическая цепь, в которой искры, возникшие при нормальной работе и любых повреждениях, не могут воспламенить взрывоопасную метано-воздушную при самых благоприятных условиях.

Искробезопасные цепи характеризуются:

минимальным воспламеняющим током (напряжением, мощностью, энергией), который вызывает воспламенение взрывоопасной метано-воздушной среды с вероятностью 10^-3, т.е при одном воспламенении на одну тысячу искрений;

искробезопасным током (напряжением, мощностью, энергией), представляющим собой наибольший ток (напряжение, мощность, энергию), которые в цепи, вызывающей разряды, не вызывают воспламенения метано-воздушной среды при установленных условиях испытаний.

Отношение минимальных воспламеняющих параметров (тока, напряжения, мощности, энергии) к соответствующим искробезопасным параметрам называется коэффициентом искробезопасности. Значение его должно быть не ниже 1,5 в нормальном режиме электрооборудования и в аварийных состояниях его при искусственно создаваемых повреждениях элементов и соединений.

Искробезопасные электрические цепи разделяются на три уровня (И_а, И_в, И_с) в зависимости от уровня взрывозащиты, который эти искробезопасные цепи обеспечивают: И_а – особовзрывобезопасный; И_в – взрывобезопасный; И_с – повышенная надёжность против взрыва. Чем более высокий уровень имеет искробезопасная цепь, тем большее число повреждений элементов и соединений искусственно создают при испытании цепи на искробезопасность.

Данный вид взрывозащиты обеспечивается: ограничением напряжения и тока; шунтированием реактивных элементов, способных запасать энергию; гальванической развязкой между искробезопасными и искроопасными цепями, а также между разными группами искробезопасных цепей.

В качестве ограничителей тока и напряжения, шунтов к реактивным элементам применят: линейные и нелинейные резисторы, конденсаторы (кроме электролитических и негерметизированных), полупроводниковые приборы и комбинации из этих приборов.

Искробезопасные элементы и защищаемый ими элемент должны вместе составлять неразборную конструкцию. Для этой цели их обычно заливают твердеющим компаундом. В качестве разделительных элементов используются в основном реле и контакторы, трансформаторы.

Элек­трооборудование в исполнении РО может быть только весьма ограниченной мощности, поэтому в таком испол­нении выполняется только аппаратура связи, сигнализа­ции, дистанционного управления, автоматизации и теле­контроля.

1.1.5 Область применения рудничного электрооборудования

Электрооборудование в РН исполнении допускается применять во всех выработках шахт не опасных по газу и пыли, а также в шахтах, опасных по газу и пыли в стволах, околоствольных выработках со свежей струёй воздуха и камерах стационарных установок, проветриваемых свежей струей воздуха за счёт общешахтной депрессии. Исключение составляют случаи, когда в этих и примыкающим к ним выработках имеется суфлярное выделение метана или когда шахта отнесена к опасной по выбросам угля, породы и газа.

Электрооборудование в РП исполнении допускается применять в стационарных установках, в откаточных выработках шахт, опасных по газу и пыли, проветриваемых свежей струей воздуха за счёт общешахтной депрессии. Исключение составляют случаи, когда в этих и примыкающим к ним выработках имеется суфлярное выделение метана или когда шахта отнесена к опасной по выбросам угля, породы и газа.

Электрооборудование в РВ исполнении допускается применять в шахтах, опасных по газу и пыли, в передвижных установках, а также в местах, где появление метана в опасной концентрации является реальным.

Электрооборудование в РО исполнении допускается применять в очистных и подготовительных выработках пластов крутого падения, опасных по выбросам угля, породы и газа, а также в выработках с исходящей струёй воздуха с таких пластов.

1.1.6 Требования «Правил безопасности» к электрооборудованию, находящемуся в эксплуатации

В соответствии с требованиями «Правил безопасности» электрооборудование, устанавливаемое в подземных горных выработках, должно иметь знаки уровня и видов взрывозащиты в соответствии с областью его применения [1, с. 417-422].

Запрещается эксплуатировать электрооборудование при неисправных средствах взрывозащиты, блокировках, заземления, аппаратах защиты, нарушении схемы управления и защиты, повреждённых кабелях.

Основными признаками нарушения средств взрывозащиты являются:

–наличие трещин, отверстий, прожогов, повреждённых защитных стёкол взрывонепроницаемой оболочки;

–отсутствие крепёжных гаек и болтов или их недостаточная затяжка при сочленении крышек и корпусов взрывонепроницаемых оболочек. Гайки и болты должны быть затянуты полностью, чтобы фланцы крышки и корпуса взрывонепроницаемой оболочки плотно прилегали по всему периметру.

Эксплуатация электрооборудования запрещается:

–при отсутствии или неполной затяжке хотя бы одного болта или другого крепёжного элемента;

–при неисправности вводного устройства, а также отсутствии уплотнения и крепления кабеля. Кабель не должен проворачиваться и перемещаться в осевом направлении.

–при открытых кабельных вводах, не используемых при эксплуатации, кабельные вводы должны быть закрыты стальной или капроновой взрывонепроницаемой заглушкой заводской конструкции;

–при отсутствии пломб на электрооборудовании и надписей, указывающих включаемую установку (участок), величину уставки тока срабатывания реле максимального тока (номинального тока вставки плавкого предохранителя);

–при несоответствии зазоров «Взрыв» взрывонепроницаемых оболочек в плоских соединениях между наружными частями оболочки при нормальной затяжке крепёжных болтов.

Для контроля зазоров «Взрыв» необходимо выбрать щуп толщиной на 0,05 мм больше величины ширины щели (зазора) указанной в инструкции по эксплуатации электрооборудования.

Проверку необходимо производить не менее чем в четырёх точках, расположенных по периметру соединения. Щуп не должен входить в проверяемую фланцевую щель [2, с. 270-277].

Механическая блокировка аппарата считается исправной, если невозможно открыть крышку взрывонепроницаемой оболочки при включённом разъединителе. Электрическая блокировка считается исправной, если при нажатии толкателя кнопки «Стоп» происходит отключение контактора аппарата.

Заземление корпуса аппарата считается исправным, если корпус аппарата надёжно соединён со сборными проводниками (шинами) посредством заземляющего проводника и имеет связь с общешахтной сетью заземления.

В шахтах, опасных по газу, должен осуществляться контроль концентрации метана перед вскрытием оболочек электрооборудования.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1 Какие требования предъявляются к рудничному электрооборудованию в нормальном исполнении РН?

2 Какие требования предъявляются к рудничному электрооборудованию в рудничном исполнении повышенной надёжности против взрыва РП?

3 В каких режимах работы обеспечивает взрывозащиту электрооборудование в РП исполнении?

4 Какие требования предъявляются к рудничному взрывобезопасному электрооборудованию РВ исполнения?

5 Что понимается под взрывоустойчивостью взрывобезопасной оболочки?

6 За счёт чего обеспечивается взрывоустойчивость взрывобезопасной оболочки?

7 Что понимается под взрывонепроницаемостью взрывобезопасной оболочки?

8 За счёт чего обеспечивается взрывонепроницаемость взрывобезопасной оболочки?

9 В каких режимах работы обеспечивает взрывозащиту электрооборудование в РВ исполнении?

10 Какие требования предъявляются к рудничному особовзрывобезопасному электрооборудованию РО исполнения?

11 Какая электрическая цепь называется искробезопасной цепью?

12 За счёт чего обеспечивается искробезопасность цепей?

13 В каких режимах работы обеспечивает взрывозащиту электрооборудование в РО исполнении?

14 Какова область применения электрооборудования в РН исполнении?

15 Какова область применения электрооборудования в РП исполнении?

16 Какова область применения электрооборудования в РВ исполнении?

17 Какова область применения электрооборудования в РО исполнении?

18 Каковы требования «Правил безопасности» к электрооборудованию, находящемуся в эксплуатации?

Список рекомендуемой литературы

1 Л.С. Бородино с. 29 – 34.

2 Г.Д. Медведев с. 12 – 16.

3 Е.Ф. Цапенко, М.И, Мирский, О.В. Сухарев с.124 – 133.

4 Правила безопасности в угольных шахтах. с. 417-422.

5 Сборник инструкций к Правилам безопасности в угольных шахтах. Том 2. с. 270 -277.

Занятие