Файл: Электробезопасность на горнорудных предприятиях сборник материалов Республиканской научно-технической конференции..pdf

В связи с наличием в токе тяговой сети спектра высших гар-. ионических кратных 5 кГц, в каналах связи или приемных уст­ ройствах автоматики наведется ЭДС, частотный спектр которой совпадает со спектром тока, а амплитуда будет пропорциональ­ на частоте. В случае совпадения частоты настройки приемного устройства с частотой гармоники тока тяговой сети и соизмери­ мости напряжения, наведенного этой гармоникой, с чувствитель­ ностью приемного устройства может нарушиться нормальная работа устройств автоматики.

Основными параметрами, характеризующими устройства ав­ томатики с точки зрения влияния на них тока тяговой сети, являются:

1.Частота настройки датчика и приемного устройства.

2.Полоса пропускания приемного устройства.

3.Чувствительность приемного устройства.

4.Параметры выходного сигнала задающих устройств.

Анализ указанных параметров устройств автоматики показал, что наибольшему влиянию тяговой сети подвержены: аппаратура автоматической блокировки стрелок и сигналов АБСС-1 и БАУСС, аппаратура частотного управления стрелками ЧУС-3, аппаратура громкоговорящей искробезопасной связи ГИС-1, аппаратура диспетчерской телесигнализации ТСД-1, аппаратурасистемы автоматической газовой защиты и централизованного телеавтоматического контроля метана АМТ-3. Основным узлом, наиболее подверженным мешающему влиянию тяговой сети, яв­ ляется приемная рамочная антенна, которой оборудованы уст­ ройства АБСС, БАУСС, ЧУС и автоматика счета вагонеток. Блоки приемников сигналов настроены на частоту 16, 20, 26 кГц.

Для оценки степени влияния тяговой сети на аппаратуру автоматики необходимо знать величину наведенного напряже­ ния на рамочную антенну. Напряжение, наводимое в антенне, пропорционально току тяговой линии, частоте тока и взаимоиндуктивности рамочной антенны и тяговой линии.

Для диапазона частот 54-200 кГц М = const.

Исходя из этого, величины наведенного напряжения для раз­ личных гармоник тока тяговой сети составят:

Экспериментально установлено, что чувствительность блоков приемников сигналов выше паспортной, равной 200 мВ, но не превышает значений 55—60 мВ, что недостаточно для срабатыва­ ния их от напряжений, наводимых тяговой сетью. Это подтвер­ ждается испытаниями приемных устройств ЧУС на частотах 14,

20 и 26 кГц, во время которых не было ни одного ложного сра­ батывания.

204

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ БЕСКОНТАКТНОЙ РУДНИЧНОЙ ОТКАТКИ

О. А. СВИСТЕЛЬНИК (Днепропетровский горный институт)

В связи с увеличением добычи угля и переходом шахт на более глубокие рабочие горизонты возрастает число шахт, опас­ ных по газу или пыли, а также с суфлярным выделением газа. Это в свою очередь требует увеличения парка взрывобезопасных локомотивов. Одним из направлений решения этой задачи явля­ ется создание бесконтактных рудничных локомотивов.

Однако при всех положительных сторонах этих локомотивов, очень остро стоит вопрос об обеспечении искробезопасности случайных контуров (броня силовых и телефонных кабелей, трубопроводы, рельсы и т. д.), в которых тяговой сетью индуци­ руются токи, значения которых могут превысить искробезопас­ ные, т. е. такие, при которых вероятность воспламенения метановоздушной смеси превышает Я=10 3 .

Детальный анализ характеристик случайных контуров и их классификация позволяют сделать вывод, что в основном стацио­ нарные и случайные контуры относятся к безиндуктивным (L^0,0001 Г), искробезопасный ток для которых определяется по графику искробезопасности / = / (U) для цепей переменного тока в зависимости от подводимого напряжения [1]. Расчетный ток цепи необходимо увеличить на коэффициент искробезопаспости, равный двум. Увеличенный ток цепи не должен превышать воспламеняющего уменьшенного на 20%. При этом минимальный ток воспламенения получается из выражения

Т — расчетная длительность разряда; L — индуктивность цепи.

Для удовлетворения условий искробезопасности случайных контуров необходимо определить шаг транспозиции (перекре­ щивания) кабелей тяговой сети с учетом внутреннего сопротив­ ления проводника, в котором индуцируется ток.

Для наиболее опасных расположений случайных контуров с точки зрения возможности воспламенения рудничной атмосферы, т. е. при прокладке кабелей в однопутевом квершлаге на мини­ мально удаленном от тяговой сети ток, наводимый в кабелях марки СБЗхбО, равен

205

димом тяговой сетью 6,3 В.

Для данных параметров контура величина тока воспламене­

безопасный ток для рассматриваемого контура тогда составит

(3)

что превышает ток, индуцируемый тяговой сетью в постоянном проводнике. Следовательно, применение бесконтактной руднич­ ной откатки с шагом транспозиции тяговой сети меньше 100 м отвечает требованиям ПИВРЭ, предъявляемом к рудничному оборудованию исполнения «РВ» при соответствующем исполне­ нии всех остальных элементов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Правили изготовления рудничного взрывобезопасного оборудования,

1961.

РАЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ ДЛЯ РУДНИЧНЫХ КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ

II М. ЯКУШЕВ, В. И. ЩУЦКИИ (Московский горный институт)

Электровозный транспорт находит широкое применение в горнодобывающей промышленности благодаря своим высоким технико-экономическим показателям. Однако при эксплуатации контактных электровозов необходимо решить вопросы электро­ безопасности, в частности, защиту персонала от поражения электрическим током при случайных прикосновениях к контакт­ ному проводу.

Наиболее широко распространенной и приемлемой является система электроснабжения рудничной электровозной откатки на постоянном токе с использованием рельсового пути в качестве токопровода. Защита таких сетей осложняется тем, что в них утечки тока на землю включены параллельно нагрузке и по ве­ личине на несколько порядков меньше токов нагрузки.

В известных средствах защиты от токов утечки контроль сос­ тояния изоляции контактного провода осуществляется с помощью оперативного сигнала, накладываемого на рабочее напряжение. Чтобы не допустить прохождения оперативного тока через цепи нагрузки, в них устанавливаются специальные заградители, об-

206

ладающие большим сопротивлением для оперативного и малым сопротивлением для рабочего тока. В выпускаемых промышлен­ ностью аппаратах защиты от токов утечки (например, типа РУКС) оперативным сигналом является синусоидальное напря­ жение повышенной частоты. Роль заградителей в таких аппара­ тах выполняют LC фильтры или усилители, имеющие на выходе напряжение одинаковой частоты по сравнению с оперативным,

но противоположное ему по фазе.

Основными недостатками этих устройств защиты являются:

1)влияние гармонических составляющих выпрямленного на­ пряжения и коммутационных помех на оперативное напряжение;

2)сложность выполнения и настройки резонансных фильт­

ров;

3)наличие фазовых и частотных искажений в заградителяхусилителях;

4)наличие зон пониженной чувствительности, являющихся

следствием возникновения стоячих волн; 5) сложность настройки чувствительного органа устройств

защиты.

Для устранения этих недостатков, предложено использовать в качестве оперативного сигнала импульсы напряжения обрат­ ной полярности, подаваемые в контактную сеть с определенной частотой следования (рис. 1). Такой сигнал меньше подвержен действию возникающих в сети помех и не требует создания сложных заградителей (роль последних могут выполнять полу­ проводниковые. вентили), что позволяет оснастить аппаратурой защиты контактные сети с тяжелыми электровозами.

Рис. 1. Временная диаграмма напряжений:

— время импульса рабочего напряжения;

^и *о*I[■— время импульса напряжения обратной полярности.

Заграждающие свойства полупроводниковых заградителей зависят от обратного тока / обр через вентиль. При работе п электровозов на линии ток оперативного сигнала /0.и. через на­ грузку составит

207

В случае применения вентилей одного типа суммарный ток оперативного сигнала с достаточной для практических расчетов

точностью может быть определен:

\

электровозной откатки необходимо, чтобы величина тока через прикоснувшегося к контактному проводу человека /,, лежала в пределах чувствительности устройства защиты. В идеальном

случае отношение - - р 1- должно стремиться к нулю. Уменьшение

пропорции с количеством электровозов на линии.

Частота следования импульсов напряжения обратной поляр­ ности / определяется из условий электробезопасности, т. е.

/

ч

В) ^3

где

tb сзопасное время воздействия тока на организм чело­ века;

(3 — полное время срабатывания устройства защиты. Принципиальная схема устройства защиты, построенная па

описанном принципе, приведена на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная схема устройства защиты.

(УЭ — управляющий элемент; П — преобразователь; ГИ — генератор импульсов; ЧЭ — чувствительный элемент; Д — двигатель электровоза; ZH3 — сопротивление изоляции контактной сети).

Рабочее напряжение постоянного тока с помощью преобразо­ вателя П, управляемого от управляющего элемента УЭ, преоб­ разуется в импульсное напряжение с заданной скважностью.

208

За время паузы генератор импульсов ГИ подает в контактную сеть одиночный импульс, полярность которого противоположна полярности рабочего напряжения.

При нормальном состоянии изоляции контактной сети величи­ на оперативного тока меньше величины уставки срабатывания чувствительного элемента ЧЭ. В случае снижения сопротивления изоляции или возникновения локального тока утечки (например, при случайном прикосновении человека к контактному проводу) ток оперативного сигнала замыкается через цепь утечки, чувстви­ тельный элемент срабатывает и подает сигнал на отключение контактной сети от источника питания.

Описанное устройство защиты прошло лабораторные испы­ тания в Московском горном институте и показало хорошие ре­ зультаты. Опытная эксплуатация образцов защитных устройств намечается в условиях шахты № 57 Джезказганского ГМК,.

ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ СЕТЕЙ

,М И. т Щ ’ТГоН , Ю. С. ПЕТРОВ, И. Ш. КОРОТКОВ (Московский горный институт)

Большую роль в отношении безопасности и безотказности электровзрывапия играет контроль параметров электровзрывной цепи, основными из которых являются число электродетонаторов (ЭД), величина '.электрического сопротивления сети и величина сопротивления ее изоляции.

На входное сопротивление электровзрывной сети влияет целый ряд случайных факторов сопротивление ЭД (которое мо­ жет заключаться в пределах 2к-4,2 Ом и, как известно, подчи­ няется нормальному закону распределения); возможные ошибки в монтаже цепи; несовершенство изоляции «сростков» — мест

интерес установление корреляционной зависимости между соп­ ротивлением электровзрывной сети и количеством ЭД, что и бы­ ло проделано авторами экспериментально и теоретически. При­ чем исследования проводились как для случая, когда проводи­

данных позволила определить коэффициенты корреляции между сопротивлением электровзрывпой сети и количеством ЭД, зна­