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.