Шахтное оборудование

Конспект

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым мотором, наиболее простой по своему устройству и обслуживанию, является в настоящее время и наиболее распространенным.

Главными элементами двигателя являются статор - неподвижная часть двигателя, мотора - его вращающая часть.

Статор состоит из двух основных элементов: немагнитной станины, предназначенной для объединения всех узлов машины с сердечника с обмоткой.

Литая нущная станина для увеличения жесткости имеет корытообразное сечение, обеспечивающее при небольшом весе достаточную прочность. С ее внутренней стороны расположены четыре продольных ребра, на которых крепится сердечник с обмоткой. Сердечник статора набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и скреплен скобами из листовой стали, приваренными к торцам пакета дуговой сваркой. От распушения пакет предохраняют стальные нажимные шайбы. Шайбы согнуты из полосовой стали толщиной 2 мм, сварены и выгнуты в форме угольника. Чтобы придать конструкции большую жесткость в шайбах выштампована кольцевая полукруглая канавка.

Однослойная обмотка статора состоит из намотанных круглым обмоточным проводом мягких катушек, которые укладывают через щели в полузакрытые пазы.

Лобовые части катушек при выходе из пазов проходят через пазы изоляционных листов, защищающие изоляцию проводов от повреждения углами зубцов статора.

Соединения катушек обмотки статора между собой и выводные концы расположены на одной лобовой части и плотно забандажированны лентой.

Выводные концы сделаны из гибкого монтажного провода и припаяны к обмотке. Из двигателя они выведены через отверстие в станине и сверху прикрываются крышкой. Чтобы не повредить изоляцию провода. В края отверстия вставлена резиновая втулка.

Для обозначения на выводы надеты бирки с выбитыми буквами и цифрами. Начала фаз индексами С_i, C2, C3, а концы - соответственно С4, С5, С6.

Начиная с 6-го габарита, в двигателях серии А мощностью до 100 кВт статорную обмотку выполняют двухслойной из мягких катушек. Двухслойная обмотка отличается от однослойной тем, что в пазу лежат две стороны катушек.

Корпусную изоляцию в машинах с мягкими катушками выполняют в виде закладываемых в пазы гильз. Гильзу сгибают в виде коробочки из нескольких слоев листового изоляционного материала. Для машин с изоляцией класса А в единой серии А и АО применяют трехслойные гильзы из двух слоев электрокартона и одного слоя лакоткани, находящеюся между ними. Наружная полоска электоропатрона предохраняет лакоткань от прокола острыми выступами пазов, а внутренняя служит для защиты лакоткани от смятия проводниками при укладке обмотки. В машинах с изоляцией класса В с теплостойкой изоляцией для пазовой изоляции применяют гибкий миканит или стеклотканиет.

В новой серии асинхронных двигателей для уменьшения толщины изоляций, улучшения ее теплопроводности и электрической прочности применяют электрокартон в сечении с лавсамовой пленкой и стеклотканью.

Мотор двигателя представляет собой укрепленный на валу цилиндрический сердечник, несущий короткозамкнутую литую алюминиевую обмотку. Конструкция сердечников моторов асинхронных двигателей подобна сердечникам якорей машин постоянного тока. Особенность их заключается лишь в том, что в двигателях с литой алюминиевой обмоткой отсутствуют нажимные шайбы, а от распушения листы пакета удерживают короткозамыкающие кольца, отливаемые заодно со стержнями обмотки при спрессованном сердечнике.

Литые алюминиевые обмотки применяются, как правило, в асинхронных двигателях мощностью до 100 кВ. В более крупных двигателях короткозамкнутую обмотку обычно выполняют из отдельных медных стержней, вставляемых в пазы мотора, и короткозамыкающих колец, соединяя стержни с кольцами пайкой или сваркой.

Вал мотора вращается в шариковых подшипниках, расположенных в сквозных центральных отверстиях нущунных подшипниковых щитов. На наружном ободе подшипниковый щит имеет четыре пришива для крепления его к стамине и кольцевой поясок. Щит центрируется в станине посредством кольцевого пояска.

В нижней части подшипниковых щитов имеются отверстия для забора охлаждающего воздуха. Воздух, захватываемый лопатками мотора, двумя параллельными радиально направленными струями омывает лобовые части обмотки, проходит между ребрами станины, охлаждает сердечник и выбрасывается наружу через специальное отверстие, расположенное в нижней части станины. Для создания направленного потока воздуха служат установленные внутри щитов штампованные из листовой стали шайбы, называемые диффузорами. Диффузоры защищают также двигатели от попадания внутрь струи воды, направленной под углом 45^o к вертикали, поэтому двигатель является брызгозащищенным.

Принцип действия асинхронного двигателя

Электрическим двигателям называется машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Применяемые в настоящее время двигатели могут быть разделены по принципу действия на 3 группы:

1) асинхронные

2) синхронные

3) двигатели постоянного тока

Первые две группы являются двигателями переменного тока. Наибольшее распространение получили асинхронные двигатели, как более простые и надежные.

Работа асинхронного двигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами, индуктированными этим магнитным полем во вращающейся части электродвигателя. Поясним принцип работы асинхронного двигателя на опыте с так называемым диском Арасо-Ленца.

Техника безопасности при работе с электроустановками

Причинами несчастных случаев при ремонте промышленного электрооборудования могут быть:

- прикосновения к токоведущим частям

- прикосновения с металлическими корпусами объектов электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением

- соединение обмоток высшего напряжения трансформатора с обмотками низшего напряжения

- образование электрических искр, дуг или чрезмерное нагревание частей электрооборудования

Чтобы повысить безопасность работы с электроустановками, применяют заземление. Заземлением называется соединение с землей металлических частей установки, изолированных от частей, находящихся под напряжением. Все металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, предохранителей заземляют.

Каждого рабочего обучают безопасным методам работы, а также правилам оказания первой помощи. Обучение проводится под руководством опытного работника.

Защитными средствами от поражения электрическим током являются диэлектрические перчатки, боты, коврики и изолирующие подставки. Надежность их периодически контролируют.

Для защиты глаз от ожогов и поражения электрической дугой надевают защитные очки, а для защиты рук от ожогов - рукавицы из трудновоспламеняемой ткани. Хранят защитные средства в отведенных для этого местах.

Причины пожаров и противопожарные мероприятия

Причинами пожаров на производстве могут быть: несоблюдение правил обращения с открытым огнем, неисправности нагревательных печей, отсутствие защиты проводки от коротких замыканий, курения в запрещенных местах. Противопожарные мероприятия служат для предупреждения пожаров, локализации и ликвидации возникающих загораний.

В зависимости от степени опасности той или иной горной выработки в отношении взрыва метано-воздушной среды применяемой в ней электрооборудование по уровню защиты подразделяется на:

1) Рудничное нормальное электрооборудование (РН) - не имеющее средств взрывозащиты

2) Рудничное электрооборудование повышенной надежности против взрыва (РБ) - в котором предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасного искрения, дугообразования и нагрева, а также обеспечения взрывозащиты только в режиме нормальной работы электрооборудования.

3) Рудничное взрывобезопасное электрооборудование (РВ) - в котором предусмотрены меры защиты от взрыва окружающей взрывоопасной атмосферы при появлении опасного искрения, дугообразования и нагрева, как в режиме нормальной работы электрооборудования, так и при его вероятных повреждениях.

4) Рудничное электрооборудование, взрывобезопасное при любых повреждениях (РО) - в котором предусмотрены меры защиты от действия электрических искр или дуг, как при нормальной работе, так и при неограниченном числе повреждений любых элементов.

Уровень взрывозащиты электрооборудования обозначается на его корпусе прямоугольником, внутри которого указаны буквы:

ПИВРЭ предусматривает следующие виды взрывозащиты, указываемые на корпусе электрооборудования в виде соответствующих букв внутри кружка:

1) Взрывонепроницаемая (взрывобезопасная) оболочка -

В зависимости от величины номинального напряжения и наибольшего возможного тока короткого замыкания таким оболочкам присваиваются следующие обозначения:

при U ? 65B и I_к.з. ? 100 А -

при U ? 127B и I_к.з. ? 450 А -

при U ? 660B и I_к.з. ? 1500 А -

при U ? 6000B и I_к.з. ? 10000 А -

Для рудничных взрывобезопасных светильников независимо от величины U и I_к.з. принимается обозначение

2) Повышенная надежность против взрыва -

3) искробезопасность -

4) кварцевое заполнение -

5) специальное исполнение -

6) автоматическое отключение -

Синхронные машины

Синхронные машины по конструкции разделяют на явнополюсные и неявнополюсные.

Неявнополюсными изготовляют быстроходные синхронные машины - турбогенераторы. Мотор таких машин для увеличения механической прочности изготовляют в виде сплошного цилиндра, на поверхности которого выполнены пазы для размещения обмотки возбуждения.

Синхронной называется электрическая машина, у которой частота вращения мотора равна частоте вращающегося поля и не зависит от нагрузки. Синхронные машины служат генераторами переменного тока промышленной частоты на электростанциях.

Достоинством синхронного двигателя является возможность его работы с емкостным (опережающим) током статора; такой двигатель будет улучшать коэффициент мощности предприятия.

Для получения регулируемой реактивной емкостной мощности устанавливают синхронные компенсаторы - синхронные двигатели без нагрузки на валу.

Любая синхронная машина может работать во всех трех режимах.

Основные части синхронной машины - статор и мотор.

Статор не отличается от статора асинхронной машины. Сердечник статора собран из изолированных одна от другой пластин электротехнической стали и укреплен внутри массивного корпуса. В пазах статора размещена трехфазная обмотка переменного тока.

Мотор синхронной машины по существу представляет собой электромагнит, неявнополюсный или явнополюсный, обмотка которого питается постоянным током возбуждения. Последний поступает в мотор через контактные кольца и щетки от внешнего источника постоянного тока.

Синхронные двигатели применяют для различных видов привода, работающего с постоянной частотой вращения: для крупных вентиляторов, компрессоров, центробежных насосов, генераторов постоянного тока и т.д.

При неподвижном моторе (в начале пуска) синхронный электромагнитный момент двигателя равен нулю, т.к. поле статора вращается с большой скоростью относительно намагниченного мотора; направление действия момента быстро изменяется, и его среднее значение равно нулю. Поэтому на моторе имеется пусковая короткозамкнутая обмотка из медных или латунных стержней. Она напоминает «беличье» колесо асинхронной машины. У некоторых двигателей нет специальной короткозамкнутой обмотки на моторе, а ее роль выполняют сам массивный мотор и металлические клинья, заложенные в пазы мотора.

Пуск двигателя состоит из двух этапов: первый этап - увеличение скорости вращения при отсутствии возбуждения постоянным током и второй этап - втягивание мотора в синхронизм после включения постоянного тока возбуждения. Во время первого этапа - асинхронного пуска обмотка возбуждения отключается от источника постоянного тока и замыкается на активное сопротивление, превышающее активное сопротивление обмотки возбуждения отключается от источника постоянного тока и замыкается на активное сопротивление обмотки возбуждения в 10-15 раз. Не следует оставлять обмотку возбуждения разомкнутой т.к. вращающееся поле может индуктировать в ней весьма значительную ЭДС, опасную для целости изоляции. В большинстве случаев синхронные двигатели имеют значительную мощность, поэтому для уменьшения пусковых токов понижают напряжение на статоре, включая двигатели через пусковой автотрансформатор или через реактор. Когда скольжение мотора достаточно мало, двигатель включают на полное напряжение сети.

Но пока не включен постоянного тока возбуждения мотора. Под действием электромагнитных сил мотор достигает синхронной частоты вращения и развивает требуемый вращающий момент.

Конструкция тихоходного синхронного двигателя серии СДН

Корпус 7 статора сваренный из листовой стали, неразъемный. Сегменты сердечника 6 статора набраны на шпильки 5, которые вставлены в отверстия в торцевых листах корпуса и стянуты гайками. Обмотка статора 8 двухслойная, из прямоугольного провода. Лобовые части обмотки защищены легкими предохранительными щитами 4. Остов 10 мотора сварной. Сердечники полюсов 2 набраны из листовой стали и прикреплены к ободу мотора болтами. В пазах полюсных наконечников расположены стержни 9 пусковой обмотки, соединенные кольцами.

Возбуждение двигателя происходит от возбудителя 13, приводимого во вращение от вала двигателя при помощи клиноременной передачи 12. Постоянный ток от возбудителя подводится к катушкам мотора через контактные кольца 11 и щетки. Вал мотора вращается в стояковых подшипниках скольжения 1, установленных на общей орундаментной плете 14.

Двигатель самовентилируемый, с радиальной системой вентиляции. Лопатки вентилятора 3 приварены непосредственно к торцам обода мотора.

Электрооборудование в рудничном нормальном исполнении РН

Электрооборудование в РН предназначается для применения в шахтах, не опасных по газу или пыли, а также на свежей струе в стволах, околоствольных выработках со свежей струей воздуха в камерах стационарных установок, проветриваемых свежей струей воздуха за счет общешахтной деирении шахт, опасных по газу или пыли;

Электрооборудование в исполнении РН должно удовлетворять дополнительным требованиям:

1) Оболочки электрооборудования должны иметь повышенную механическую прочность и обеспечивать защиту от механических повреждений, проникновения внутрь воды, пыли в количествах, препятствующих нормальной работе электрооборудования;

2) t наружных частей оболочек не должна превышать при длительном режиме +200 ^oC, при кратковременном +450 ^oC.

3) Изоляция электрооборудования должна быть влагостойкой, теплостойкой, малостойкой и дугостойкой и рассчитана на работу в условиях относительной влажности воздуха 97-100% при окружающей t 35 ^oC.

4) Должны быть предусмотрены кабельные вводы при помощи глухих или штепсельных муфт;

5) Все электроаппараты, подвергающиеся при эксплуатации частому осмотру должны иметь блокировку, препятствующую открыванию крышек или разъединению штепсельных устройств под током и включение аппарата при открытой крышке; конструкция блокировочного разъединителя должна обеспечивать видимый разрыв контакторов;

6) Масляное заполнение допускается только в стационарных установках для контроллеров, реостатов и полупроводниковых выпрямителей при напряжении до 700В;

7) Уровень масла в масляных аппаратах должен быть таким, чтобы исключалась возможность выбрасывания искр или пламени из масла. Уровень масла должен обозначаться пометкой на устройстве для контроля уровня.

Рудничное электрооборудование в исполнении повышенной надежности (РП)

Повышение надежности можно достигнуть, снижая допустимый нагрев опасных элементов и заключая во взрывобезопасную оболочку только нормально искрящие части или погружая в масло обмотки и токоведущие части.

Дополнительные требования:

1) Электрооборудование повышенной надежности следует изготовлять так, чтобы исключить возможность возникновения искрений, эл. дуги или опасных t в тех местах, где они не должны иметь места при нормальной работе;

2) Номинальная t перегрева изолированных обмоток должна быть ниже допускаемой по общим нормам для данного класса изоляции.

3) Заключение во взрывобезопасный кожух только нормально искрящих частей;

4) Детали рудничного электрооборудования напряжением свыше 700В, искрения на которых имеет место при нормальной работе, могут быть погружены в масло.

Электрооборудование во взрывобезопасном исполнении (РВ)

Электрооборудование в РВ исполнении предназначено для применения в шахтах, опасных по газу или пыли, в передвижных установках, и в местах, где появление метана в опасной концентрации является реальным.

Взрывобезопасное исполнение достигается путем заключения электрооборудования в массивную оболочку, обладающую взрывоустойчивостью и взрывонепроницаемостью.

Под взрывоустойчивостью понимается способность оболочки без повреждений и остаточных деформаций выдерживать максимальное давление, возникающее при взрыве наиболее опасной концентрации горючей смеси и при образовании мощной эл. дуги внутри оболочки.

Под взрывонепроницаемостью понимается такое сопряжение отдельных деталей, при котором продукты воспламенения внутри оболочки, а также эл. искры, дуги и пламя, проходя через зазоры в сопряжениях, охлаждаются настолько, что, выходя наружу, не способы вызвать воспламенения взрывчатой атмосферы шахты.

Электрооборудование в искробезопасном исполнении (РИ)

Электрооборудование в искробезопасном исполнении - эл. оборудование, в котором все электрические цепи являются искробезопасными.

Искробезопасными следует считать цепи, в которых возможно возникновение только безопасного электрического искрения, неспособного вызвать воспламенение горючей смеси или опасного нагрева ее элементов при самых благоприятных условиях. Электрическая схема, у которой кроме искробезопасных имеются искроопасные цепи, называются комбинированной.

Специальные виды взрывозащиты

1. Защита путем заполнения объема оболочки диэлектриком.

2. Пластинчатая (пакетная) защита.

3. Защита путем продувания под избыточным давлением.

4. Использование эффекта беспламенного горения.

5. Использование бесконтактной связи приемника с источником тока.

6. Защита путем опережающего контроля и отключения.

Аппаратура, применяемая для электрических приводов, в зависимости от назначения может быть разделена на две основные группы: аппаратура управления и аппаратура защиты.

Аппаратура управления предназначается для включения и отключения электрических цепей, пуска, реверсирования и регулирования электрических двигателей.

Аппаратура защиты предназначается для защиты установок в случае нарушения нормального режима работы, сопровождающегося появлением коротких замыканий, опасных перегрузок, перегрева обмоток, пробоя изоляции и недопустимых колебаний напряжения в сети. Для указанной цели применяются аппараты, содержащие соответствующие защитные приспособления.

Практически во многих случаях функции управления и защиты совмещаются в одном - общем аппарате (фидерный автоматический выключатель, магнитный пускатель).

В Зависимости от применяемой величины напряжения тока, резко влияющей на особенности конструкции аппаратуры, последняя делится на две основные группы; аппаратура низкого напряжения (до 1000В), аппаратура высокого напряжения (свыше 1000В).

В зависимости от способа управления различают аппаратуру ручного и автоматического управления.

Аппаратура ручного управления различается по принципу действия защиты, по назначению и по виду исполнения.

В зависимости от принципа действия защиты аппараты делятся на аппараты с защитой с помощью плавких предохранителей и аппараты с автоматической защитой - автоматы. Отключения этих аппаратов может осуществляться вручную и автоматически с помощью реле, а включение - непосредственно у аппарата вручную.

По назначению аппараты делятся на две основные группы:

1) пускатели, предназначенные для индивидуального пуска и защиты отдельных приемников;

2) фидерные выключатели, предназначенные для включения и защиты магистральных кабелей (фидеров) от коротких замыканий.

По виду исполнения различают аппаратуру, предназначенную для шахт, опасных по газу или пыли (исполнение РВ, РП и РВИ), и для шахт, не опасных по газу и пыли (исключении РН).

Независимо от принципа действия, назначения и вида исполнения все аппараты содержат следующие основные элементы:

1) контактную систему, обеспечивающую включение и отключение (переключение) силовых цепей;

2) механизм включения и отключения контактной системы;

3) элементы защиты;

4) блокировочные устройства, обеспечивающие требования безопасной эксплуатации аппаратов;

5) опорную изоляционную панель, на которой монтируются токоведущие части;

6) корпус, обеспечивающую защиту всех элементов аппарата от воздействия внешней среды, снабженный устройствами для подвода и отвода кабелей.

Наиболее важным и ответственным элементом каждого коммутационного аппарата, предназначенного для замыкания или размыкания силовых цепей, является контактная система.

Для каждого аппарата в зависимости от конструкции контактной системы, заводом указывается номинальный ток, который длительно может выдерживать контакты, и максимальный или разрывной ток, который может надежно разрывать контактная система без повреждений аппарата.

Для повышения разрывной мощности контактной системы применяют различные мероприятия: усиление контактов приданием им специальной формы и значительных размеров; применение двойных контактов; применение специальных дугогасительных устройств.

Основным способом повышения разрывной мощности контактной системы в настоящее время является применение специальных устройств для гашения электрической дуги. Эти устройства выполняются в виде дугогасительных камер, внутри которых происходит замыкание и разрыв рабочего тока.

В рудничной аппаратуре напряжением до 1000В почти исключительное применение получили два типа дугогасительных устройств: дугогасительные катушки и дугогасительные решетки.

Общие сведения

По назначению электрооборудование (электротехническое устройство) выпускается следующих видов: общего назначения, выполненное без учета специфических требований, характерных для определенной отрасли народного хозяйства или для определенного назначения:

взрывозащищенное, в котором предусмотрены конструктивные меры с целью устранения или затруднения возможности воспламенения взрывоопасной среды.

рудничное, специально предназначенное для рудников и шахт.

По условиям эксплуатации электрооборудование разделено на:

стационарное, предназначенное для эксплуатации без перемещения относительно обслуживаемых объектов (электрооборудование главных понизительных и центральных подземных подстанций, вентиляторов главного проветривания и насосов центрального водоотлива и т.п.)

По величине применяемого напряжения имеются два вида электрооборудования:

низкое - электрооборудование на напряжение до 1000В

высокое - электрооборудование на напряжение выше 1000В

Условия эксплуатации электрооборудования на открытых горных разработках

На современных открытых горных разработках применяют высокопроизводительные механизированные комплексы установок с электрическим приводом. К ним относятся: экскаваторы, электровозы, конвейеры, буровые станки, насосы и другое оборудование.

При работе на открытом воздухе электрооборудование подвергается воздействию атмосферных осадков, повышенной солнечной радиации, изменениям температуры окружающей среды в зависимости от времени года, запыленности и содержащихся в воздухе паров химических реагентов. Поэтому для южных районов из-за высокой температуры окружающей среды следует применять электрооборудование в тропическом исполнении (Т). Низкая температура в северных районах снижает сопротивление изоляции кабельных линий, затрудняет эксплуатацию маслонаполненных аппаратов. Поэтому для таких районов выпускается электрооборудование в холодостойком исполнении (ХЛ). При взрывных работах электрооборудование может подвергаться ударам кусков полезного ископаемого или пустой породы. На отдельных установках электрооборудование во время работы испытывает постоянное сотрясение и толчки.

В связи с вышеизложенным к электрооборудованию открытых горных разработок предъявляются следующие требования: повышенная механическая прочность внешних оболочек; защита токоведущих частей от пыли, влаги и химических реагентов; применение влаго - тепло или холодостойкой изоляции в зависимости от эксплуатации электрооборудования в определенных климатических условиях; использование быстро действующих защитных средств от поражения людей электрически током.

Условия эксплуатации электрооборудования при подземных горных работах

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.

Текст к опорному конспекту

[Учащимся предлагается работа с опорным конспектом. Затем они самостоятельно составляют к нему текст]

1. Все горные машины и механизмы приводятся в движение с помощью электродвигателей. В шахте нашли применение асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым мотором.

2,3. Поскольку статорная обмотка 3^х фазная ее соединяют либо Y, либо , т.е. это дает возможность включать двигатель на два напряжения. Для более низких напряжений, указанных на щитке АД обмотка статора включается , для более высоких - Y. Для выполнения этой операции достаточно произвести соответствующие переключения в клемной коробке электродвигателя.

4. На корпусе двигателя есть щиток, на котором нанесены паспортные данные, например: U_H, P_H, n об/мин. и т.д.

5. В соответствии с мощностью АД их применяют для угольных комбайнов в очистных забоях тип ЭДК, ЭДКО, ЭКВ; для конвейеров - ЭДКОФ, КОФ, ВАО, для проходческих комбайнов - ВАОПК; для лебедок ВРЛ; для вентиляторов местного проветривания ВРМ; для электровозов ДРТ, ЭТ, ЭДР.

6. Перед спуском в шахту АД подвергают тщательной проверке, вчастности проверяют R_из Обмоток статора, которое должно быть:

R_из для новых АД = 10 кОм

R_из для б/у АД = 1,5 кОм

Измеряют с помощью мегомметра.