Содержание
Вопрос№1
Вопрос№2
Вопрос№3
Вопрос№4
Вопрос№5
Вопрос№6
Литература
Вопрос №1
В подземных выработках шахт, рудников, в карьерах и наразрезах можно применять также рудничное нормальное электрооборудование, неимеющее какого-либо уровня и вида взрывозащиты, но выполненное по особымПравилам изготовления электрооборудования в рудничном исполнении с присвоениеммаркировки РН — ГОСТ 24754—81.
Рудничное электрооборудование должно удовлетворятьследующим основным требованиям.
1. В нормальном исполнении. Оболочки должны иметьпыле-влагозащищенную конструкцию, обладать повышенной механической прочностью,выдерживать температуру нагрева наружных частей оболочки до 200 °С придлительном режиме работы. Изоляцию рассчитывают на длительный режим работы вусловиях относительной влажности окружающей среды (98±2) % (с конденсациейвлаги) при температуре (35±2) °С; для электрооборудования, встраиваемого вмашины и механизмы, содержащие масло, она должна быть маслостойкой. В качествеопоры для неизолированных частей, находящихся под напряжением, применяютпрочные, дугостойкие, теплостойкие материалы. Кабельные вводы необходимоустраивать при помощи глухих или штепсельных муфт. У штепсельных муфт розетки сконтактными гнездами должны монтироваться со стороны источника электроэнергии.На неиспользуемых кабельных вводах в период эксплуатации должны стоятьзаглушки, обеспечивающие пылевлаго-защиту. Электрические аппараты, у которыхнеобходимо производить зачистку контактных поверхностей, проверку и настройкузащиты, должны иметь блокировку, которая допускала бы открывание только приотсутствии напряжения на токоведущих частях аппаратов. При этом конструкцияблокировочных разъединителей должна обеспечивать видимый разрыв контактов.Токоведущие части необходимо выполнять из стойких к коррозии и обладающихвысокой проводимостью материалов. Все зажимы должны иметь маркировку. Дляместного заземления оболочек должны быть установлены два наружных заземляющихзажима, а у кабельных вводов должен быть один внутренний заземляющий зажим.
2. В исполнении повышенной надежности против взрыва.Данное электрооборудование должно удовлетворять требованиям, перечисленным впункте 1, и дополнительно иметь следующие защитные средства и меры:взрывонепроницаемую оболочку, предотвращающую передачу взрыва при воспламенениисмеси внутри оболочки от нормально искрящих частей (при возможных дуговых к. з.взрывонепроницаемость не обеспечивается); высококачественную изоляцию длятоковедущих частей; надежное соединение токоведущих частей с соблюдениемэлектрических зазоров (кратчайшего расстояния в окружающей среде междусоседними металлическими частями разного потенциала или между частью,находящейся под напряжением, и заземляемой частью электрооборудования) междуними, исключающих возникновение искрения или электрической дуги; установлениеболее низких температур нагрева электрооборудования и перегрева изоляции посравнению с температурой самовоспламенения газойли пылевоздушной среды;пропитку обмоток электрических машин под вакуумом с покрытием лобовых частейэмалью или лаком; снабжение всех искрящих при нормальной работе элементовсредствами взрывозащиты; наличие защитных устройств, предотвращающихприкосновение к токоведущим частям и проникновение к ним, а также к ихэлектрической изоляции воды и пыли.
Вопрос №2
Аппаратами защиты называют устройства, которыеавтоматически отключают участки электрической сети в случаях нарушениянормального режима работы, что позволяет обеспечить безопасность обслуживающегоперсонала и сохранность электроустановок.
Основные виды защит — максимально-токовая, минимальная инулевая, тепловая, от потери управляемости, от опасных утечек тока на землю, отчастых включений контакторов и т. д.
Максимально-токовая защита предназначена для защиты оттока к. з. и недопустимых токовых перегрузок. Для этой цели применяют плавкиепредохранители и реле максимального тока.
/>
Плавкие предохранители выпускают пробочного и трубчатоготипов. Первые в основном применяют для защиты осветительных сетей с токами до60 А, вторые — для защиты электродвигателей и силовых цепей. Трубчатыепредохранители выпускают на ток до 1000 А. Основными элементами предохранителяявляются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, идугогасительное устройство, которое гасит дугу, возникающую после плавлениявставки. Трубчатые предохранители изготовляют для применения на поверхности скварцевым заполнителем неразборными типа НПН и разборными типа ПН. В шахтнойаппаратуре применяют предохранители ПР (рис.) с закрытыми разборными патронамибез заполнителя. Предохранитель состоит из фибровой трубки / повышенноймеханической прочности с концевыми латунными обоймами 3, на которые навернутыколпачки 4. Внутри трубки вставлена плавкая штампованная цинковая вставка 2,связанная с выводными зажимами 6 болтовым соединением и удерживаемая внутритрубки в фиксированном положении двумя пластинами 5. Выводные зажимы соединеныгайками с токоведущим болтом, к которому подводится питание гибкими проводами визоляционной оплетке. Вставка в зависимости от напряжения имеет до четырехузких участков, которые облегчают ее плавление. Электрическая дуга при сгоранииплавкой вставки не выходит за пределы трубки. Диаметр трубки (патрона) меняетсяв зависимости от номинального тока, а длина предохранителя по оси зависит отнапряжения (при меньшей длине — меньшая отключающая способность). Времяплавления зависит от протекающего тока. Так, при токе плавления, в 4 разабольшем номинального тока плавкой вставки, время плавления —2,5 с, а если токплавления больше номинального в 1,6 раза, время плавления составит 1 ч. Отсюдавидно, что плавкие предохранители не обеспечивают защиту электродвигателей,которые при перегрузке в 1,5 раза перегреваются в течение 2 мин.
Достоинства предохранителей: простота, дешевизна,надежность защиты при к.з. Недостатки — отсутствие реакции на незначительные,но вредные для электродвигателей перегрузки, невозможность отключения всех трехфаз; трудность регулировки при изменении режимов работы двигателей. Номинальныетоки плавких вставок предохранителей приведены в табл. 8.1, а порядок выбораплавких вставок предохранителей изложен в разд. 8.3 Реле максимального тока(рис. 3.2) служат для мгновенной: отключения цепей. Такое реле имеет катушку /,насаженную на неподвижный сердечник 2, соединенный с подвижным якорем 8,который механически связан с бойком 7 и регулировочной пружиной 6. К нижнейчасти сердечника прикреплена градуиро ванная шкала токовых уставок 4 суказателем 5. При токе в катушке /, превышающем значение тока на шкале, якорьмгновенно притягивается к сердечнику, преодолевая натяжение пружины, и боеквоздействует на отключающий механизм аппарата. Такого типа реле называютмаксимальными расцепителями. Для проверки их работоспособности на сердечникеукреплена контрольная катушка 3, включаемая в сеть параллельно черезвыключатель. Перед проверкой отключают аппарат, ставят указатель шкалы всоответствии с напряжением силовой цепи, включают аппарат, а затем выключателькатушки. При этом должно произойти от включения аппарата.
Достоинства реле: одновременное отключение всех трех фази относительно малый промежуток времени на повторное включение. Недостатки:прямое включение катушки в разрыв силовой цепи, большой разрыв между делениямишкалы, деформации пружины.
/>
Эти недостатки устранены в унифицированной максимальнойтоковой защите УМЗ, которую встраивают в магнитные пускателя ПВИ, ПВ-1140,станции управления СУВ-350 и др. Принципиальная схема УМЗ, приведена далее,состоит из двух одинаковых цепей, содержащих трансформаторы тока ТА,шунтирующие резисторы />, проверочные резисторы />,регулировочные резисторы />, выпрямительные мосты V,исполнительные реле К и кнопки проверки S. Общие контакты исполнительных релевключены: размыкающий контакт К.2 в цепь питания катушки контактора магнитногопускателя или станции управления, а замыкающий контакт К-1 в цепь сигнальнойлампы тех же аппаратов, сообщающей о срабатывании защиты. Исполнительные реле Квключены в цепь как реле напряжения. Особенность данного вида защиты состоит втом, что параметры реле и шунтирующих резисторов выбраны такими, чтобы во времяпуска двигателей, несмотря на наличие больших пусковых токов, срабатывания релене происходило, так как магнитный поток в магнитопроводе не достигает потокатрогания реле. Это дает возможность практически отстраивать защиту УМЗ пофактическому пусковому току электродвигателя, что позволяет значительнорасширить зону действия защиты.
Общее время срабатывания защиты без учета горения дуги непревышает 0,1 с. Для установки уставок срабатывания защиты используют шкалурегулировочных резисторов, имеющую 11 относительных единиц, что позволяетпроизводить более точную плавную настройку защиты.
Вопрос №3
Характер воздействия электротока на человека.
Механизм действия электротока на организм человека можнопредставить следующим образом. Электроток проходит по всему телу идезорганизует действие, биотоков по всему пути их прохождения. Проходя черезцентральную нервную систему, электроток вызывает различные реакции организма. Вслучае чрезмерного раздражающего действия электротока сигналы центральнойнервной системы могут вызвать опасную для жизни реакцию организма. Это такназываемое рефлекторное действие электротока на организм человека.
Одновременно с рефлекторным действием электротококазывает и прямое, непосредственное воздействие на ткани и органы, вызываянепроизвольные сокращения мышц (электрическое, термическое и т. п.). При этоммогут возникать различные нарушения в организме, включая механическиеповреждения тканей, а также нарушение и даже полное прекращение деятельностиорганов дыхания и кровообращения (электрический удар).
Наибольшую опасность при поражении электротоком,представляют прекращение дыхания и наступление фибрилляции сердечной мышцы. Прекращениедыхания наступает в результате длительного воздействия электротока надыхательную мускулатуру, а фибрилляция может быть результатом сравнительно кратковременногопротекания, электротока через сердечную мышцу. Местные электротравмыпредставляют собой локальные поражения тканей и органов человека: металлизация кожи,электрические знаки, ожоги, электрические удары и др.
Металлизация кожи происходит при разбрызгивании металлапод действием электрической дуги, а также путем электролиза при соприкосновениис токоведущими частями. При этом мельчайшие частицы металла проникают в кожучеловека и оказывают определенное раздражение. Однако с течением некотороговремени больная кожа сходит и пораженный участок приобретает нормальный вид.
Электрические знаки или метки появляются при плотномконтакте тела с токоведущей частью. Они представляют собой запекшиеся, иногдаобугленные места в виде припухлостей овальной или круглой формы, с углублениямив центре, желтовато-белого цвета. Возникают они чаще всего в результатепрохождения относительно больших электротоков через малые поверхности тела.
Ожоги возникают чаще всего под воздействием электрическойдуги, а также при прохождении через человека значительного электротока и выделениявследствие этого тепла. Поскольку кожа обладает относительно большимсопротивлением, чем внутренние ткани тела, то в ней и выделяется больше тепла.В зависимости от степени поражения ожог может вызвать покраснение кожи,образование пузырей, омертвление кожи, обугливание тканей тела. Кэлектротравмам относятся механические повреждения тела, явившиеся следствиемпрохождения через тело человека электротока (разрывы кожи, кровеносных сосудов,тканей, ушибы, вывихи, переломы и т.д.).
Исследованиями установлены пороговые значения ощутимого,неотпускаемого и фибрилляционного электротоков и характер их воздействия начеловека при касании рукой. Видно, что ощутимый ток, т. е. электроток,вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения, составляет0,5—1,5 мА для переменного и 5—7 мА для постоянного тока. Он является неопасным для человека, если действует непродолжительно. Неотпускаемый ток, т. е.электроток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожныесокращения мышц руки, в которой зажат провод, составляет 10-15 мА а отпускающий— 6 мА (при времени действия 3—10 с).
Исход поражения человека электротоком зависит не толькоот его величины, но и от ряда других факторов: продолжительности действия ипути прохождения электротока через тело пострадавшего, рода и частоты тока,способности организма сопротивляться и т. п.
Чем длительнее воздействие электротока на организмчеловека, тем больше вероятность тяжелого или смертельного поражения.
Род и частота тока также существенно влияют на опасностьпоражения человека. Пороговые значения ощутимого, неотпускаемого ифибрилляционного токов для постоянного тока больше, чем для переменногочастотой 50—60 Гц, поэтому считают, что постоянный ток менее опасен, чемпеременный. Однако при напряжении свыше 127 В действия постоянного ипеременного токов по степени опасности являются практически равноценными, а принапряжении свыше 400— 500 В более опасным является постоянный ток.
Максимально опасен переменный ток частотой 20— 100 Гц,при больших и меньших частотах опасность ниже.
Вопрос №4
Выбрать пускатель и уставку УМЗ для двигателя ЭДКОФ-42/4, мощностью 45 кВт, при напряжении 660 В.
Ссылаясь на характеристику электродвигателя выбираемпускатель типа ПВИ – 120М. Режим №2 выбираем в соответствии с расчетамиуставки, ток будет равным 312 А/>300,3А.
N=42
I/>
/>=46,2/>6,5=300,3А
Номинальный ток А=125
Номинальное напряжение В=660
Отключающая способность А=2500
Включающая способность А=4600
Вопрос №5
Производим расчет осветительной сети очистного забоядлинной 200м. Принимаем светильники типа РВЛ-20м. В очистном забое светильникиустанавливают через 4м. их количество будет равно: 200:4=50 штук.
По формуле рассчитываем мощность осветительноготрансформатора.
/>
/>=20х50/1000х0,95х0,65х0,5=3,3кВ А
К установке принимаем осветительный трансформатор АОС-4Вмощностью 4кВ А напряжением 1140/127В
По формуле определяем сечение жилы кабеля, предварительноопределив момент нагрузки. т.к. в шахтных кабелях три силовые жилы, а дляработы светильника требуется две, то мы имеем равномерно распределеннуюнагрузку и момент нагрузки будет равен половине суммарной нагрузки, умноженнойна всю длину кабеля.
М=20х50х200/2х1000=100кВт м
Тогда сечение кабеля будет равно
/>
К прокладке принимаем гибкий кабель марки ГРЭШ 3х4+1х2,5с сечением жили 4/>
Вопрос №6
Определить потерю напряжения в трансформаторе передвижнойподстанции ТСВП-250/6 мощностью />/>кВ А, если расчетная мощностьтрансформатора />кВ А, напряжение вторичной обмоткитрансформатора />, средневзвешенный коэффициентмощности потребителей участка />/>
Решение:
Потери напряжения в силовом трансформаторе (%) определяютпо формуле
/>(1)
/>
Переводим процент потери напряжения в вольты;
/>
Где S/> — уточненная расчетная мощностьтрансформатора, кВ А;
S/> — номинальная мощность принятоготрансформатора;
/> условный средневзвешенныйкоэффициент мощности;
/>синус угла, соответствующийприведенному />
/>соответственно активная иреактивная составляющие напряжения к. з., %. Значения />(%) определяем по формулам
/>
Где Р/>и /> — соответственно потери инапряжение к.з. трансформатора (табл.).
/>
Используемая литература
1. />/>/>/>Бородино Л. С. Горнаяэлектротехника.— М.: Недра, 1981.—304с
2. />Медведев Г. Д.Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий,—М.: Недра, 1988.—356с.
3. Цапенко Е. Ф., Мирский М. И., Сухарев О. В. Горная электротехника.—М.:Недра, 1986.- 431 с.
4. Антонов В. Ф., Ахмедов Ш. Ш., Волотковский С. А. и др. Справочник поэлектроустановкам угольных предприятий. Электроустановки угольных шахт. Подобщ. ред. Дегтярева В. В. и др.—М.: Недра, 1988.— 727 с.
5. Беккер Р. Г, Дегтярев В. В. и др. Электрооборудование и электроснабжениеучастка шахты. Справочник.— М.: Недра, 1983.— 503 с.
6. Взрывобезопасное электрооборудование на 1140 В для угольных шахт (Подред. Траубе Е. С—М.: Недра, 1991—283 с.
7. Дзюбан В. С, Риман Я. С., Масалий А. К. Справочник энергетика угольнойшахты.— М.: Недра, 1989.— 542 с.
8. Колосюк В. П. Техника безопасности при эксплуатации рудничныхэлектроустановок.— М,: Недра, 1987.— 407 с.
9. Кораблев А. А. Справочник подземного электрослесаря.— М.: Недра,1993.—319 с.
10. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах.— М.: Недра,1986.—447 с.