10. Уровни взрывозащит, конструктивное исполнение и область применения рудничного оборудования: рн, рп, рв, ро.

При использовании в подземных выработках рудничное электрооборудование должно иметь соответствующее исполнение с уровнем взрывозащит, от наличия которых и состояния внешней среды выпускается эл. оборудование следующих исполнений:

/1\ Рудничное нормальное исполнение (РН);

/2\ Рудничное исполнение повышенной надежности (РП);

/3\ Рудничное взрывобезопасное исполнение (РВ);

/4\ Рудничное особое взрывобезопасное исполнение (РО);

(РН) – не имеет технических средств взрывозащиты, но в отличие от электрооборудования общего назначения обладает корпусами из вязкого металла которые исключают возникновение искр при ударах по корпусам и при перемещении с ограниченной температурой внешней поверхности корпусов в условиях нормального режима +200⁰ C и в кратковременном режиме +450⁰ C, оборудованы механической блокировкой съемных крышек которые отключают питание при снятии крышки. Масляное заполнение корпусов

допускается только для стационарных установок U<700 В. В связи с отсутствием уровней взрывозащиты РН предназначены для подземных выработок шахт неопасных по газу и пыли и шахтах первой категории на свежей струе. Обладают влаго-маслостойкой изоляцией.

(РП) – обладают взрывоустойчивостью и взрывонепроницаемостью корпусов и изготовленных из металла, который не образует искр при перемещении и ударах имеется механическая блокировка (т.е. все защиты РН). Корпуса имеют технические устройства локализующие образование искр и дуг в контактных системах ( Дугогасительные камеры ) и искробезопасные цепи, локализующие взрывы окружающей среды в нормальных условиях. Дугогасительные устройства обязательны или при напряжении 700В погружены в масло. Токоведущие элементы покрыты высокотемпературной изоляцией, элементы склонные к образованию т.к.з. покрыты компаундом или эпоксидной смолой.

РП предназначены для применения в шахтах опасных по пыли и газу (за исключением выработок с внезапными выбросами) и в вентиляционных выработках 1 и 2-ой категории.

(РВ) – оснащены защитами РП, токовые элементы покрыты дугоустойчивой изоляцией, не способной удерживать дуговые разряды на поверхности. Токовые элементы склонные к возникновению т.к.з. погружены в кварцевый песок. РВ предназначено для применения в выработках с опасной пылегазовой средой (за исключением выработок с внезапными выбросами).

(РО) – все защиты РВ не способные вызвать взрыв в нормальных режимах работы и при повреждении в любых точках цепи. РО обладают только аппараты управления защиты и автоматизации. Такое оборудование может применятся в любых выработках.

По ГОСТу в местах установки с внешней средой склонной к воспламенению и взрыву должно применяться оборудование двух типов: 1) Рудничное взрывозащищенное (в подземных выработках и шахтах опасных по газу и пыли); 2) Взрывозащищенное эл. оборудование для внутренней и наружной установки в поверхностных помещениях с опасной средой.

Безопасность использования рудничного оборудования в опасной среде обеспечивается оснащением их корпусов специальными техническими средствами (уровнями) взрывозащиты, предотвращающих воспламенение и взрыв опасной среды при нормальных и аварийных режимах работы. В зависимости от наличия используемых технических средств для локализации взрыва окружающей среды рудничное эл. оборудование может обладать следующими средствами (уровнями) взрывозащиты:

I. (1) Взрывоустойчивая оболочка (корпус) [B] обладающий взрывоустойчивостью т.е. способностью выдерживать без разрушения давление внутренних продуктов взрыва.

(2) Взрывонепроницаемая оболочка (корпус) обеспечивается оставлением воздушных зазоров в местах соединений для снижения температуры выбрасываемых продуктов взрыва во внешнюю среду. В зависимости от номинального напряжения и значений т.к.з. цепях и элементах все взрывонепроницаемые корпуса разделены на четыре класса:

[1B] U < 65В I_ткз< 100А, без образования мощных эл. дуг;

[2B] U < 127В I_ткз< 450А, без образования мощных эл. дуг;

[3B] U < 660В I_ткз< 15000А, без образования мощных эл. дуг;

[4B] U < 6кВ I_ткз< 10000А, без образования мощных эл. дуг +эл.оборудование U=1140В.

II. Повышенная надежность (устойчивость) к взрыву [П].

III. Защита «е» к которой относятся технические средства с ограниченной мощностью коммутирующих разрядов и температуры нагрева в результате изготовления контактных систем из нагревостойких сплавов более качественных металлов, использование высокотемпературной изоляции исключающей возникновение открытых разрядов, более качественной конструкции муфт.

IV. Кварцевое заполнение внутренних объемов [K].

V. Масляное заполнение внутренних объемов [M]. Специальное исполнение [C] (заливка внутреннего пространство кабельных соединительных муфт эпоксидной смолой или компаундом).

VI. Искробезопасные цепи управления и защит [И].

VII. Автоматическое отключение в аварийном режиме [A] (обычно в рудничных светильниках и токоприемниках U=380-1140 B). Функции автоматического отключения выполняют пружины устанавливаемые в местах размещения стеклянных колб или трубок. При повреждении колбы происходит разрыв ее, предотвращающий образование искр. Автоматические быстродействующие выключатели АБВ оборудованы короткозамыкателями. При наличии у токоприемника нескольких видов взрывозащит его уровень устанавливается по более низкому уровню.

Под взрывоустойчивостью корпуса либо оболочки токоприемника понимается его способность изготовленного из высокопрочных металлических сплавов (серого чугуна) выдерживать без разрушения внутреннее давление взрыва (4-6 атм.), а также ограничивать температуру нагрева внешних поверхностей и мощность возникающих дуговых разрядов при падении кусков породы и перемещении ЭО-ия.

Образованные продукты взрыва могут быть выбрашены во внутреннее пространство подземной выработки с опасной пылегазовой средой и вызвать ее воспламенение или взрыв, поэтому рудничное ЭО-ие должно обладать необходимой взрывоунепроницаемостью. Под взрывонепроницаемостью понимается конструктивное исполнение его корпуса обеспечивающее снижение температуры и гашение выбрасываемых продуктов взрыва из внутреннего объема во внешнюю среду. Взрывонепроницаемость достигается оставлением в местах сопряжения съемных элементов корпуса воздушных зазоров определенной толщины. Обычно называемым безопасным экспериментальным зазором (БЭМЗ). Наличие этого зазора позволяет обеспечить охлаждение выбрасываемых продуктов взрыва и гашение раскаленных частичек выбрасываемых во внешнюю среду и предотвратить воспламенение пылегазовой среды. Наличие БЭМЗ зависит от состава внешней среды, скорости ее горения, внутреннего объема эл. оборудования. Для медленно горящей метано-угольной смеси БЭМЗ обладает большой величиной, чем для быстрогорящей смеси, поэтому толщина зазора должна , быть не ниже 1 мм при ширине фланца 25мм. Из-за малой величины зазора сопрягаемые поверхности должны обладать высоким классом обработки. Т.о. взрывоустойчивость взрывозащитного оборудования обеспечивается повышенной механической прочностью, а Взрывонепроницаемость - оставлением зазора. В зависимости от величины номинального напряжения и предельных значений возникновения возможных т.к.з. взрывонепроницаемые корпуса делят на 4 класса: 1В, 2В, 3В, 4В.

Класс 1В – Рудничные светильники и эл. оборудование с номинальным напряжением U_ном≤ 65В и величиной т.к.з. <100А Не способных вызвать возникновение эл. дуги.

Класс 2В – эл. оборудование с U_ном ≤380В и т.к.з. <450А.

Класс 3В - эл. оборудование с U_ном ≤660В и т.к.з. <15000А.

Класс 4В – эл. оборудование с U_ном ≤6кВ и т.к.з. <10000А.

Оборудование с U_ном =1140 отнесено к классу 3В

Взрывозащищенные корпуса не обладают полной герметичностью, поэтому внутрь корпуса проникает внешняя пылегазовая среда, которая может способствовать возникновению открытых дуговых разрядов и дуг, развитию взрыва, большого давления. Поэтому для повышения взрывонепроницаемости корпусов и предотвращения выброса раскаленных продуктов взрыва и твердых частиц во внешнюю среду корпуса могут оснащаться специальными средствами взрывозащиты. Под специальными средствами взрывозащиты понимается размещение его отдельных токоведущих элементов и участков эл. цепей способных вызвать возникновение т.к.з. большой мощности не опасно контролируемых сыпучих, твердых, жидких или газообразных средах. Функции таких средств выполняет в качестве сыпучих – кварцевый песок определенного гранулометрического состава с высокой влаго и теплопоглощаемостью, не способный к горению, дешевый. Кварцевый песок используют для размещения в нем токовых обмоток подземных участковых передвижных подстанций (ПУПП).

При повреждении обмоток и возникновении т.к.з. и дуговых разрядов кварцевый песок обеспечивает полное гашение их и локализует взаимодействие участков возникновения т.к.з. с опасной средой. Но трудность контроля и ремонта токовых элементов. В качестве твердых средств часто называемых специальным видом взрывозащиты и обозначаемым «С» используется разогретая компаундная смесь или эпоксидная смола. Используют для заливки полости кабельных муфт в местах соединения их токоведущих жил и для заливки отдельных токовых элементов, отдельных участков цепей управления и защиты. Для обеспечения изоляции возникающих т.к.з. от внешней среды. Недостатком является: трудность ремонта и контроля. Функции жидкой защитной среды выполняет трансформаторное масло или синтетические жидкости , которые обладают теплопоглощаемостью, способностью гашения мощных эл. дуг, поэтому жидкую среду используют для погружения в нее трансформаторных обмоток, мощных силовых тр-ров, и для заполнения внутреннего объема и для погружения в масло контактных систем высоковольтных выключателей. Однако трансформаторное масло является пожароопасным легко поглощает влагу и пыль, которые снижают его диэлектрические св-ва пробивной способности. Взаимодействие мощных электрических дуг в масле с плохой проницаемостью способствуют выделению водорода, поэтому эл. оборудование с маслом допускается к применению в условиях неопасной внешней среды или в специально пройденных камерах подземных выработок, закрепленных огнестойкой крепью со свежей струёй воздуха. Обычно масляная взрывозащита обозначается «М» в качестве газового заполнения используются инертные газы, чаще чистый воздух, подаваемый внутрь корпуса через воздуховод вентилятора с избыточным давлением, которое препятствует внешней среды внутрь электрооборудования. Подача напряжения при этом осуществляется только после включения вентилятора. При остановке вентилятора напряжение с электрооборудования снимается. Такая взрывозащита («с продувкой под избыточным давлением») применяют для защиты приемников большой мощности, в основном в нефтяной промышленности. В подземных условиях такая защита не применяется.