книги из ГПНТБ / Электробезопасность на горнорудных предприятиях сборник материалов Республиканской научно-технической конференции

К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ НАДЕЖНОСТИ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИИ

Л. II. ВОРОХОВ, Вл. Д. ТРИФОНОВ (Днепропетровский горный институт)

Современные горно-обогатительные комбинаты (ГОКи) явля­ ются крупными энергоемкими предприятиями, которые в услови­ ях непрерывного совершенствования технологического процесса и роста электропотребления требуют высоконадежных и безопас­ ных в обслуживании схем электроснабжения с достаточным ре­ зервом по мощности и источникам питания.

Для разработки нормативов при определении вероятности и длительности нарушения электроснабжения ГОКов с учетом времени, необходимого для восстановления технологического процесса, произведен сбор данных по отказам высоковольтного оборудования подстанций и распределительных сетей основных энергоемких корпусов горно-обогатительных комбинатов Кривбасса. Статистические, данные получены в результате исследова-' ния электроустановок предприятий и анализа отчетной докумен­ тации об аварийности и повреждаемости элементов схем элек­ троснабжения.

С целью получения наиболее достоверных данных о причинах аварийности и установления количественных оценок надежности исследования электрооборудования проводились в различных эксплуатационных условиях. В результате установлены и. выявлены факторы, влияющие на работу схем электроснабжения ГОКов. В наиболее тяжелых условиях эксплуатации (повышен­ ная запыленность и влажность, высокая температура, наличие агрессивных примесей в атмосфере) работают высоковольтные распределительные сети агломерационных, обогатительных и дробильных фабрик. Анализ количественных характеристик на­ дежности позволил установить слабые места в конструкции схем электроснабжения.

На основе анализа надежности элементов и схем электроснаб­ жения в целом определены целесообразность применения допол­ нительных капитальных вложений на повышение их надежности. При определении необходимости вложения таких капитальных затрат следует исходить из народнохозяйственной эффектив­ ности.

Применение более надежной схемы электроснабжения приво­ дит к повышению безопасности обслуживания и уменьшению простоев оборудования ГОКов, связанных с перерывами электро­ снабжения, повышению его экстенсивной нагрузки и увеличению объема производства. Выполненные исследования могут быть использованы при выборе экономически целесообразной схемы электроснабжения ГОКа с надлежащей степенью резерви­ рования.

221

ким образом, наиболее уязвимыми элементами систем карьер­ ного электроснабжения являются гибкие экскаваторные кабели.

Согласно результатам выполненного исследования, все пов­ реждения гибких экскаваторных кабелей практически приходят­ ся на повреждения резиновой изоляции. Разрыв токоведущих жил кабелей наблюдается очень редко. Характеристики повреж­ дений изоляции кабелей марки КШВГ приведены в табл. 1.

Анализ статистики выходов из строя гибких экскаваторных кабелей показывает, что наибольшее количество повреждений на предприятиях КМА приходится на пробои и разряды по изоля­ ции на землю (55,4%) и на пробои междуфазовой изоляции (26,9%). Исследование повреждений гибких кабелей по местам их возникновения показало, что на разделки экскаваторных ка­ белей приходится до 65% всех повреждений. Данное обстоятель­ ство свидетельствует о необходимости разработки специальных мероприятий по повышению электрической прочности разделок гибкого экскаваторного кабеля.

Влияние условий окружающей среды на параметр потока отказов гибких экскаваторных кабелей оценивалось методами корреляционного анализа с применением вычислительной техни­ ки. Вследствие существенной корреляционной связи между тем­ пературой и влажностью окружающего воздуха (коэффициент корреляции г —0,76), в уравнения множественной корреляции введен один из этих факторов — влажность. Проверка соответ­ ствия выборок но отдельным карьерам одной генеральной сово­ купности произведена по критерию знаков.

В результате корреляционного анализа связей между пара­

метром потока отказов гибких экскаваторных кабелей (и>>—-1—Д

месяц/’

223

влажностью (Q , %) окружающей среды и количеством осад­ ков (//, мм) были получены уравнения множественной корреля­ ции, которые имеют следующий вид:

Величины коэффициента корреляции и корреляционного отно- 1. ш= —0,757+0,0179 Q+0,000686 Я;

2 ю=0,1236—0,001 Q+0,000086 Q2-|-0,00G66 Н.

шеиия для уравнений соответственно равны R = 0,59 и т«:0,69. Зависимости параметра потока отказов гибких экскаваторных

кабелей от влажности окружающей среды .при среднем значении количества осадков (Я=44,5 мм) приведены на рис. 2. Тем самым, параметр потока отказов гибких экскаваторных кабелей в значительной мере зависит от условий окружающей среды. Та­ ким образом, при планировании текущих и предупредительных ремонтов кабелей необходимо учитывать выявленную закономер­ ность с целью повышения сроков безаварийной работы и улучше­ ния условий электробезопасности.

Рис. 2. Зависимости параметра потока отказов гибких экскаваторных ка­ белей от влажности окружающего воздуха.

Имеющиеся в настоящее время данные о параметрах надеж­ ности гибких экскаваторных кабелей не позволяют научно обос­ нованно планировать профилактические мероприятия, определять пути повышения надежности кабелей и решать вопросы о по­ требности кабельного хозяйства на карьерах.

224

В МГИ проведено исследование надежности гибких экскава­ торных кабелей напряжением 6 кВ на основе эксплуатационных данных по карьерам КМА. Ввиду того, что отказ гибкого кабеля можно считать случайным событием и количественные характе­ ристики надежности носят вероятностный характер, параметры надежности оценивались методами теории вероятностей и ма­ тематической статистики.

Проверка соответствия эмпирических распределений теорети­ ческим функциям распределений случайных величин проводилась на ЭВЦМ «Минск-22» по специальной программе для следующих законов распределений: нормального, логарифмически-нормаль- ного, экспоненциального, Релея, Эрланга, Вейбулла и гаммараспределения. Расчеты сходимости экспериментальных и тео­ ретических функций распределений параметров надежности производились по критериям согласия Колмогорова и Пирсона.

Результаты расчетов показывают, что гибкие экскаваторные кабели напряжением 6 кВ при эксплуатации имеют следующие параметры надежности:

1. Наработка на отказ (Т) и время восстановления (T J распределяются по экспоненциальному закону и находятся в пре­ делах (с доверительной вероятностью а =0,95):

47,2 суток 60,5 суток;

137минут^;Тв^С 176 минут.

2.Наработка до первого отказа (Т1), наработка до замены (Тз) (вулканизация кабеля), время замены (Твз) и срок службы

до списания (Тсп) также распределяются по экспоненциальному закону и находятся в пределах (с доверительной вероятностью а = 0,95):

222 минутыs^TB3<284 минуты;

328 суток^'Гсп^417 суток.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ НАДЕЖНОЙ ЗАЩИТЫ ОСУЩЕСТВЛЯЕМАЯ ОБОЛОЧКОЙ ПРИКЛЮЧАТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Ю. А. ЛИДЕС (Днепропетровский горный институт)

Будем оценивать влияние факторов окружающей среды (за­ пыленности, влажности и температуры воздуха) на надежность карьерных приключательных пунктов (ПП) по величине Д/а.с.> которую назовем наработкой ПП до возникновения аварийной ситуации и которая представляет собой время, после достижения которого возможна авария ПП вследствие воздействия на него факторов окружающей среды. Влияние этих факторов касается,

главным образом, высоковольтной изоляции ПП (около 50% аварий происходит вследствие перекрытия загрязненных изоля­ ционных конструкций, расположенных в оболочках). На этом основании величина Д^.с. и последующие выводы о необходи­ мости и уровне защиты, осуществляемой оболочкой, получены нами путем исследования процессов, протекающих при воздей­ ствии упомянутых факторов на изоляционные конструкции ПП.

Установлено, что величина Д/а.с. определяется выражением

D(l)

(2)

D*

где

J — интенсивность выпадения на изоляторы влаги;

р0 — удельное объемное сопротивление пыли, загрязняющей изоляционные конструкции.

В результате проведения нами в специальной лабораторной установке исследований получены зависимости величины р0 от

Полученные данные позволили оценить величину наработки ПП до возникновения аварийной ситуации Д^.с. в зоне различ­

минимальная величина Д^.с. (в зоне автодороги с глинистой почвой) составляет 3,08 месяца. При нормативной периодичности текущих ремонтов, электрооборудования распределительных се-

226

Тей карьеров, в объем которых входит очистка изоляционных конструкций, равной 5—6 месяцам, это приводит, как отмечено выше, к значительному количеству аварий, вследствие перекры­ тия загрязненных изоляторов.

Рис. 1. Зависимости величины удельного электросопротивления пыли от температуры и влажности воздуха.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что для повышения надежности ПП и снижения количества аварий за межремонтный период оболочка ПП должна иметь пылеза­ щищенное исполнение на уровне IP54 в соответствии с рекомен­ дациями МЭК. При этом критерием надежной защиты оболочкой от воздействия окружающей среды является увеличение Ms,c.до величины нормативной периодичности текущих ремонтов. Полу­ чение необходимых зазоров для обеспечения оболочкой защиты 1Р54 при существующих жесткости и габаритах ПП, а также при воздействии на ПП значительных механических нагрузок при транспортировании весьма затруднительно. Рассмотрим другую возможность повышения надежности ПП и увеличения Д^.с. до требуемой величины.

Исследования, проведенные в БПИ, показали, что при уста­ новке обогревательных элементов в оболочке распредустройств наружной установки влажность воздуха в оболочке не превы­ шает 70—75% при максимально возможной влажности (до

227

100%) наружного воздуха. В соответствии с нашими данными (рис.) это приводит к значительному увеличению удельного электросопротивления пыли, загрязняющей изоляторы. При этом величина наработки ПГ1 до аварийной ситуации в зоне различных источников пылеобразования составляет 6,5—12,4 ме­ сяца (табл.), что практически исключает возможность перекры­ тия изоляции за межремонтный период.

Таким образом, при установке обогревательных элементов повышение надежности ПП возможно при менее жестких требо­ ваниях к оболочке — защита от окружающей среды при этом может осуществляться на уровне IP44.

ОЗНАЧЕНИИ ЭЛЕКТРОЗАРЯЖЕННОСТИ ПЫЛИ

ВМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

В. М. ПАЗЫНИЧ. ж. В. НАУМОВА. В. В. ХЛЕБНИКОВ, Ю. Г. УЛЬЯНОВ

(Днепропетровский медицинский институт)

Металлургическая промышленность является одним из важ­ ных источников образования пыли различного и сложного хими­ ческого состава. Исследованиями многих авторов показано вред­ ное влияние промышленной пыли на здоровье и условия труда работающих, а также на здоровье и санитарные условия жизни населения в индустриальных центрах.

Преобладающее большинство пылинок оказываются электрозаряженными (до 90—95%). Электризация пыли осуществля­ ется в процессе дробления вещества, распыления, трения частиц, конденсации паров металлов и т. д. Кроме того, электрические заряды на пылевых частицах могут появиться вследствие иони­ зации последних — за счет передачи им электрических зарядов газовыми ионами, концентрации которых могут достигать значи­ тельных величин (В. К. Навроцкий, 1963, В. А. Хубутия, 1972, Д. Н. Калюжный и др., 1973, М. Г. Шандала, 1968) .

Гигиеническое значение и биологическое действие электрозаряженной пыли изучено весьма недостаточно Однако,, этому свойству аэрозолей придается весьма важное значение. Об этом свидетельствует, прежде всего, то обстоятельство, что электрозаряженная пыль задерживается в органах дыхания в несколько раз больше, чем электронейтральная (И. И. Лившиц и др., 1948), а положительно электрозараженная пыль задерживается в боль­ шей мере, чем отрицательно электрозаряженная (В. А. Хубутия, 1972).

Учитывая важное значение поступления в воздух аэрозолей легирующих металлов, обладающих высокой токсичностью, мы изучали электрозаряженность аэрозолей окислов марганца, хро­ ма, ванадия и молибдена. Измерения электрозаряженности пылц производили с помощью счетчика ионов СИ-1. Установлено, что смешанная пыль окислов легирующих металлов является бипо­ лярно заряженной с некоторым преобладанием положительно

228

заряженных аэрозолей. Концентрации тяжелых ионов оказались пропорциональными весовому содержанию аэрозолей металлов.

В экспериментальных условиях изучались также уровни электрозаряженности аэрозолей окислов металлов в зависимости от способов их образования. Оказалось, что более электризо­ ванными были аэрозоли конденсации расплавленных окислов и менее электризованными — аэрозоли из порошков, которые переводились во взвешенное состояние аэродинамическим спо­ собом и электризовались трением в специальном дозирующем устройстве.

Таким образом, в металлургическом производстве, где имеют место различные способы пылеобразования, аэрозоли сложного химического состава могут быть носителями электрических заря­ дов, учитывая, что электрозаряженность пыли может увеличи­ вать задержку пылевых частиц в дыхательных путях и тем са­ мым приводить к усилению своего вредного действия на орга­ низм, этому обстоятельству необходимо уделять должное вни­ мание.

ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КАРЬЕРОВ С МОЩНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ

В. И. ТЕСЛЕНКО

(Днепропетровский горный институт)

Непрерывно растущие мощности современных карьеров и электроприемников, непосредственная и органическая связь сис­ темы электроснабжения с технологией производства и подчинен­ ность ему предъявляют высокие требования к система электро­ снабжения: обеспечение заданной степени надежности питания электроэнергией потребителей; экономичности, отвечающей ми­ нимуму приведенных затрат; гибкости, позволяющей без суще­ ственных переделок схемы обеспечить надежное и вместе с тем экономичное питание установок при изменении их местопо­ ложения, мощности и электропотребления; качества напряжения в соответствии с ГОСТом 13109-67 и, в частности, его стабиль­ ности и синусоидальности формы на зажимахэлектроприемни­ ков; возможности поэтапного ввода установок с соблюдением, с одной стороны, непрерывного питания действующих потребите­ лей, а с другой ■— без преждевременных капитальных затрат на последующие очереди строительства и, наконец, перспективыроста электронагрузок, которые должны предусматривать воз­ можность расширения и развития отдельных элементов системы электроснабжения (распределительных устройств, трансформа­ торных подстанций, линий электропередачи и т. д.). Эти факторы при выборе системы электроснабжения карьеров, на наш взгляд, являются определяющими и неучет их при проектировании при­ ведет к принципиальным ошибкам. Несмотря на большое много­ образие карьеров, отличающихся друг от друга потребляемой мощностью, режимом работы, категорией основных потребите­ лей электроэнергии, условиями среды и т. д., можно сформулиро­

229