Способ взрывозащиты силовых электроустановок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (дд 4 E 21 F 9/00, Н Ol Н 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 I ) 3399327/.24-07 (22) 22.02.82 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозашишенного и рудничного электрооборудования и Макеевский госуда рственный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) А. И. Па рхоменко, Н. Ф. Шевченко, П. А. Гаскевич, Б. Л. Коринев, М. К. Бочаров, В. А. Ихно, В. П. Коптиков, Ф. Е. Кригман, И. Ф. Сумин и М. Г. Гусев (53) 621.311.69 (088.8) (56) !. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. — М.: Недра, 1976, $ 184, с. 44.

2. Авторское свидетельство СССР № 1247556, кл. Н 01 Н 9/04, 1981.

ÄÄSUÄÄ 1291702 А1 (54) (57) 1. СПОСОБ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ

СИЛОВЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК, основанный на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасных зонах внутри,защитных оболочек электрооборудования, сравнении ее с заданной концентрацией и последующем отключении электроустановки при превышении концентрации взрывоопасной среды выше заданной величины, отличающийся тем, что, с целью повышения уровня взрывобезопасности путем предотвращения условий возникновения взрыва, электроустановку отключают с Bblдержкой времени, в течение которого ВВодят нейтрал изатор взрывоопасной среды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нейтрализатор взрывоопасной среды вводят под избыточным давлением.

1291702

Поставленная цель достигается тем, что

5 согласно способу взрывозащиты силовых электроустановок, основанному на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасных зонах внутри защитных оболо, чек электрооборудования, сравнении ее с заданной концентрацией и отключении элект10 роустановки при превышении концентрации взрывоопасной среды выше заданной величины, отключают электроустановку с выдержкой времени, в течение которого вводят нейтрализатор взрывоопасной среды.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании и эксплуатации электроустановок шахт и рудников, а также химических, нефтеперерабатывающих и газовых производств со взрывоопасными условиями эксплуатации, где требуется применение рудничного и взрывозащишенного элект(дооборудования.

Известен способ взрывозащиты электрооборудования в шахтах, заключающийся в контроле за состоянием концентрации метана в выработках и снятии напряжения с электрооборудования при обнаружении опасной концентрации метана в атмосфере. Контроль концентрации метана осуществляется с помощью датчиков концентрации метана (метан-датчиков), являющихся основными элементами газовой защиты. Датчики размещаются по одной из схем, рекомендуемой правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах. При превышении допустимой концентрации метана в выработках газовая защита воздействует на защитный аппарат, обесточивающий электроустановку (1).

Однако из-за недостаточного быстродействия и несовершенства газовая зашита в сочетании с существующими защитными средствами часто не в состоянии предотвратить взрыв, особенно при внезапных выбросах газа, так как взрывоопасная смесь появляется быстрее, чем осуществляется отключение электрооборудования. Кроме того, суфлярное выделение метана в непосредственной близости от электрооборудования может достигать взрывоопасной концентрации, в то время как в месте установки метан-датчиков концентрация может быть не взрывоопасной. Устанавливаемые в выработках метан-датчики реагируют на объемное содержание метана- и при суфлярных выделениях метана их надежная работа не гарантирована.

Наиболее близким к предлагаемому является способ взрывозащиты электрооборудования, основанный на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования и отключении его при уставке срабатывания на ступень ниже предельно допустимой. Включение средств контроля за концентрацией взрывоопасной среды осуществляется с опережением во времени по отношению к включению защитного аппарата (2) .

Однако дополнительный контроль концентрации среды внутри оболочки все же не обеспечивает необходимого уровня и надежности взрывозащиты при интенсивных местных выделениях газа, например при внезапных выбросах, так как отключение электроустановки происходит в заведомо газовой среде опасной концентрации из-зг недостаточного быстродействия средств защиты.

Цель изобретения — повышение уровня взрывобезопасности путем предотвращения условий возникновения взрыва.

Кроме того, нейтрализатор вводят под избыточным давлением.

Предлагаемый способ защиты силовых электроустановок реализуется устройством взрывозашиты электрооборудования, содержащим датчики концентрации взрывоопасной среды, устанавливаемые во взрывоопасных зонах и внутри защитных оболочек электрооборудования и воздействующие на защитный аппарат. Дополнительно во внутрь электроустановки помещен источник нейтрализатора взрывоопасной среды, выпускной клапан которого соединен с выходом дифференциального блока, входы которого соединены с датчиками концентрации взрывоопасной среды внутри и вне электроустановки, а защитный аппарат подключен к выходу дифференциального блока через блок задержки.

С целью обеспечения надежности взрывозащиты в цепь управления защитного аппарата введен логический элемент, вход которого присоединен к органу задержки, датчикам концентрации взрывоопасной среды и датчикам наличия нейтрализатора, а выход соединен с защитным аппаратом.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ взрывозашиты силовых электроустановок.

Камера или корпус оболочки 1 оборудованы дверью (крышкой) 2 с уплотнениями 3, препятствующими свободному сообщению внутренней и окружающей сред. На внешних и внутренних частях камеры или оболочки установлены датчики 4 контроля концентрации взрывоопасной среды, которые соединены с дифференциальным блоком 5.

Дифференциальный блок соединен с приводными механизмами клапанов 6 источников 7 и 8 нейтрализатора, а также с блоком 9 задержки. Блок задержки через логический элемент 10 соединен с защитным отключающим аппаратом 11. Кроме отключающего защитного аппарата, в камере может находиться и электрооборудование 12 с нормально неискрящими контактами (тиристорные преобразователи и регуляторы, фильтрокомпенсирующие устройства и т. п.) .

Источниками нейтрализатора могут быть со1291702

Составитель Т. Щеголькова

Редактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 214/34 Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 суды гостированного сжатого воздуха 7 или инертного газа 8. Сосуды 7 и 8 снабжены форсунками (соплами 13) и устройствами

14 — 16 контроля наличия нейтрализатора.

Для обеспечения надежности и бесперебойности функционирования системы предусмотрено питание дифференциального блока задержки и логического элемента от автономного и искробезопасного источника 17 питания.

Устройство для осуществления предлагаемого способа функционирует следующим образом.

Сигналы от датчиков 4 контроля концентрации взрывоопасной среды внутри и вне камеры или оболочки подаются на вход дифференциального блока 5, в котором преобразуются в результирующий сигнал, пропорциональный скорости нарастания концентрации взрывоопасной смеси вне камеры или оболочки, чем обеспечивается опережающая реакция на повышение взрывоопасной концентрации газа в окружающей среде. При появлении опасной концентрации газа в окружающей среде сигнал с дифференциального блока 5 подается на исполнительные механизмы клапанов 6 источников 7 или 8 нейтрализатора. При этом открываются клапаны 6 и через форсунки (сопла) 13 нейтрализатор или сжатый воздух под давлением истекает в полость камеры или оболочки, создавая в ней форсированное избыточное давление, препятствующее с одной стороны проникновению вовнутрь взрывоопасной смеси, и одновременно обеспечивая нейтрализацию взрывоопасной смеси внутри камеры или оболочки.

С целью повышения эффективности взрывозащиты в электроустановке отключение осуществляется с выдержкой времени, достаточной для обеспечения необходимой нейтрализации среды внутри камеры или оболочки. По истечении времени, соответствующего уставке блока 9 задержки, за которое среда внутри камеры или оболочки нейтрализуется, подается сигнал на отключение коммутационного аппарата и электроустановка обесточивается.

После нейтрализации среды внутри камеры или оболочки и обесточивания электроустановки редукционные клапаны источников нейтрализатора под воздействием логического элемента 10 закрываются, чем исключается необоснованный расход нейтрализатора.

5 !

О

Надежность контроля системы обеспечивается за счет самоконтроля исправности ее основных функциональных узлов и наличия необходимых блокировок. Так, система оборудована устройствами постоянного контроля наличия нейтрализатора. Кроме то; о, устройства 14 контроля нейтрализатора соединены с логическим элементом 10. При уменьшении количества нейтрализатора в сосудах ниже допустимого уровня подается сигнал на аварийное отключение или запрет включения электроустановки. Предусматривается также возможность проверки исправности системы, т. е. проверки нал..чия нейтрализатора по давлению в сосудах обслуживающим персоналом с помощью регулирующих клапанов 16.

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления распространяются на групповые электроустановки, т. е. группу аппаратов (выключателей, преобразователей, и т. д.), размещенных в одной защитной конструкции (камере), а также единичные электроаппараты, заключенные в защитную оболочку (корпус) .

Возможны варианты испопьзования способа выборочно для некоторых установок (агрегатов) из группы находящегося в одной камере электрооборудования. Тогда предлагаемым устройством оборудуется лишь та установка, которая не изготовлена во взрывозащищенном исполнении. В этом случае рассматриваемая установка должна иметь пылевлагозащитный корпус и обеспечена предлагаемым устройством взрывозащиты.

Использование данной взрывозащиты при переводе распределительных сетей шахт и рудников на напряжение 10 кВ позволяет отказаться от разработки дорогостоящих высоковольтных распределительных устройств и фильтрокомпенсирующих конденcBTopHblx установок во взрывозащищенном исполнении и применять серийно выпускаемые общепромышленные комплектные распредустройства и конденсаторные установки.

Изобретение без особых затрат на специальное изготовление позволяет широко внедрять в угольной промышленности и других взрывоопасных производствах различные тиристорные установки, преобразователи, регуляторы, компенсирующие устройства в менее металлоемких и трудоемких конструктивных исполнениях.