Способ освещения горных выработок

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам освещения горных выработок с использованием переносных индукционных светильников. Целью изобретения является повышение эффективности освещения за счет улучшения его качества, повышения электровзрывобезопасности и удобства обслуживания. Способ предусматривает подачу напряжения переменного тока в осветительный кабель с индукционными светильниками с предварительным его выпрямлением и повышением рабочей частоты, а ток в осветительном кабеле стабилизируют и уменьшают его значение пропорционально повышению рабочей частоты напряжения. Определяют также сопротивление изоляции осветительного кабеля относительно земли, задают уровень минимально допустимого сопротивления изоляции, сравнивают его с заданным и при уменьшении сопротивления ниже заданного уровня отключают осветительный кабель от электрической сети, а необходимое значение выпрямленного напряжения определяют из приведенного условия. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам освещения горных выработок с использованием переносных индукционных светильников.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ освещения горных выработок, включающий подачу напряжения переменного тока в осветительный кабель с индукционными светильниками [1] .

Однако известный способ не обладает требуемой эффективностью из-за недостаточного качества освещения. Он не отвечает также требованиям электровзрывобезопасности и удобства в эксплуатации, так как не обеспечивает отключение осветительного кабеля осветительной сети при его повреждении, что приводит к аварийной ситуации. Происходит изменение светового потока в зависимости от количества светильников (падение напряжения в сети).

Целью изобретения является повышение эффективности освещения за счет улучшения его качества, повышения электровзрывобезопасности и удобства обслуживания путем устранения отмеченных недостатков.

Способ осуществляется следующим образом. К силовому кабелю общешахтной электрической сети напряжением 380 или 660 В подключают понижающий трансформатор, обеспечивающий снижение напряжения до расчетного значения.

Перед подачей напряжения, снимаемого с вторичных обмоток трансформатора, в осветительный кабель производят его выпрямление, например, с помощью трехфазного мостового выпрямителя на полупроводниковых диодах. Далее преобразуют выпрямленное напряжение в переменное с повышенной частотой, например 5000 Гц, для чего может быть использован, например, импульсный регулятор на транзисторных ключах, включенных на полумостовой схеме.

Ток в осветительном кабеле стабилизируют, например, введением отрицательной обратной связи по току, воздействующей на длительность открытого состояния ключей, и уменьшают его значение пропорционально повышению рабочей частоты напряжения. Выход импульсного регулятора соединяют с осветительным кабелем через фильтр нижних частот, обеспечивающий сглаживание формы кривой тока, протекающего через кабель.

Осветительный кабель проходит сквозь встроенные в индукционные светильники трансформаторы, индуцируя во вторичных обмотках трансформаторов переменные напряжения, достаточные для зажигания и работы ламп светильников. Максимальное количество присоединенных светильников определяется параметрами системы освещения. Минимальное количество светильников в отличие от известных индукционных систем освещения не ограничено, так как ток в осветительном кабеле поддерживается постоянным.

Во время работы системы определяют сопротивление изоляции осветительного кабеля относительно земли, и в случае уменьшения сопротивления изоляции ниже заданного уровня, который задают исходя из требований безопасности для конкретных условий эксплуатации, отключают его от электрической сети, например, закрывая ключи импульсного регулятора.

Для обеспечения защиты горнорабочих от поражения электрическим током и надежной работы системы освещения во всем диапазоне возможного изменения длины осветительного кабеля, количества и мощности светильников необходимое значение вторичного напряжения определяют из условия: U_пр(f, t₀)≥U_в≥ , В, где U_пр. ( f, t_o ) - допустимое напряжение прикосновения человека при частоте тока f и времени воздействия (отключения) t_o, В; U_в - среднее значение выпрямленного напряжения, В; N - количество индукционных светильников; Р_л - мощность лампы светильника, В; η - коэффициент полезного действия трансформатора индукционного светильника; I - действующее значение тока в осветительном кабеле, А; Z_л - модуль полного сопротивления осветительного кабеля, Ом.

Изобретение обеспечивает повышение эффективности освещения в целом.

В частности, повышение рабочей частоты обеспечивает устранение стробоскопического эффекта, повышение световой отдачи и искробезопасного значения тока. Уменьшение тока в осветительной сети, его стабилизация совместно с повышением частоты приводят к снижению габаритов и массы светильников и кабеля, а также к снижению металлоемкости, удобству обслуживания и эксплуатации. Наличие контроля сопротивления изоляции осветительного кабеля относительно земли повышает безопасность использования изобретения во взрывоопасных горных выработках. (56) Л. А. Сальцевич. Освещение очистных и подготовительных забоев индукционными светильниками. - М. : Цитиугля, 1959, с. 3-11.

Формула изобретения

СПОСОБ ОСВЕЩЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАбОТОК/ включающий подачу напряжения переменного тока в осветительный кабель с индукционными светильниками, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности освещения за счет улучшения его качества, повышения электровзрыва безопасности и удобства обслуживания, перед подачей напряжения в осветительный кабель производят его выпрямление и повышение его рабочей частоты, а ток в осветительном кабеле стабилизируют и уменьшают его значение пропорционально повышению рабочей частоты напряжения, определяют сопротивление изоляции осветительного кабеля относительно земли, задают уровень минимально допустимого сопротивления изоляции, сравнивают определяемый уровень с заданным и в случае уменьшения сопротивления изоляции ниже заданного уровня отключают осветительный кабель от электрической сети, причем необходимое значение выпрямленного напряжения определяют из условия U_пр(f, t₀)≥U_в≥ , B/
где U_пр(f₁t₀) - допустимое напряжение прикосновения человека при частоте тока f и времени воздействия (отключения) t₀, В;
U_в - среднее значение выпрямленного напряжения, В;
N - количество индукционных светильников;
P_л - мощность лампы светильника, Вт;
η - коэффициент полезного действия трансформатора индукционного светильника;
I - действующее значение тока в осветительном кабеле, А;
Z_л - модуль полного сопротивления осветительного кабеля, Ом.

РИСУНКИ

Рисунок 1