4. ЗАЩИТНЫЕ ФУНКЦИИ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗАБОЙНЫМИ
МАШИНАМИ
4.1. ИСКРОБЕЗОПАСНЫЕ И ИСКРООПАСНЫЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗАБОЙНЫХ МАШИН
В соответствии с требованиями нормативных документов внешние цепи D схем
управления забойными машинами в шахтах, опасных по газу или пыли, должны
иметь искробезопасные параметры.
Искробезопасные цепи — это цепи, в которых возможно возникновение только
безопасного электрического искрения, не способного воспламенить
взрывоопасную концентрацию метановоздушной смеси. Искробезопасность схем
управления достигается применением защитных средств (диодов, резисторов,
конденсаторов), ограничивающих напряжение, ток и другие параметры цепи,
а также конструктивным исполнением (например, заливка термореактивным
компаундом и герметизация, присоединение цепей на расстоянии не менее 50
мм от зажимов искроопасных цепей и др.), снижающим вероятность
случайного повреждения элементов схемы и соединения ее с искроопасными
цепями. Электрические параметры в искробезопасных системах в 1,5 раза
ниже значений тока и напряжения, способных воспламенить метановоздушную
смесь.
Выходное напряжение источника питания схем управления не должно
превышать 42 В. Эта величина определена по условиям электробезопасности
и достаточна для нормальной работы схем управления машинами при
существующей протяженности внешней цепи. В связи с большой
протяженностью кабельной линии в схемах управления высоковольтными
распределительными установками напряжение питания принято равным 65 В.
Питание схем управления пониженным напряжением от трансформатора,
электрически не связанного с силовой сетью, снижает вероятность
поражения электротоком в случае прикосновения к корпусам кнопочных
постов и пультов управления, установленных отдельно, повреждения в
силовых цепях и неисправности средств защиты от поражения электротоком.
Требование искробезопасности схем управления в шахтах, опасных по газу
или пыли, вызвано следующими обстоятельствами.
Выполнение схемой управления функций контроля заземления предусматривает
постоянное электрическое присоединение ее источника питания через
заземляющую жилу кабеля к корпусам передвижных машин, электроаппаратуре
распредпункта участка и заземляющему электроду. Вывод потенциала от
трансформатора питания схем управления на корпуса машин и
электрооборудования может быть источником искрения при обрыве
заземляющей жилы кабеля и заземляющих проводов местного заземления.
Такое искрение в шахтах, опасных по газу или пыли, может быть причиной
взрыва метано- или пылевоздушной смеси. В связи с этим в шахтах, опасных
по газу или пыли, схемы управления, соединенные с цепями заземления,
искробезопасные.
Для обспечения безопасности и удобства управления применяются вынесенные
пульты, соединенные с машинами отрезком кабеля. Выполнение цепей
управления с искробезопасными параметрами позволяет конструировать
пульты в особовзрывобезопасном исполнении. Последнее создает условия для
изготовления малогабаритных пультов массой 1—1,2 кг, удобные для
пользования в условиях очистных и подготовительных забоев.
Дистанционное управление подачей силового напряжения к машинам, как уже
отмечалось, предусматривает сокращение времени нахождения кабельных
линий под опасным напряжением. Использование искробезопасной схемы
управления, постоянно подключенной к источнику питания, обеспечивает
возможность такого управления, так как эти цепи можно не отключать от
сети даже при появлении недопустимой концентрации метана в выработках,
где они находятся, в то время как все силовые аппараты (потребители) во
взрывобезопасном исполнении и питающие их кабели немедленно
обесточиваются.
Схема управления является элементом системы для выполнения различных
блокировок (при контроле проветривания тупиковых выработок, состава
шахтной атмосферы, сопротивления изоляции относительно земли, нагрева
двигателей и т. д.), что возможно при условии ее функционирования до
включения машины.
В отдельных случаях нецелесообразно применять пониженное напряжение
питания и выполнять схемы управления с искробезопасными параметрами. Это
бывает тогда, когда непосредственно на машинах (проходческие комбайны,
погрузочные машины и др.) установлены станции управления и цепи
управления не выходят за пределы взрывонепроницаемой оболочки станции.
Величина напряжения питания схем управления для приведенных условий
принимается равной рабочему напряжению (380 или 660 В).
Искробезопасными являются схемы управления, цепи которых проложены в
силовых кабелях, когда силовое питание отключено. Такие схемы применимы
в системах управления с вынесенными пультами, соединенными с машиной
беспроводной линией связи, в которых подключенные цепи силовых кабелей
не выходят за пределы взрывонепроницаемых оболочек электрооборудования.
В процессе эксплуатации следует особенно учитывать то, что пониженные
значения напряжения (до 42 В) в электрических цепях устройств, не
отнесенных к искробезопасным, являются опасными в отношении возможности
воспламенения метановоздушной смеси. Обслуживание и ремонт
электрооборудования и кабелей с такими цепями должны производиться при
отключении их от сетевого питания и введении блокировки, исключающей
возможность непреднамеренного включения.
Электрические цепи напряжением до 42 В отнесены к безопасным только в
части возможности поражения электрическим током, а для обеспечения их
искробезопасности должны быть предусмотрены специальные технические
меры. Этот факт часто не учитывается в процессе эксплуатации, что
приводит к травмам и авариям.
В целях безопасной эксплуатации электрических цепей с искробезопасными
параметрами нельзя использовать вспомогательные жилы одного кабеля для
неискробезопасных и искробезопасных цепей, если эти жилы не разделены
экранами. При временном применении шахтных неэкранированных кабелей
использование вспомогательных жил для других цепей, кроме дистанционного
управления, запрещается.