Способ взрывозащиты электрооборудования и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК E21F5/00 H02H5/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к взрывозащищенному электрооборудованию, предназначенному для эксплуатации во взрывоопасных производствах и аомеш,ениях, например в угольных шахтах.

Для обеспечения необходимого уровня взрывобезопасности в подземных выработках шахт, опасных по газу или пыли, в стволах с исходящей струей воздуха этих шахт и в надшахтных зданиях, примыкающих к этим стволам, а также в стволах со свежей струей воздуха и примыкающих к ним надшахтных зданиях шахт, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа, должно применяться электрооборудование с уровнем защиты не ниже РВ. Во взрывоопасных зонах других отраслей промышленности, как правило, используется аналогичное по степени взрывозащиты электрооборудование с уровнем В. Это электрооборудование, в котором предусмотрены меры защиты от взрыва окружающей взрывоопасной газо-паро-, пы- левоздушной смеси в результате действия искр, электрических дуг или нагретых поверхностей как при нормальной работе, так и при вероятных повреждениях. Реализация этих требований сводится к размещению электрооборудования в специальных взрывоне- проницаемых оболочках.

Недостатком этого способа является металлоемкость и нетехнологичность взрывоне- проницаемых оболочек, их большой вес и стоимость, что обусловлено необходимостью выдерживать давление взрыва взрывоопасной смеси и локализовать его продукты внутри оболочки. Кроме того, в процессе эксплуатации регламентированные зазоры между фланцами взрывонепроницаемой оболочки могут изменяться в сторону увеличения, что может привести к передаче взрыва (в случае его возникновения внутри оболочки) в окружающую взрывоопасную атмосферу.

Поэтому основными средствами взрывозащиты при применении электроэнергии в угольных шахтах являются интенсивное проветривание и газовая защита, включающая в себя метан-датчики и датчики содержания воздуха, располагаемые по рекомендуемой схеме в выработках угольных шахт, которые при превышении содержания метана в окружающей среде подают сигнал на отключение группового защитного аппарата.

В соответствии с ПБ стационарные автоматические приборы контроля содержания атмосферы должны производить отключение электроэнергии в зависимости от места расположения электрооборудования, при уставках на концентрацию метана по ступеням 0,5;,0;1,3;2%. При этом уставка 2% является предельно допустимой. Однако суфлярное выделение метана в непосредственной близости от электрооборудования может в некоторых случаях достигать взрывоопасной

0

5

0

5

0

0

5

0

5

концентрации, так как метан-датчики, установленные в выработках и реагирующие на объемное содержание метана в атмосфере, в этом случае надежно не срабатывают. При этом в случае периодического включения и отключения электрообрудования за счет его «дыхания, обусловленного попеременным нагреванием и охлаждением, во внутренних полостях его оболочки может образовываться взрывоопасная концентрация метано-воз- душной смеси, на которую метан-датчики, установленные в выработках, не реагируют. Кроме того, взрывоопасная газовоздущная смесь внутри оборудования может возникать вследствие разложения органической изоляции при ее нагревании.

Указанные недостатки газовой защиты обусловливают необходимость ее совместного использования с взрывонепроницаемой оболочкой, т. е. применения дополнительных средств взрывозащиты. Оболочка рассчитывается из условия возможности появления, несмотря на метан-датчики, взрывоопасной смеси внутри оболочки.

Учитывая, что при отключении электроэнергии с участка процесс охлаждения электрооборудования способствует наиболее интенсивному проникновению метана через щели внутрь оболочки, повторная подача напряжения может вызвать взрыв при искрении в месте повреждения. Поэтому для снижения вероятности воспламенения взрывоопасной смеси в защитные аппараты дополнительно встраиваются блокировочные средства защиты, которые предотвращают повторную подачу напряжения и, как следствие, появление искрения, местного нагрева при неустраненном повреждении, способных вызвать взрыв опасной смеси.

Известен способ взрывозащиты электрооборудования, основанный на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасной зоне и автоматическом отключении группового защитного аппарата при достижении опасной концентрации, локализации возможного взрыва внутри защитных оболочек электрооборудования, а также на контроле исправности отключенной сети, и схема, реализуюш;ая этот способ, являются наиболее близкими и предлагаемым.

Однако извест.ному способу и устройству свойственны все недостатки рассмотренного выше аналога, так как контроль концентрации взрывоопасной среды в окружающей атмосфере не исключает необходимости использования взрывонепроницаемой оболочки, а Е режиме обслуживания при открытых крышках опасность появления воспламеняющего электрического импульса особенно велика.

Цель изобретения - снижение металлоемкости защитных оболочек, упрощение технологии их изготовления и повышение взрывобезопасности в режиме обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу взрывозащиты электрообрудования,основанному на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасной зоие и автоматическом отключении группового защитного аппарата при достижении опасной концентрации, локализации возможного взрыва внутри защитных оболочек электрооборудования, а также контроле исправности отключенной сети, дополнительно осуществляют контроль за концентрацией взрывоопасной среды внутри защитных оболочек электрооборудования, производят отключение при уставке срабатывания на ступень ниже предельно допустимой, а включение средств контроля за концентрацией взрывоопасной среды осуществляют с опережением во времени по отно- щению к включению защитного аппарата. Для реализации предлагаемого способа известно устройство защиты, содержащее датчик газовой защиты, установленный во взрывоопасной зоне и воздействующий через опросный блок искробезопасного источника питания на защитный аппарат, блокировочный блок и защитные оболочки, в которых расположено электрооборудование, которое дополняется измерительными органами средств газовой защиты, введенными в защитные оболочки электрооборудования, связанными с независимым искробезопасным источником питания и подключенными к опросному блоку, воздействующему на защитный аппарат, взаимодействующий с блокировочным элементом.

На чертеже схематически представлено устройство взрывозащиты электрооборудования.

На чертеже приняты следующие обозначения: трансформаторная подстанция - 1; блокировочный элемент 2; защитный аппарат - 3; независимый источник питания - 4; искробезопасный источник 5 питания с опросным блоком; метан-датчик б газовой защиты, установленный во взрывоопасной зоне; станция 7 управления в защитной оболочке; измерительные органы 8-10 дополнительных средств газовой защиты.

Устройство взрывозащиты работает следующим образом.

В распредустройстве низкого напряжения трансформаторной подстанции 1 установлен блокировочный элемент 2 совместно с защитным аппаратом 3. Перед включением защитного аппарата 3 блокировочный элемент включает независимый источник 4 питания и опросный блок источника 5, к которому подключен метан-датчик 6 газовой защиты, установленный во взрывоопасной зоне и в станции 7 управления. При отсутствии взрывоопасной среды как вне, так и внутри защитных оболочек станции 7 управления опросный блок источника 5 дает разрещение на включение защитного аппарата 3.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

При наличии взрывоопасной среды .метан- датчик 6 или средства газовой защиты 8-10 срабатывают и опросный блок источника 5 не дает включиться защитному аппарату 3. Кроме того, при включенном выключателе 3 в случае появления взрывоопасной среды во время работы станции 7 управления сигналы от срабатывания метан-датчика 6 или измерительных органов газовой защиты 8- 10 поступают на опросный блок источника 5, который воздействует на защитный аппарат 3, отключающий трансформаторную подстанцию. Вследствие того, что уровень срабатывания дополнительных средств газовой защиты 8-10 выбран ниже чем у основных, установленных во взрывоопасных зонах, повышается уровень взрывобезопасности и в режиме обслуживания станций 7 упраатения.

Положительный эффект от реализации изобретения заключается в том, что вместо электрооборудования в металлоемких оболочках с фланцевой взрывозащитой с уровнем РВ (рудничное взрывозащищенное) или В во взрывоопасных зонах может быть применено электрооборудование в облегченных защитных оболочках, что позволяет снизить материалоемкость и трудоемкость их изготовления. Наибольший экономический эффект может быть получен при использовании изобретения в станциях управления, например тиристорных, и другом больще- объемном электрооборудовании. Кроме того, улучшаются условия безопасности электрооборудования в режиме обслуживания, когда вероятность появления воспламеняющего импульса особенно велика и при котором наиболее часто возникают взрывы окружающей среды.

Формула изобретения

1. Способ взрывозащиты электрооборудования, основанный на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасных зонах и автоматическо.м отк.тюче- нии группового защитного аппарата при достижении концентрацией заданной уставки, локализацию возможного взрыва внутри защитных оболочек электрообрудования, а также контроле исправности отключенной сети, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности в режиме обслуживания, снижения .металлоемкости защитных оболочек и упрощения технологии их изготовления, дополнительно осуществляют контроль концентрации взрывоопасной среды внутри защитных оболочек электрооборудования, производят отключение при уставке срабатывания на ступень ниже предельно допустимой, а включение средств контроля за концентрацией взрывоопасной среды осуществляют с опережением во времени по отношению к включению защитного аппарата.

2. Устройство взрывозащиты электрооборудования, содержащее метан-датчик газовой защиты, установленный во взрывоопасной зоне и воздействующий через опросный блок искробезопасного источника питания на защитный аппарат, блокировочный элемент и защитные оболочки, в которых расположено электрооборудование, отличающееся тем, что в оболочки электрооборудования дополнительно введены измерительные органы средств газовой защиты, соединенные с независимым искробезопасным источником питания и подключенные к опросному блоку, взаимодействуюплему с блокировочным элементом.

Изобретение относится к электротехнике - к взрывозащищаемому электрооборудованию, предназначенному для эксплуатации во взрывоопасных производствах и помещениях, например в угольных щахтах. Цель изобретения - снижение металлоемкости защитных оболочек, упрощение технологии их изготовления и повышение взрыво- безопасности в режиме обслуживания. Поставленная цель достигается тем, что в способе взрывозащиты электрооборудования, основанном на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасной зоне и автоматическом отключении группового защитного аппарата при достижении опасной концентрации, локализации возможного взрыва внутри защитных оболочек оборудования, а также контроле исправности отключенной сети, дополнительно осуществляют контроль за концентрацией взрывоопасной среды внутри защитных оболочек электрооборудования, производят отключение при установке срабатывания на ступень ниже предельно допускаемой. Включение средств контроля за концентрацией взрывоопасной среды осуществляют с опережением во времени по отношению к включению защитного аппарата. Использование данного способа позволяет использовать электрооборудование в облегченных защитных оболочках, тем самым обеспечивая снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления. 2 с.п.ф-лы. 1 ил. Sfi (Л ND k сд сд О5

- -I - -1

тт

-ж

. АГ+

ОО