Способ взрывозащиты силовых электроустановок Советский патент 1987 года по МПК E21F9/00 H01H9/04 

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 взрыво- защищенного электрооборудования.

Известен способ взры воза щиты электрооборудования в шахтах, заключаюш,ийся в

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

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу взрывозаш,иты силовых электроустановок, основанному на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования, сравнении ее с заданной концентрацией и отключении электконтроле за состоянием концентрации метана 10 роустановки при превышении концентрации

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 превыщении допустимой концентрации метана в выработках 20 жащим датчики концентрации взрывоопас- газовая защита воздействует на защитный ной среды, устанавливаемые во взрыво- аппарат, обесточивающий электроустанов- опасных зонах и внутри защитных оболочек ку 1.электрооборудования и воздействующие на

Однако из-за недостаточного быстродейст- защитный аппарат. Дополнительно во внутрь ВИЯ и несовершенства газовая защита в со-электроустановки помещен источник нейтрачетании с существующими защитными сред- 25 лизатора взрывоопасной среды, выпускной

клапан которого соединен с выходом диф

взрывоопасной среды выще заданной величины, отключают электроустановку с выдержкой времени, в течение которого вводят нейтрализатор взрывоопасной среды.

Кроме того, нейтрализатор вводят под избыточным давлением.

Предлагаемый способ защиты силовых электроустановок реализуется устройством взрывозащиты электрооборудования, содерствами часто не в состоянии предотвратить взрыв, особенно при внезапных выбросах газа, так как взрывоопасная смесь появляется быстрее, чем осуществляется отключение электрооборудования. Кроме тоференциального блока, входы которого соединены с датчиками концентрации взрывоопасной среды внутри и вне электроустановки, а защитный аппарат подключен к

го, суфлярное выделение метана в нбпо- выходу дифференциального блока через блок средственной близости от электрооборудова- задержки, ния может достигать взрывоопасной концентрации, в то время как в месте установки метан-датчиков концентрация может

С целью обеспечения надежности взрывозащиты в цепь управления защитного аппарата введен логический элемент, вход ко- быть не взрывоопасной. Устанавливаемые в торого присоединен к органу задержки

выработках метан-датчики реагируют на объемное содержание метана и при суфляр- ных выделениях метана их надежная работа не гарантирована.

Наиболее близким к предлагаемому является способ взрывозащиты электрооборудо- 40 взрывозащиты силовых электроустановок, вания, основанный на контроле концентра-Камера или корпус оболочки 1 оборудованы

ции взрывоопасной среды во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования и отключении его при усдатчикам концентрации взрывоопасной среды и датчикам наличия нейтрализатора, а выход соединен с защитным аппаратом.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ

тавке срабатывания на ступень ниже предверью (крышкой) 2 с уплотнениями 3, препятствующими свободному сообщению внутренней и окружающей сред. На внещних и внутренних частях камеры или оболочдельно допустимой. Включение средств конт- ки установлены датчики 4 контроля конроля 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

50

центрации 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

электроустановки происходит в заведомо га- 55 нормально неискрящими контактами (ти- зовой среде опасной концентрации из-заристорные преобразователи и регуляторы,

фильтрокомпенсирующие устройства и т. п.).

Источниками нейтрализатора могут быть сонедостаточного быстродействия средств защиты.

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

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу взрывозаш,иты силовых электроустановок, основанному на контроле концентрации взрывоопасной среды во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования, сравнении ее с заданной концентрацией и отключении электжащим датчики концентрации взрывоопас- ной среды, устанавливаемые во взрыво- опасных зонах и внутри защитных оболочек электрооборудования и воздействующие на

взрывоопасной среды выще заданной величины, отключают электроустановку с выдержкой времени, в течение которого вводят нейтрализатор взрывоопасной среды.

Кроме того, нейтрализатор вводят под избыточным давлением.

Предлагаемый способ защиты силовых электроустановок реализуется устройством взрывозащиты электрооборудования, содерференциального блока, входы которого соединены с датчиками концентрации взрывоопасной среды внутри и вне электроустановки, а защитный аппарат подключен к

взрывозащиты силовых электроустановок, Камера или корпус оболочки 1 оборудованы

датчикам концентрации взрывоопасной среды и датчикам наличия нейтрализатора, а выход соединен с защитным аппаратом.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ

взрывозащиты силовых электроустановок, Камера или корпус оболочки 1 оборудованы

дверью (крышкой) 2 с уплотнениями 3, препятствующими свободному сообщению внутренней и окружающей сред. На внещних и внутренних частях камеры или оболочки установлены датчики 4 контроля кон

центрации 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

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 предус- мотрено питание дифференциального блока задержки и логического элемента от автономного и искробезопасного источника 17 питания.

Устройство для осуществления предлага- емого 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 пре- образуются в результирующий сигнал, пропорциональный скорости нарастания концентрации взрывоопасной смеси вне камеры или оболочки, чем обеспечивается опережающая реакция на повыщение взрывоопас- ной концентрации газа в окружающей среде. При появлении опасной концентрации газа в окружающей среде сигнал с дифференциального блока 5 подается на исполнительные механизмы клапанов б 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 во- внутрь взрывоопасной смеси, и одновременно обеспечивая нейтрализацию взрывоопасной смеси внутри камеры или оболочки.

С целью повыщения эффективности взры- возащиты в электроустанобке 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 нейтра- лизуется, подается сигнал на отключение коммутационного аппарата и электроустановка обесточивается.

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

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 того, 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 наличия 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 использования способа выборочно для некоторых установок (агрегатов) из группы находящегося в одной камере электрооборудования. Тогда предлагаемым устройством оборудуется лищь та установка, которая не изготовлена во взрывозащищенном исполнении. В этом случае рассматриваемая установка должна иметь пылевлагозащитный корпус и обеспечена предлагаемым устройством взрывоза- щиты.

Использование данной взрывозащиты при переводе распределительных сетей шахт и рудников на напряжение 10 кВ позволяет отказаться от разработки дорогостоящих высоковольтных распределительных устройств и фильтрокомпенсирующих конденсаторных установок во взрывозащищенном исполнении и применять серийно выпускаемые общепромь1щленные комплектные рас- предустройства 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.