УкрНИИВЭ

Источники питания шахтные типа ИПШ

Источник питания предназначен для преобразования общешахтного трехфазного переменного напряжения 380/660 В или 660/1140 В в трехфазное напряжение 127 В и 220/127 В для питания одного электросверла, освещения и устройств автоматики.

Рисунок 1 – Общий вид ИПШ (слева ИПШ-1, справа ИПШ-2)

Источник питания изготавливается по уровню взрывозащиты – «взрывобезопасным» (РВ), по виду взрывозащиты – «взрывонепроницаемая оболочка подгруппы 3В» (3В) и «искробезопасная электрическая цепь уровня Иа» (Иа), имеет маркировку взрывозащиты РВ 3ВИа, и может применяться в выработках угольных и сланцевых шахт, опасных по газу (метану) и (или) угольной пыли в соответствии с НПАОП 10.0-1.01-05 «Правила безопасности в угольных шахтах».

• температура окружающего воздуха от -10 °С до +35 °С;
• верхнее значение относительной влажности окружающего воздуха (98±2) % при температуре 35 °С;
• номинальные значения механических внешних воздействующих факторов по ГОСТ 17516.1 для группы механического исполнения М5;
• окружающая среда взрывоопасная по газу (метану) и (или) угольной пыли, запыленность до 1200 мг/м³;
• рабочее положение в пространстве – горизонтальное. Допускается отклонение от рабочего положения не более, чем на 20° в любую сторону.
• колебания напряжения питающей сети от 0,85 до 1,1 U_ном.

Источник питания представляет собой взрывонепроницаемую оболочку, состоящую из корпуса , быстрооткрываемой крышки , крышек вводного и выводного отделений, камеры разъединителя , монтажной крышки аппаратного отделения и кабельных вводных устройств.

Рисунок 2 – Общий вид источника питания шахтного ИПШ

Корпус представляет собой сварную конструкцию, состоящую из четырех отделений: вводного (сетевого), выводного, разъединителя и аппаратного. Вводное и выводное отделения отделены от остальных взрывонепроницаемыми перегородками.

Вводное отделение предназначено для ввода, транзитного вывода и подсоединения к источнику питания силового кабеля. Для этой цели предусмотрены два кабельных вводных устройства и набор проходных зажимов.

Отделение выводов предназначено для ввода и присоединения кабелей токоприемников и кабелей контрольных цепей. Отделение снабжено тремя кабельными вводными устройствами для подключения электросверла, освещения и питания аппаратуры управления и четырьмя кабельными вводными устройствами для подключения дополнительного заземления реле утечки, местного освещения или резервного и двух кнопочных постов дистанционного управления.

В выводном отделении вместо проходных изоляторов с токоведущими шпильками применены провода, залитые в обойме изоляционной затвердевающей массой. Концы проводов присоединены к клеммнику. В качестве клеммника используются наборные контактные зажимы фирмы «WAGO». Для подключения проводников в зажимах используется стандартная отвертка, которая вводится в отверстие корпуса параллельно проводнику и, отжимая натяжную пружину, открывает окно для ввода проводника.

В отделении разъединителя размещен защитный автоматический выключатель, который одновременно используется в качестве разъединителя. Разъединитель электрически связан с вводным отделением при помощи проходных зажимов, а с аппаратным – силовыми проводами.

В аппаратном отделении расположен трансформатор, на котором установлена панель с набором силовой аппаратуры . Выводы первичных обмоток трансформатора подключены к блоку зажимов и могут быть соединены в «звезду» или «треугольник». Вторичные обмотки первого канала питания нагрузки напряжением 127 В не переключаемые и соединены «звездой». Вторичные обмотки второго и третьего каналов питания нагрузки при необходимости могут быть пересоединены со «звезды» (220 В) на «треугольник» (127 В).

На внутренней поверхности быстрооткрываемой крышки установлена панель с блоками управления, защиты, сигнализации и др.

На наружной поверхности быстрооткрываемой крышки расположены: смотровое окно, толкатели кнопок , рукоятка привода запорного кольца.

Крышка механически сблокирована с разъединителем таким образом, что при включенном разъединителе ее нельзя открыть и наоборот, при открытой крышке нельзя включить разъединитель.

Конструкцией источника питания предусмотрена возможность пломбирования быстрооткрываемой крышки в закрытом положении пломбой. Для этой цели предусмотрены отверстия на рукоятке приводного вала замка крышки и блокировочном рычаге.

Для местного заземления корпуса предусмотрены наружные заземляющие зажимы. У кабельных вводов для силовых цепей предусмотрены наружные и внутренние заземляющие зажимы.

Электрическая схема источника питания обеспечивает:

• по каналу 1 работу ручного электросверла напряжением 127 В, мощностью 1,6 кВт;
• по каналам 2 и 3 питание напряжением 127 или 220 В, осветительной нагрузки и устройств автоматики равномерно распределенных по фазам суммарной мощностью не более 2,2 кВт;
• защиту от токов короткого замыкания в отходящих от источника питания цепях при помощи реле максимального тока с фиксированной уставкой срабатывания (50 ± 5) А (канал 1) и регулируемыми уставками срабатывания от 10 до 50 А (каналы 2 и 3);
• общесетевую защиту от токов утечки в отходящих цепях;
• блокировку, препятствующую подаче напряжения на отходящие цепи при срабатывании реле утечки;
• предварительный контроль сопротивления изоляции и блокировку, препятствующую подаче напряжения на отходящие цепи;
• нулевую защиту отходящих цепей;
• защиту от короткого замыкания в цепях дистанционного управления;
• защиту от самовключения при повышении напряжения питающей сети до 1,5 номинального;
• при обрыве или увеличении сопротивления цепи заземления до значения более 50 Ом;
• селективную световую сигнализацию о срабатывании максимальной токовой защиты;
• селективную сигнализацию о снижении сопротивления изоляции ниже допустимого значения на отключенных присоединениях;
• деблокирование максимальной токовой защиты;
• проверку функционирования реле утечки;
• искробезопасные цепи дистанционного управления.

Рисунок 3 – Схема внешних подключений источника питания шахтного типа ИПШ
A1 – источник питания шахтный типа ИПШ; А2 – электросверло; А3 – кнопочный пост управления освещением;
А4 – кнопочный пост управления питанием устройств автоматики; А5 – устройство автоматики;
EL – светильник; XT – тройниковая муфта

Источник питания изготавливается по уровню взрывозащиты – взрывобезопасным (РВ), по виду взрывозащиты – «взрывонепроницаемая оболочка подгруппы 3В» (3В), «искробезопасная электрическая цепь уровня Иа» (3ВИа) и имеет маркировку взрывозащиты РВ 3ВИа.

• все нормально искрящие элементы заключены во взрывонепроницаемую оболочку по ГОСТ 22782.6-81, которая выдерживает давление взрыва и исключает передачу взрыва в окружающую взрывоопасную среду, имеет высокую степень механической прочности по ГОСТ 22782.0-81;
• подсоединение внешних цепей производится в оболочке вводного отделения, имеющей высокую степень механической прочности по ГОСТ 22782.0-81 и степень защиты IP54 по ГОСТ 14254-96;
• степень защиты оболочки источника питания от внешних воздействий IP54 обеспечивается щелевой защитой;
• максимальная температура контактных соединений при нормальных режимах эксплуатации не превышает 65 °С;
• конструкция кабельных вводных устройств обеспечивает надежное уплотнение подводимых кабелей и невозможность их проворота и выдергивания;
• съемные крышки снабжены надписями «ОТКРЫВАТЬ, ОТКЛЮЧИВ ОТ СЕТИ» и «ОТКРЫВАТЬ, ОТКЛЮЧИВ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ», на быстрооткрываемой крышке указана маркировка взрывозащиты «РВ 3ВИа»;
• прочность оболочки проверяется по ГОСТ 22782.0-81 и ГОСТ 22782.6-81. При этом на предприятии-изготовителе прочность каждой взрывонепроницаемой оболочки проверяется испытательным давлением 1,0 МПа в течение времени, необходимого для ее осмотра, но не менее 10 с;
• взрывонепроницаемость оболочки источника питания обеспечивается применением щелевой взрывозащиты;
• взрывозащитные поверхности защищены от коррозии антикоррозийной смазкой. Все болты, винты и гайки, крепящие детали со взрывозащитными поверхностями, а также токоведущие и заземляющие зажимы предохранены от самоотвинчивания пружинными шайбами. Доступ к наружным болтам съемных крышек возможен только посредством специального инструмента;
• с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» выполнен блок управления. Искробезопасность цепей управления и блокировки достигается следующими методами и средствами:
  1. гальваническим разделением искробезопасных цепей от неискроопасных с помощью разделительных трансформаторов, выполненных в соответствии с требованиями п.1.8 ГОСТ 22782.5-78;
  2. искрозащитными элементами FИа, находящимися в блоке БДУ и закрытыми пластмассовым кожухом и принципиальными решениями электрической схемы источника питания в соответствии с ГОСТ 22782.5-78;
  3. заключением блока управления в неразборную конструкцию.