УкрНДІВЕ

Пристрій керування комплектний вибухозахищений КУУВ-ВСП

Пристрій керування призначений для роботи в трифазних мережах змінного струму з ізольованою нейтраллю трансформатора для дистанційного керування, контролю стану, технічної діагностики та захисту трифазних електродвигунів з короткозамкненим ротором, установлених на очисних комбайнах з винесеною системою подачі (ВСП) у виробленнях вугільних шахт, небезпечних по газу (метану) і (або) вугільному пилу.

Рисунок 1 – Загальний вид КУУВ-ВСП

• температура навколишнього повітря від -5 ± 2 до +35 ± 2 °С;
• відносна вологість навколишнього повітря (98 ± 2) % (с конденсацією вологи) при температурі 35 °С;
• навколишнє середовище вибухонебезпечне по газу (метану) і (або) вугільному пилу, запиленість не більше 1200 мг/м³;
• номінальні значення механічних зовнішніх факторів, які впливають за ДСТ 17516.1-90 для групи механічного виконання М1;
• висота над рівнем моря не більше 1000 м, глибина – не більше 1500 м нижче рівня моря;
• робоче положення в просторі – горизонтальне, допускається відхилення від робочого положення не більше ніж на 15° у будь-яку сторону.

Пристрій керування забезпечує роботу в тривалому, переривчасто-тривалому та повторно-короткочасному режимах.

Механічна зносостійкість контакторів пристрою керування становить не менш 3*10⁶ циклів вмикань-відключень (ВО), роз'єднувача – не менш 6300 циклів ВО.

Пристрій керування має три вступних і чотири вивідних пристрої для підключення силових кабелів та 26 вивідних пристроїв для підключення гнучких контрольних кабелів.

Пристрої для підключення вступних силових кабелів розраховані на підключення як гнучких, так і броньованих кабелів з урахуванням транзитного струму та можливості виконання сухого оброблення.

Пристрій керування являє собою вибухонепроникну оболонку, що складається з корпуса, кришки, яка швидко відкривається, кришок вступного й вивідного 4 відділень, камери роз'єднувача, штепсельних рознімань (з'єднувачів) і кабельних вступних пристроїв.

Корпус являє собою зварену конструкцію, яка складається із чотирьох відділень: вступного (мережного) (А), вивідного (Б), роз'єднувача (В) і апаратного (Г).
Вступне та вивідне відділення відділені від інших вибухонепроникними перегородками.

Вступне відділення призначене для уведення, транзитного виводу та приєднання до пристрою керування силового кабелю, як гнучкого, так і броньованого з урахуванням можливості виконання сухого оброблення.
Для цієї мети передбачені три кабельних вступних пристрої та шість силових прохідних затисків (кожна фаза розщеплена)
Відділення висновків призначене для уведення та приєднання кабелів контрольних ланцюгів. У вивідному відділенні замість прохідних ізоляторів зі струмоведучими шпильками застосовані проведення, залиті в обоймі ізоляційною масою, яка затвердіває. Кінці проводів приєднані до клемників. У якості клемників використаються складальні контактні затиски фірми «WAGO». Для підключення провідників у затисках використається стандартна викрутка, яка вводиться в отвір корпуса затиску паралельно провіднику й, віджимаючи натяжну пружину, відкриває вікно для уведення провідника.

У відділенні роз'єднувача розміщені блокувальний роз'єднувач, розвантажувальний пристрій і блокувальна кнопка «Стоп». Роз'єднувач електрично пов'язаний із вступним та апаратним відділеннями за допомогою силових і контрольних прохідних затисків.
Блокувальний роз'єднувач призначений для розриву електричного ланцюга, при відсутності в ній струму навантаження, і дозволяє робити роботи у вивідному та апаратному відділеннях, не відключаючи пристрій керування від мережі. Для запобігання відключення ланцюга зі струмом роз'єднувач сблокирован із кнопкою «Стоп», яка включена в ланцюг харчування котушки незалежного розчеплювача автоматичного вимикача.
Блокування виконане таким чином, що роз'єднувач можна відключити, тільки нажавши на кнопку «Стоп», що забезпечує випереджальне відключення автоматичного вимикача, і тим самим зняття навантаження стосовно відключення роз'єднувача.

В апаратом відділенні розташовані: автоматичний вимикач, три трансформатори напруги, чотири вакуумних контактори (два на 250 А і два на 160 А) і металевий каркас, у якому розміщені блок керування, блок регулятора навантаження та швидкості і блок джерел харчування комплекту технічних засобів КТС-М, а також блок узгодження датчиків муфти (УКСД.19.010).

На лівій бічній стінці корпуса апаратного відділення зовні встановлені чотири з'єднувачі (штепсельні рознімання) для силових кабелів, які відходять, до струмоприймачів.
Із внутрішньої сторони на стінці розташовані складальні контактні затиски контрольних ланцюгів, аналогічні клемникам.
На передній стінці корпуса апаратного відділення встановлені оглядові вікна світлодіодних індикаторів і вольтметра, штовхальники оперативних кнопок, рукоятка автоматичного вимикача, опори поворотних штанг кришки, привід закривання кришки із блокувальною планкою, опори для установки кришки при її закриванні, рукоятка роз'єднувача.

Апаратне відділення закривається прямокутною кришкою. Корпус і кришка в закритому стані стягнуті між собою L-образними захопленнями, які розташовані по внутрішньому периметрі фланця кришки й жорстко закріплені на ній.
Кришка, яка швидко відкривається, встановлюється на двох поворотних штангах, опори яких закріплені на передній стінці корпуса апаратного відділення. На кінцях штанги мають пази, у яких рухається кришка при її закриванні–відкриванні.
Закривання кришки відбувається за рахунок її бічного зрушення вліво за допомогою зубчасто-рейкового зачеплення. При цьому нижня торцева поверхня фланця кришки сковзає по опорах і зовнішній поверхні фланця корпуса та уводить L-образні захоплення в зачеплення із внутрішньою площиною фланця корпуса.

Разом з опорами штанг установлений привід закривання кришки. Він складається з корпуса, у якому вертикально встановлена вал-шестірня та горизонтально-зубчаста рейка. У нижній частині вала-шестірні закріплена відкидна рукоятка приводу, а у верхній частині встановлена блокувальна планка з пазом, у який входить виступ вала-шестірні. Зубчаста рейка віссю пов'язана з кришкою, яка швидко відкривається.

Кришка апаратного відділення механічно зблокована з роз'єднувачем. Механічне блокування призначене для забезпечення безпечної експлуатації пристрою керування та захисту обслуговуючого персоналу від поразки електричним струмом. Механічне блокування виконане таким чином, що кришку, яка швидко відкривається, можна відкрити тільки при відключеному роз'єднувачі та не можна включити роз'єднувач при відкритій кришці.

На внутрішній поверхні кришки, яка швидко відкривається, встановлена панель із комплектом апаратів керування та захисту.

На задній стінці корпуса апаратного відділення встановлені вакуумні контактори з датчиками струму та чотири зовнішніх розвантажувальних пристрої.
Розвантажувальні пристрої призначені для зниження тиску вибуху в оболонці апаратного відділення. Воно складається з корпуса, кришки, захисного кожуха, двох сітчастих прокладок, між якими перебуває гранульоване набивання, яке складається зі стеклокульок. У корпусі та кришці є отвори для виходу горючих газів у зовнішнє середовище. Із зовнішньої сторони корпуса ці отвори закриті поліетиленовою плівкою, яка охороняє вибухонепроникну камеру від пилу та вологи, а захисний кожух – від випадкових зовнішніх ушкоджень.

Для виключення можливості включення роз'єднувача при виробництві ремонтних робіт у ділянці, яка відходить, мережі конструкцією пристрою керування передбачене навішення замка на рукоятку включення роз'єднувача в положенні «Откл.».

Для місцевого заземлення корпуса пристрою керування передбачені зовнішні заземлюючі затиски. У кабельних уведеннях для силового ланцюга передбачені зовнішні та внутрішні заземлюючі затиски.

Для зручності транспортування пристрій керування встановлюється на полозках. Полозки розраховані на установку пристрою на ґрунт або настил. Переміщення виробляється за допомогою лебідки.

Електрична схема пристрою керування забезпечує:

• захист від струму короткого замикання та світлову сигналізацію при її спрацьовуванні;
• електричне блокування, яке перешкоджає включенню електродвигуна при зниженні опору ізоляції в ділянці, яка відходить, мережі, яка харчує електродвигун, нижче 30 кОм при напрузі 660 В і нижче 100 кОм при напрузі 1140 В і сигналізацію про її спрацьовування;
• захист від перевантаження, «перекидання» і пуску, який не завершився, електродвигунів і світлову сигналізацію при її спрацьовуванні;
• нульовий захист;
• захист від втрати керованості;
• контроль припустимого, не більше 50 Ом, опору заземлення корпуса комбайна;
• перевірку працездатності пристрою керування без подачі напруги на електродвигун зі світловою індикацією;
• захист від струмів короткого замикання та струмів витоку в ланцюгах напругою 36 В;
• перевірку дії максимального струмового захисту;
• перевірку дії пристрою попереднього контролю ізоляції;
• спрацьовування загальносітьового захисту від витоків на землю у випадку зварювання силових контактів вакуумного контактора в кожному із трьох полюсів у відключеному положенні пристрою керування.

Апаратура автоматизації пристрою керування (комплекс технічних засобів керування очисними комбайнами УКД200-250, КА200, КА80, К103М, 1К101УД, ГШ200В) забезпечує виконання наступних функцій:

• с пульта керування машиніста комбайна:
  1. пуск і відключення комбайна;
  2. пуск і відключення конвеєра;
  3. завдання напрямку руху комбайна;
  4. завдання необхідної швидкості подачі комбайна;
  5. аварійне (двохстадійне) відключення автоматичних вимикачів;
• с пульта керування штрекового:
  1. пуск і відключення комбайна;
  2. пуск і відключення конвеєра;
  3. завдання напрямку руху комбайна;
  4. завдання необхідної швидкості подачі комбайна;
  5. пуск і відключення насосних станцій;
  6. аварійне (двохстадійне) відключення автоматичних вимикачів;
  7. вибір пункту керування конвеєром;
     1. с пульта керування штрекового;
     2. с комбайна;
     3. с постів керування, розташованих на приводах;
  8. вибір режиму включення приводів конвеєра:
     1. роздільне включення тільки нижнього або верхнього приводу;
     2. спільне включення приводів із заданою витримкою часу між включеннями пускачів;
• автоматичний режим роботи електропривода комбайна зі стабілізацією швидкості подачі на заданому рівні, установлюваному з обраного пульта керування, з відсіченням по струму електродвигунів. Струм відсічення двигунів виконавчих органів повинен становити 1,4 струму уставки, струм відсічення двигунів подачі дорівнює току уставки;
• автоматичний режим роботи електропривода комбайна зі стабілізацією навантаження електродвигунів комбайна та ВСП із алгоритмом керування двома тяговими муфтами (шляхом зміни швидкості подачі при перевищенні вище заданої) і обмеженням швидкості на заданому рівні, установлюваному з обраного пульта керування, і з відсіченням по струму електродвигунів;
• плавне збільшення швидкості подачі комбайна від нуля до заданої;
• автоматичне зниження швидкості подачі комбайна до нуля при обриві або короткому замиканні ланцюгів датчика швидкості подачі;
• автоматичне відключення комбайна при пуску, який не завершився, або «перекиданні» електродвигунів комбайна;
• автоматичне відключення електродвигунів комбайна та ВСП із заданою витримкою часу при тривалому технологічному перевантаженні;
• автоматичне відключення комбайна при змісті метану понад припустиме значення в зоні роботи комбайна, зниженні тиску й витрати води в системі зрошення й охолодження електродвигунів комбайна, ВСП, електромагнітних муфт ВСП, перегріві електродвигунів комбайна, ВСП і електромагнітних муфт ВСП;
• аварійне, двохстадійне відключення автоматичних вимикачів з абонентських постів зв'язку по лаві*;
• автоматичну подачу попереджувального сигналу на комбайні або по лаві перед включенням приводу виконавчих органів комбайна;
• автоматичну подачу попереджувального сигналу по лаві перед натягом тягового ланцюга комбайна, включенням конвеєра, подачі та лебідки;
• автоматичне керування пускачем насоса зрошення та електромагнітним вентилем, погоджене з управлінням комбайна;
• автоматичне керування пускачами запобіжної лебідки для витяжки тракового ланцюга, погоджений з напрямком руху комбайна;
• дистанційне відключення пускачів приводів конвеєра з постів гучномовного зв'язку по лаві*;
• блокування несанкціонованого включення комбайна та подачі;
• блокування, яке забезпечує можливість повторного включення механізмів лави без подачі попереджувального сигналу, якщо проміжок часу між двома наступними один за одним пусками не перевищує 6 с;
• блокування, що повертає схему керування у вихідний (відключене) стан при відсутності попереджувального сигналу і при будь-якому відключенні та не включенні комбайна і конвеєра;
• захист від витоків струму на «землю» у ланцюгах харчування електромагнітних муфт ВСП (Rоткл. не менш 2 кОм);
• перевірку функціонування апаратури без включення механізмів лави;
• можливість передачі інформації в загальношахтну інформаційну систему про навантаження електродвигуна комбайна, ВСП, величини швидкості подачі та напрямки руху комбайна, причини відключення комбайна і ВСП та ін.;
• діагностику функціонування окремих вузлів складових частин комбайна та комплексу КТС-М.1 і КТС-М.2;
• нагромадження та зберігання інформації про роботу комбайна і ВСП;
• можливість сполучення з апаратурою сигналізації та зв'язку, який забезпечує дистанційне керування (або тільки відключення) насосних станцій з лави;
• можливість спільної роботи з модернізованою ВСП (з обліком нових попереджувального і аварійного рівнів нагрівання котушки порушення, контролю швидкості обертання, контролю витрати води);
• забезпечувати захист двигунів потужністю 180, 200, 220, 250 кВт, причому діапазон спрацьовування для кожного із щаблів потужності повинен бути регульованим у діапазоні ±30 %.

* Забезпечується в комплекті з апаратурою гучномовного зв'язку, який не входить у комплекс КТС-М.

Пристрій керування виготовляється за рівнем вибухозахисту – вибухобезпечними (РВ), по виду вибухозахисту – «вибухонепроникна оболонка 3В» (3В), «іскробезпечний електричний ланцюг» (Иа) і має маркування вибухозахисту РВ 3ВИа.

Рівень і види вибухозахисту досягаються наступними мірами та засобами:

• всі елементи, які іскрять, укладені у вибухонепроникну оболонку апаратного відділення пристрою керування, виконану по ДСТ 22782.6-81, яка витримує тиск вибуху та виключає передачу вибуху в навколишнє вибухонебезпечне середовище, має високий ступінь механічної міцності за ДСТ 22782.0-81 и ступінь захисту від зовнішніх впливів IP54 за ДСТ 14254-96;
• приєднання зовнішніх ланцюгів виробляється в оболонці вступного відділення, яка має високий ступінь механічної міцності за ДСТ 22782.0-81 і ступінь захисту IP54 за ДСТ 14254-96;
• висновком струмоведучих частин, які не іскрять (затисків контактних для приєднання жив кабелю) в оболонці відділення висновків, яка має високий ступінь механічної міцності за ДСТ 22782.0-81 і ступінь захисту IР54 за ДСТ 14254-96;
• максимальна температура контактних з'єднань при нормальних режимах експлуатації не перевищує 65 °С;
• конструкція кабельних вступних пристроїв відповідає ДСТ 22782.0-81 і забезпечує надійне ущільнення кабелів, які підводять, неможливість їх проворота та висмикування, а також установкою в невикористані кабельні вступні пристрої вибухонепроникних заглушок;
• знімні кришки постачені написами «Открывать, отключив от сети», «Открывать, отключив разъединитель», на кришці, яка швидко відкривається, зазначене маркування РВ 3ВИа;
• міцність вибухонепроникної оболонки перевіряється за ДСТ 22782.0-81, ДСТ 22782.6-81. При цьому на підприємстві-виготовлювачі міцність кожної вибухонепроникної оболонки перевіряється іспитовим тиском, рівним півторакратному тиску вибуху протягом часу, необхідного для огляду, але не менш 10 c;
• вибухонепроникність оболонок пристрою керування забезпечується застосуванням щілинного вибухозахисту;
• на кресленні засобів вибухозахисту пристрою керування словом «Взрыв» позначені всі вибухонепроникні з'єднання, які забезпечують щілинний вибухозахист із вказівкою припустимих за ДСТ 22782.6-81 параметрів вибухозахисту: максимальної ширини та мінімальної довжини щілин, шорсткості поверхонь прилягання, які утворюють вибухонепроникні щілини, мінімальної осьової довжини різьблення, кроку різьблення, числа повних безперервних неушкоджених ниток різьблення різьбових вибухонепроникних з'єднань. Механічні ушкодження вибухозахисту поверхонь не допускаються;
• вибухозахисні поверхні захищені від корозії антикорозійним змащенням. Всі болти, гвинти та гайки, які кріплять деталі із вибухозахисними поверхнями, а також струмоведучі та заземлюючі затиски забезпечені від самовідгвинчування пружинними шайбами. Доступ до зовнішніх болтів знімних кришок можливий тільки за допомогою спеціального інструмента;
• рухливі вибухозахисні поверхні (валик-втулка) захищені від корозії гальванічним покриттям і разом з різьбовими вибухозахисними поверхнями при зборці покриті змащенням ЦИАТИМ-201 ДСТ 6267-74;
• вибухонепроникністю виводу проводів з апаратного відділення, що досягається заливанням їх у втулках епоксидним компаундом.
• температура проводів, залитих компаундом, не виходить за межі робочих температур компаунда;
• дефекти в отверділому компаунді у вигляді раковин, тріщин, повітряних міхурів, відшарувань від проводів і залитих деталей не допускаються. Висота шару заливання повинна бути не менш зазначеної на кресленні засобів вибухозахисту пристрою керування;
• оглядові вікна, призначені для візуального спостереження за засобами сигналізації, виконані з негорючого та механічно міцного матеріалу – полікарбонату. На склі нанесений видимий в експлуатації знак «В»;
• конструкцією електричних контактних затисків, які відповідають ДСТ 22782.0-81, ДСТ 22782.5 і виключають передачу контактного тиску через електроізоляційний матеріал.

Ізоляційні частини складальних прохідних затисків виконані із трекингостійких матеріалів. Шляхи витоку та електричні зазори відповідають значенням, нормованим ДСТ 24719-81:

• обмеженням температури зовнішніх поверхонь оболонок пристрою керування та елементів, які гріються, усередині них, що не перевищує припустимий ДСТ 22782.0-81 для електроустаткування групи Т (150 °С) при нормальних режимах роботи пристрою керування з урахуванням максимальної температури навколишнього середовища;
• наявністю на оболонках пристрою керування внутрішніх і зовнішніх заземлюючих затисків, виконаних за ДСТ 21130-75;
• с видом вибухозахисту «іскробезпечний електричний ланцюг» виконано блок керування. Іскробезпека ланцюгів керування та блокування досягається наступними методами та засобами;
• гальванічним поділом іскробезпечних ланцюгів від неіскронебезпечних за допомогою розділових трансформаторів TU3-TU7, TU9, виконаних відповідно до вимог п.1.8 ДСТ 22782.5-78;
• іскрозахисними елементами FИа, які перебувають у блоці БДУ і закритими пластмасовим кожухом і принциповими рішеннями електричної схеми пристрою керування відповідно до ДСТ 22782.56-78;
• застосуванням іскробезпечних джерел харчування АГАТ ВН12.10 і бар'єрів іскрозахисту.