содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

4.2. НУЛЕВАЯ ЗАЩИТА И ЗАЩИТА ОТ ПОТЕРИ УПРАВЛЕНИЯ В ЗАБОЙНЫХ МАШИНАХ



В соответствии с требованиями § 443 Правил безопасности и Нормативов по безопасности забойных машин и комплексов схемами управления должны выполняться рабочие функции, связанные с дистанционным включением и отключением коммутационного аппарата (магнитного пускателя, фидера станции управления), а также функции защиты и контроля: нулевая защита, защита от потери управления, защита от самовключения, автоматический контроль сопротивления цепи заземления передвижных машин.

Нулевая защита в системе управления является средством, исключающим возможность внезапных пусков машин и не допускающим самопроизвольную подачу напряжения после перерыва в электроснабжении. Она обеспечивается конструкцией кнопки Пуск и элементами, присоединенными параллельно ее замыкающему контакту. Конструкция кнопки такова, что ее замыкающий контакт включен последовательно в цепь управления приемным реле и замыкается только в момент кратковременного нажатия на толкатель кнопки. После прекращения нажатия кнопки контакт автоматически размыкается под воздействием подпружиненного толкателя, а при включенном состоянии схемы он шунтируется резистором R (рис. 4, б), замыкающим блок-контактом К магнитного пускателя или контактом К реле нулевой защиты К2 (рис. 4, а и в). Как уже отмечалось, сопротивление резистора, равное 47 Ом, выбрано с учетом того, что включение приемного реле К1 не произойдет до тех пор, пока не будет осуществлено его кратковременное шунтирование кнопкой S1 Пуск, а после срабатывания реле устойчиво удерживается во включенном состоянии. Такое условие выполнимо при стабилизированном питании схем управления и точной настройке элементов схемы управления.

Применение нулевой защиты при помощи резистора приводит к тому, что при кратковременных колебаниях напряжения в сети и невозможности осуществления глубокой стабилизации источников питания возможно увеличение тока в цепи управления до такой величины, при которой происходит неожидаемое включение схемы и, следовательно, машины. Это явление наиболее опасно для комбайнов, конвейеров, предохранительных и тяговых лебедок. Опасность самовключения схемы управления с резистором, шунтирующим кнопку Пуск, возникает при воздействии помех от сторонних источников энергии, поскольку в ней всегда имеется постоянно электрически замкнутая цепь управления приемным реле, при старении настроечных пружин электромагнитных реле, а также в случае нарушения заводской регулировки реле в условиях шахты.

Трехпроводная схема управления (рис. 4, а) лишена в нормальном режиме работы основного недостатка рассмотренной схемы — опасности самовключения, так как в ней в отключенном состоянии цепь управления электрически разомкнута блок-контактом. Аналогичными свойствами обладает схема, приведенная на рис. 4, в. Однако в последней для обеспечения надежной нулевой защиты требуется достаточно точная настройка приемного реле К1 и реле нулевой защиты К2 для выполнения следующего алгоритма их работы: при включении сначала должно сработать приемное реле, а затем — реле нулевой защиты, при отключении последовательность в работе должна быть обратной. Реализация такой схемы осуществлена в аппаратуре управления УМК и ЦПУ

Применение трехпроводной схемы сдерживается из-за того, что для ее монтажа необходимо иметь дополнительно третий провод, что не всегда можно обеспечить в современных схемах управления комплексом машин. Создание силовых гибких кабелей с увеличенным количеством вспомогательных жил открывает возможности для применения трех- и четырехпроводных схем управления с высокими защитными свойствами.

О существенности нулевой защиты в обеспечении безопасности управления машинами видно из схемы, применяющейся на некоторых шахтах для управления забойным конвейером (рис. 8). В такой схеме управление приемным реле К осуществляется только одной кнопкой Стоп, фиксирующейся в разомкнутом и замкнутом положениях. В схеме отсутствует нулевая защита и поэтому имеется возможность самопроизвольного включения (пуск машины или подача напряжения) сразу же после появления в сети напряжения, если кнопка перед снятием напряжения была зафиксирована в замкнутом положении. Управление по такой схеме противоречит требованиям техники безопасности и она не может быть допущена к применению.

Следует также отметить, что на ряде шахт фиксируют кнопку Пуск в замкнутом положении в схемах управления комбайном, чем ликвидируется нулевая защита, а режим работы осуществляется согласно схеме рис. 8. Ввиду того, что эксплуатация схем управления с такими нарушениями приводит к авариям и травмированию людей, требованиями § 391 и § 443 Правил безопасности запрещается изменять заводские электрические схемы и применять однокнопочные посты для управления машинами.

Защита от потери управления. Функции защиты от потери управления заключаются в том, чтобы исключить возможность самовключения и обеспечить надежное отключение схемы при различных повреждениях элементов и цепей схемы, а также при изменении ее параметров (напряжения питания, сопротивления изоляции и переходного сопротивления внешней цепи управления).

Для обеспечения такой защиты необходимо при построении схем управления соблюдать следующие требования: все элементы схемы, посредством которых осуществляется отключение, должны работать на размыкание цепи (это относится к кнопкам Стоп, контактам реле отключения и средствам защиты, блокировочным контактам); диод, обеспечивающий защиту от замыканий проводов цепи управления, должен размещаться в самом конце линии в последнем устройстве; схема управления не должна иметь ответвлений, не защищенных от замыканий; внешняя цепь управления приемным реле должна быть электрически разомкнутой, а схема управления иметь помехозащищенность от воздействия блуждающих токов тяговой сети и других помех сторонних источников энергии.

Защита от потери управления при обрыве или замыкании проводов внешнего участка схемы управления решается присоединением выпрямительного диода V в удаленной точке схемы (рис. 9) и использованием приемного реле, нечувствительного к переменному току. Указанные повреждения в цепях схемы приводят к тому, что питание реле осуществляется переменным током, величина которого, ограниченная большим индуктивным сопротивлением реле, недостаточна для его удержания и тем более срабатывания.

В практике построения схем управления забойными машинами не всегда можно избежать разветвления цепи управления по отдельным кабелям, в которых не обеспечивается защита от потери управления при замыкании проводов, проложенных к различным по назначению устройствам отключения (это относится к цепям, проложенным к блокировочным кнопкам Стоп, вынесенному пульту управления). В тех случаях, когда схемными решениями невозможно решить ряд защитных функций, надежность управления должна достигаться за счет прокладки кабелей в трубах, под защитными металлическими козырьками, швеллерами, уголками или прокладки проводов цепей управления в разных кабелях, поскольку повреждения, связанные с замыканиями при такой механической защите и прокладке цепей, исключаются. Когда такие меры нельзя использовать, место установки диода определяется с учетом возможных опасностей при повреждении каждого ответвления и наличия ряда других средств, с помощью которых можно не допустить появления опасности травмирования или аварии.

Защита от потери управления, вызванной самовключением схем управления при колебаниях напряжения питания, выполняется в результате стабилизации выходного напряжения и предусмотрения электрического разрыва в цепях управления приемным реле.

В схеме, приведенной на рис. 4, а  наличие замыкающего контакта К в цепи, шунтирующей кнопку S1 Пуск, не исключает включения последовательно с этим контактом резистора R. Вызвано это тем, что замыкание между проводом этой цепи и проводом, присоединенным непосредственно к кнопке S1 Пуск, не контролируется схемой и приводит к ее шунтированию и само-включению машины. Наличие сопротивления в шунтирующей цепи при таком замыкании снижает вероятность самовключения, так как схема управления, по существу, становится двухпроводной и функции элемента нулевой защиты выполняет резистор R. С целью повышения надежности работы схемы обнаруженное замыкание в цепи управления должно быть немедленно устранено.

Рис. 10. Схемы управления забойными машинами с общей заземляющей жилой: а — составленная на основе аппаратуры АУС; б — составленная на основе двух магнитных пускателей; 1 — приемный узел с источником питания; 2—пульт с органами управления; 3 — магнитные пускатели.

На шахтах довольно часто выполняют схемы управления комбайном и конвейером с общим проводом, в качестве которого используют заземляющую жилу (рис. 10). Такие схемы называют комбинированными (спаренными). Вследствие того что монтаж таких схем осуществляется на основе отдельных пускателей или независимых (обособленных) вторичных цепей с реле К1 (К2) и КЗ аппаратуры АУС, возможны разные варианты при подключении первичных и вторичных обмоток трансформаторов управления. Так, в спаренной схеме (рис.
10, а), составленной на основе аппаратуры АУС, в двух случаях (соединения 3 и 5, 4 и 6) из четырех возможных при замыкании между крайними проводами произойдет самовключение комбайна или конвейера после нажатия
на одну из кнопок S1 S2. Если схемой предусмотрено только отключение машины, то такое замыкание приведет к ее самовключению. Подключение совместно зажимов 3 и 6, 4 и 5 сохраняет защитные функции при управлении комбайном или конвейером.

Гораздо больше аварийных режимов при составлении спаренной схемы с использованием магнитных пускателей, поскольку здесь существенную роль играет то, к каким фазам подключены выводы первичной обмотки трансформатора управления (рис. 10, б),

При номинальном напряжении цепи управления U1,2 = 18 В в зависимости от того, к каким фазам подключены понижающие трансформаторы пускателей, напряжение 2 между проводами а и б спаренной схемы управления может быть: 0; 18; 31 и 36 В. В случае, когда U1,2= 0, при замыкании между этими проводами защитные свойства схемы не нарушаются. Однако при нажатии на одну из кнопок SI, S2 включаются оба реле и тем самым устраняется защита от потери управления. При незначительном сопротивлении проводов внешнего участка схемы защита от потери управления не выполняется при U1,2 — 18 В.

При значениях напряжения U1,2 равных 31 или 36 В, обрыве провода или б и замыкании его с исправны л проводом защита от потери управления также не выполняется. Поскольку при монтаже таких схем не регламентируется строго определенное подключение первичных и вторичных цепей, спаренную схему на шахтах не следует применять. Такая схема может попользоваться лишь в тех случаях, если она заранее собрана и проверена па заводе-изготовителе.

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..