ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТЬ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗАБОЙНЫХ МАШИН

4.3. ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТЬ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗАБОЙНЫХ МАШИН

В процессе эксплуатации устройства управления забойными машинами подвержены воздействию штатных (управляющих) и нештатных (возмущающих) факторов. Первые обусловлены рабочими функциями устройств управления, вторые — помехами, изменяющими нормальное их функционирование, которые могут быть эксплуатационными (внешними) и схемными

(параметрическими). Классификация возмущающих факторов, влияющих на безопасные свойства схем управления забойными машинами, приведена рис. 11.

Рис. 11. Структура факторов, влияющих на защитные свойства схем управления.

Сопротивление линии внешней цепи ввиду ее протяженности и наличия в ней значительного числа подвижных и неподвижных присоединений, из-за влияния пыли, влаги, повышенной температуры и агрессивных примесей в шахтном воздухе и воде в процессе эксплуатации увеличивается и находится в интервале 2,5—20 Ом. Эти значения соизмеримы, а в отдельных случаях превышают сопротивление срабатывания при включении приемного реле, которое составляет 4—26 Ом. Поэтому сопротивление линии оказывает существенное влияние на выполнение рабочих и защитных функций схем управления и его величину следует учитывать при определении внешней нагрузки и диагностировании средств управления.

Сопротивление изоляции между проводами внешней цепи в процессе эксплуатации снижается до 2 кОм. Устойчивая работа применяемых схем управления обеспечивается при снижении сопротивления изоляции до 300— 800 Ом. Эги значения учитываются при оценке параметров защиты и работоспособности схем.

Изменение полярности включения выпрямительного диода в схему управления на противоположную той, при которой она ранее работала устойчиво, приводит к изменению электромагнитных характеристик реле и тем самым уменьшает значение параметра срабатывания приемного реле по сопротивлению линии от 2 до 11 Ом. Влияние этого фактора нужно учитывать при настройке схем управления по работоспособности и выполнению защитных функций.

Заземление машин очистного забоя осуществляется заземляющими жилами силовых гибких кабелей сопротивлением не более 2 Ом, вспомогательными жилами и цепью естественного заземления, составленной из протяженного металлического оборудования (рештачный став конвейера, трубопроводы, механизированная крепь и т.д.) и почвы горных выработок. Значения сопротивления цепи «заземляющая жила—рештачный став конвейера», полученные при замерах, свидетельствуют, что между корпусами комбайна и электропривода конвейера имеется непосредственное металлическое соединение, характеризующееся малым переходным сопротивлением, не превышающим 27 Ом. В связи с этим комбайн и конвейер в отношении заземления можно рассматривать как один агрегат. Сопротивление растеканию цепи естественного заземления не превышает 108 Ом, что свидетельствует о возможности самозаземления корпусов забойных машин и соединения схем управления со сторонними источниками электрических устройств, имеющих заземленные цепи.

Особенности устройства заземления забойных машин и конструкция тяговой сети электровозной откатки создают условия для перехода блуждающего тока тяговой сети в схемы управления указанными машинами. Значения блуждающего тока в схемах управления достигают 100—110 мА при напряжении б—6,5 В, тогда как ток срабатывания исполнительного реле схемы не превышает 60 мА. В цепи заземления значение тока может быть равным 3,5 А. Воздействие блуждающего тока приводит к нарушению защиты от самовключения схем управления, соединенных с цепью заземления.

Шахтная электрическая цепь переменного тока является источником токов утечки в случае снижения сопротивления изоляции, замыкания одной или двух фаз на землю. В этих аварийных режимах токи утечки в цепях заземления достигают 180—500 мА и их следует считать опасными при воздействии на цепи управления забойными машинами.

Индуктированная ЭДС в схемах управления забойными машинами обусловлена действием электромагнитного поля силовой цепи переменного тока. Воздействие этого фактора, как уже отмечалось, зависит от тока нагрузки, напряжения питания, конструкции кабеля и его длины, комбинации соединения вспомогательных жил, используемых при монтаже схем управления. В применяемых схемах управления аппаратуры АУС и магнитных пускателей серий ПВИ, ПМВИ источник индуктируемой ЭДС приводит к увеличению (или снижению) рабочего тока в схемах на 30—50 %. Это, ь свою очередь, приводит к тому, что схемы управления забойными машинами становятся склонными к самовключению (или неработоспособными), т. е. не включаются (либо отключаются), если схема ранее была включена. Такие процессы дают возможность объяснить встречающиеся на шахтах случаи нарушения защитных свойств схем управления конвейером при пуске комбайна.

Определены следующие меры, направленные на совершенствование конструкции силовых гибких кабелей и повышение помехозащитных свойств схем управления забойными машинами при индуктивном воздействии силовой цепи.
При совершенствовании конструкции кабелей желательно учитывать оптимальную ориентацию вспомогательных и заземляющей жил относительно силовых. Вспомогательные жилы рационально размещать в одной или нескольких свивках, симметрично расположенных относительно силовых жил. Количество жил в каждой свивке должно быть не менее трех при условии, что такое число жил достаточно для монтажа обособленных схем управления. Снижение ЭДС индуктивной помехи связано с уменьшением шага свивки (увеличение числа витков на единицу длины) жил в кабеле и площади сечения вспомогательных жил до 2,5 мм2.

Улучшение защитных свойств схем управления забойными машинами при воздействии индуктивной помехи может обеспечиваться применением источников питания переменного тока повышенной частоты или источников постоянного тока для энергопитания схем; стабилизацией электрических параметров схемы как со стороны энергопитания, так и со стороны кабельной линии; отношением полезного сигнала схемы к сигналу помехи, равным 8:1; размыканием цепи управления схемы при ее отключенном состоянии.

Эксплуатационные меры по локализации индуктивной помехи должны предусматривать возможность монтажа схем управления жилами одной свивки; фазировку силовых жил, используемых для подключения источника питания схем управления; электрическое разделение цепей управления и контроля заземления передвижных машин; блокировку, исключающую одновременное включение мощных машин.

В системах электроснабжения выемочных машин с регулируемым тиристорным электроприводом при коммутациях тиристорных преобразователей индуктированная ЭДС в цепях управления достигает 100—300 В и по времени не превышает 1—2 мс. Такие параметры индуктируемой ЭДС могут быть причиной выхода из строя полупроводниковых устройств и нарушения нормального функционирования схем управления.

Стабильность защитных параметров схем управления при колебаниях питающего напряжения должна обеспечиваться стабилизацией выходного напряжения в интервале (0,85... 1,5) Uн. Точность стабилизации должна находиться в диапазоне от 3 до 5 %.

Поддержание постоянной работоспособности объектов системы управления связано с необходимостью определения их технического состояния в режимах функционирования и поиска возникающих отказов. К основным контролируемым параметрам относят сопротивление линии и изоляции внешней цепи; сопротивление срабатывания приемного реле и сравнение его с сопротивлением линии; полярность включения, пробой и запирание выпрямительного диода; напряжение на зажимах источников питания; токопровод-ность внешней цепи с целью определения обрыва и замыкания проводов; индикацию срабатывания исполнительных элементов функциональных узлов.

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