Рудничные пускатели и автоматические выключатели

ПРН (исполнение РН)в настоящее время более широко применяется на горнорудных

предприятиях не опасных по газу и пыли, чем оборудование в исполнении РВ. Характерной особенностью оборудования является то, что оно выпускается в двух видах корпусов – стандартном (С) толщина металла корпуса 1,5 – 2,0 мм и усиленном (КУ) – 3,0 - 4,0 мм. Первый, обычно, применяется на горизонтах откатки и в камерах; второй – в зонах проведения горных работ.

дверца
4 – салазки
5 – петли для строповки и

крепления
6 – кабельные вводы силового кабеля
7 – ручка
8 – рукоятка выключателя нагрузки
9 – запорные устройства дверцы
10 – корпус
11 – зажим заземляющий

Внешний вид пускателя ПР

и управления
3 – шарнир
4 – уплотнитель
5 –

блок защиты электронный
6 – вводной клеммник силовых цепей
7 – стойка крепления защитного кожуха ввода
8 – устройство фиксации кабеля
9 – кабельный ввод
10 – выключатель нагрузки
11 – выключатель индукционный бесконтактный
12 – трансформатор напряжения ОСМ1
13 – датчик тока
14 – контактор КМН (К1)
15 – держатель ДПВ с плавкой вставкой (предохранитель оперативных цепей)
16 – контактор КТН (КМ1)
17 – клеммник оперативных цепей и клеммник для подключения выносного пульта управления
18 – выводной клеммник силовых цепей
19 – зажим заземления

Камера пускозащитной аппаратуры пускателя ПР (без защитного кожуха)

информационного блока типов ПР-10-2…ПР-630-2, ПР-10-2-КУ…ПР-630-2-КУ и пускатели электромагнитные рудничные в

стандартном и усиленном корпусе с информационным блоком типов ПР-10С-2…ПР-630С-2, ПР-10С-2-КУ…ПР-630С-2-КУ применяются для работы в трехфазных сетях переменного тока с изолированной нейтралью трансформатора в условиях рудников и шахт, не опасных по взрыву газа и пыли, предприятий горнорудной промышленности для управления и комплексной защиты электродвигателей, стационарных и передвижных механизмов от токов короткого замыкания.
Исполнение РН-1, степень защиты – IP54.
Пускатели ПР изготавливаются на номинальное напряжение 380В/660В, частоты 50 и 60 Гц и по требованию заказчика подключаются предприятием-изготовителем на напряжение 380В или 660В.
Основными частями пускателей ПР являются: корпус (стандартный или усиленный), дверца, выключатель нагрузки разъединитель), блок защиты электронный с датчиками тока, контактор (электромагнитный или вакуумный), трансформатор напряжения оперативных цепей на вторичное напряжение до 42В, кабельные вводные устройства, панель управления и сигнализации, так же может устанавливаться информационный юлок с ж/к дисплеем.
Корпус представляет собой сварную конструкцию, состоящую из камеры, в которую вмонтирован комплект электрических аппаратов. К корпусу приварены салазки для установки на полок, для строповки и крепления на стене на корпусе имеются петли.

ручки для перемещения пускателя.
Вводной клеммник закрывается защитным кожухом, прикрепленным к

корпусу.
В пускателях с выключателями нагрузки на дверце корпуса выполнено углубление для крепления механизма блокировки (защитная “шторка”) и рычага включения-отключения вводного автоматического выключателя.
Механизм блокировки препятствует открыванию дверцы при включенном выключателе нагрузки.
Соединение дверцы с корпусом имеет резиновый уплотнитель.
Блоки защиты электронные предназначены для управления и комплексной защиты пускателей. Блоки заменяют: БКИ (блок контроля изоляции), ПМЗ (блок максимальной защиты), ТЗП (блок токовой защиты от перегрузки), БДУ (Блок дистанционного управления), и обеспечивают развитую систему диагностики собственного состояния и состояния подключенных к ним цепей. Блоки могут иметь информационный ж/к дисплей.
Вид блока защиты типа БЗА-2А представлен на рисунке ниже.

измерение параметров сигналов, вычисления, логическую обработку и управление индикацией и

реле.
К микроконтроллеру подключены:
- схема измерения сигналов от датчиков тока;
- схема измерения сопротивления изоляции отходящих кабелей и нагрузки (блок контроля изоляции (БКИ);
- схема измерения сопротивления цепей дистанционного управления (ДУ);
- схема измерения напряжения питания;
- схема входных дискретных сигналов;
- схема управления реле контактора;
- схема управления сигнальными лампами;
- схема опроса переключателей уставок максимальной токовой защиты и защиты от перегруза;
- схема работы с интерфейсом RS-485
- схема работы с информационным дисплеем с кнопками управления .

переменного тока в напряжения, которые поступают на аналоговые входы микроконтроллера.
Для

измерения сопротивления изоляции (БКИ) постоянное напряжение +50 В прикладывается между заземленным корпусом пускателя и отходящим силовым кабелем. Ток утечки, протекая через измерительный резистор, создает напряжение, которое поступает на аналоговый вход микроконтроллера. По напряжению и току утечки вычисляется сопротивление изоляции.
Схема измерения сопротивления цепи дистанционного управления (ДУ) состоит из четырех измерительных каналов, настроенных на определенные значения сопротивления цепи ДУ.
Для определения отклонения напряжения питания от номинального, напряжение +50В схемы БКИ делится резистивным делителем и поступает на аналоговый вход микроконтроллера. Для анализа состояния кнопок управления и контактора напряжение цепей управления (до 42В) через нормально разомкнутые контакты кнопок управления и контактора поступает на входы дискретных сигналов, развязанных от микроконтроллера через оптопары.
Сигнальные лампы включаются транзисторными ключами.
В случае неисправностей в цепях переключателей уставок включение блокируется, индикаторы включаются в соответствии со схемой пускателя.

Он организован в энергонезависимой памяти микроконтроллера, т.е. сохраняет свое значение

при отключении питания. Информация из него выводится на индикацию дисплея (при наличии) или может выводится на подключаемое внешнее устройство.
Блоки защит обеспечивают отключение нагрузки при следующих условиях:
- при возникновении токов перегрузки, превышающих 1,17*Ir (ток рабочий). Уставка тока задается переключателем (в пускателях значение задается с пульта с кнопками с шагом 1А в диапазоне 30% ÷105% от Iном). Время отключения при 6-кратной перегрузке равно 5 сек., при других значениях тока рассчитывается по формуле t=(6xIr)²x5/I², где I - ток перегрузки.
при возникновении токов короткого замыкания, превышающих уставку Iк.з./Ir, заданную переключателем. Значения уставок – 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 0,5; равны кратности тока короткого замыкания Iк.з. к току уставки защиты от перегрузки Ir. Отключение производится без выдержки времени.
при проверке работы защиты от коротких замыканий уставка Iк.з./Ir равна Ir/2.
при возникновении перекоса токов фаз или обрыве одной из фаз. Перекос определяется как процентное отношение наиболее и наименее нагруженных фаз. Уставка величины перекоса выбрана равной 30%, а время отключения - 3 сек.

с блоком БЗА-2МС значения перекоса тока фаз и времени отключения

задаются с пульта с кнопками.
- при увеличении сопротивления цепи дистанционного управления более 100 Ом.
- при обрыве цепи дистанционного управления, что аналогично нажатию кнопки СТОП на пульте ДУ.
- при коротком замыкании кабеля дистанционного управления.
- при неисправностях в Блоке.
Блок защиты обеспечивает индикацию состояния самого Блока и внешних подключений с помощью сигнальных ламп: “ПИТАНИЕ”, “ПЕРЕГРУЗКА”, “ПМЗ”, ”БКИ”, ”ПЕРЕКОС”, ”ВКЛЮЧЕНО”, ”ПУЛЬТ ДУ”, ”ПРЕДПУСКОВАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ”.
Пример электрической схемы пускателя типа ПРН представлена на рисунке ниже.

электрическая схема имеет две системы управления (вперед, назад), сигнализации и

защиты. Пускатели имеют большие габариты и вес.
Электрические схемы с вакуумным пускателей с вакуумным контактором не отличаются от схем с электромагнитным контактором. В настоящее время надежность самих контакторов практически не отличается (субъективно считается, что вакуумные контакторы более долговечны), но цена на пускатель с электромагнитным пускателем ниже.
Срок службы рудничных пускателей более зависит от условий эксплуатации (наличие квалифицированного персонала, бережное отношение к оборудованию, размещению оборудования в местах, где их повреждение от горно-геологических и технологических факторов маловероятно) может достигать 30 лет. Вместе с тем развитие горных работ очень динамичное, электрооборудование постоянно переставляется, его условия эксплуатации постоянно меняются и фактический срок эксплуатации сокращается до 5-10 лет. По рудничному электрооборудованию с блокам с электронным управлением реальный срок эксплуатации пока не установлен, так как они появились на производстве не более 10 лет. (первоначально на высоковольтном оборудовании на подстанциях), но если проводить аналогию с общепромышленным оборудованием (первые образцы появились около 15 лет назад) – то так же – 10 – 15 лет.

работы сети в нормальных условиях (ток, напряжение, частота сети –

не превышают расчетные при допустимых погрешностях). При эксплуатации в сетях могут возникать режимы, резко отличающиеся от нормальных (аварийные режимы). Основные причины – короткое замыкание в сети, перенапряжения возникающие при грозах или резонансных явлениях, обрывы фаз, сбой частоты и т.п. При этих режимах оборудование потребителей электроэнергии или самих электроустановок должно быть обесточено (отключено) для избежания повреждений и (или) приняты технические меры по нормализации режимов сети. Для контроля режимов сети и отключения оборудования применяются электрические защиты. Они делятся на следующие основные виды :
по току – токовая отсечка, максимально – токовая защита (МТЗ), защита от перегруза (тепловая защита), дифференциальная защита, защита от однофазных замыканий на землю;
по напряжению – нулевая (от исчезновения напряжения), минимальная защита (от снижения напряжения более чем на 5% в высоковольтных сетях, 10 – 15% в низковольтных сетях), защита от перенапряжений;
по частоте – частотная защита.
Максимально – токовая защита – защищает от токов к.з. Бывает мгновенного действия (без выдержки времени) и с выдержкой времени ( в подземных условиях - только мгновенного действия). Расчет МТЗ и выбор уставок ведется с учетом пусковых токов оборудования. Защита выполняется на токовых реле типа РТ, РТГ (герконовое)(реле тока) или микропроцессорных терминалах (блоках)

автоматических выключателей, предохранителей и блоках электронных (полупроводниковых) защит на низковольтном

оборудовании. При реализации защиты с помощью электронных блоков (полупроводниковых блоков), реле тока используется принцип математического и или физического сравнения – ток в сети преобразуется при помощи трансформаторов тока (датчиков тока) и сравнивается с установленной уставкой тока, при превышении параметров происходит срабатывание защиты. Разделяют МТЗ на 1-ю (до трансформатора) и 2-ю (после трансформатора) ступени.
токовая отсечка – разновидность МТЗ мгновенного действия. Расчет токовой отсечки и выбор уставок ведется только по расчетному току к.з. без учета пусковых токов оборудования. Защита реализуется на тех же технических средствах, что и МТЗ.
защита от перегруза (тепловая защита) – защита от небольшого увеличения рабочего тока (до 5 – 20%). Ненормальные технологические режимы (заклинивание механического оборудования, его пробуксовка и т.п.) вызывают увеличение силы тока в электроприводе и в электрической сети. Это, в свою очередь, ведет к нагреву электрических проводников вызывая их перегрев. Защита реализуется с помощью тепловых реле (биметаллический контакт), предохранителей, электронных (полупроводниковых) блоках защит.
защита от замыканий на землю – делится на земляную (в сетях 6-35 кВ. Реализуется с помощью трансформатора тока нулевой последовательности и реле земляной защиты.) и защиту от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, реализуемых с помощью реле утечки.

с помощью схем управления контакторами (реле) (схемы приходят в исходное

отключенное состояние), реле напряжения, электронных и полупроводниковых блоков;
дифференциальная защита (от дифференциал – сравнение математической величины при изменении функции) – условно делится на два вида – дифференциальная защита трансформатора – основана на сравнении токов в начале и конце линии. Такая защита требует установки измерительных устройств тока в начале и конце линии и отдельных, независимых от сети, линий связи и сравнительных устройств (дифференциальных реле, терминалов защит, электронных (полупроводниковых) блоков. Применяется для защиты главных трансформаторов и дорогостоящего оборудования. Позволяет отключить сеть (например при утечках тока на землю, «тлеющего» пробоя изоляции) при режимах, которые не достигли аварийных значений. Второй вид – дифференциальная защита в низковольтных сетях с глухозаземленной нейтралью. В таких системах постоянно сравнивается ток в фазном(фазных) и нулевом проводниках (токи должны быть равны – вспоминаем вопрос – что такое ноль). Реализуется при помощи двухобмоточных катушек индуктивности (по отдельным обмоткам протекает фаза и ноль) с сердечником (или магнитной системой типа контактора) и контакта в цепи расцепителя выключателя при нарушении баланса токов в проводниках сердечник втягивается и замыкает (размыкает) контакт – устройство срабатывает. Различают дифференциальные автоматы (с катушкой МТЗ) и устройства защитного отключения (УЗО) - без катушки МТЗ.

(5 – 15%). Защита реализуется с помощью схем управления контакторами

(реле) (схемы приходят в исходное отключенное состояние), реле напряжения, электронных и полупроводниковых блоков;
защита от перенапряжений – от превышения напряжения в сетях. Чаще всего перенапряжения происходят из-за удара молний в электрооборудование и сети. Защита реализуется с помощью двух методов. Первый – создание искровых промежутков в которых происходит пробой среды (электрическая дуга) при достижении напряжения выше допустимого, сбросу части перенапряжения в землю через защитное заземление и прекращению дуги, когда режим сети нормализуется (применение разрядников). Второй метод – применение специальных полупроводниковых элементов – семисторов. В нормальных режимах они заперты (закрыты), при перенапряжениях – открываются и направляют в землю часть напряжения. При нормализации напряжения семисторы снова запираются (ограничители перенапряжения (ОПН)). В общем защита, с отключением оборудования, происходит с помощью реле напряжения или электронных (полупроводниковых) блоков которые математически (физически) измеряют уровень напряжения.
частотная защита – применяется при изменении параметров частоты сети (плюс, минус 1,5 Гц) применяется только на подстанциях или на дорогостоящем оборудовании. Принцип состоит в сравнении параметров частоты сети и независимого частотного эталонного генератора. Реализуется на реле частоты.

при пробое изоляции и перенапряжениях. Реализуются с помощью оптических датчиков

(фотодатчиков) отстроенных на определенный уровень освещения. Отдельно выделяют дуговую защиту подстанций. Так же существуют защиты от коронарных и тлеющих разрядов на электрооборудовании с помощью УФ-датчиков (датчиков реагирующих на ультрафиолетовое излучение).
Так же к электрическим защитам относятся: электромеханические блокировки, системы защит от проникновения людей и животных к токоведущим частям (охранная сигнализация и т.п.).

тепловых реле.
Ответить на вопрос – что такое геркон (герметичный контакт)

и область его применения.