Maksymalna temperatura powierzchni



Pobieranie 269.23 Kb.
Strona4/4
Data29.04.2016
Rozmiar269.23 Kb.
1   2   3   4

2.1. Materiały izolacyjne
Podstawowe znaczenie dla bezpieczeństwa pracy urządzenia elektrycznego ma układ izolacyjny, w związku, z czym materiałom izolacyjnym stawia się szereg wymagań w zakresie parametrów mechanicznych, elektrycznych, cieplnych oraz w zakresie technologii wykonania.

Materiały izolacyjne stosowane w urządzeniach budowy wzmocnionej muszą się charakteryzować następującymi własnościami:

- niehigroskopijnością;

- wytrzymałością udarową nie mniejszą jak 2xl03Nm/m2

- wytrzymałością cieplną wg Martensa >020K od maksymalnej temperatury pracy elementu wykonanego z danego materiału ( w przypadku, gdy w/w element je;st poddawany naprężeniom mechanicznym), lub, co najmniej równa temperaturze pracy (o ile w/w element nie jest poddawany obciążeniom).

Materiały izolacyjne powinny charakteryzować się określoną odpornością na prądy pełzające. W zależności od odporności na prądy pełzające, materiały izolacyjne są podzielone na trzy grupy materiałowe:

I — materiały najwyższej odporności jak porcelana, szkło;

II, IIIa — materiały o najniższej odporności jak tworzywa sztuczne z organicznym wypełnieniem.

W zależności od zaliczenia danego elementu izolacyjnego do odpowiedniej grupy odporności na prądy pełzające, obowiązują określone odstępy izolacyjne po powierzchni materiału izolacyjnego oraz odstępy izolacyjne w powietrzu.

W tablicy nr 1 przedstawiono minimalne odstępy izolacyjne powierzchniowe i powietrzne. Wymagane wartości odstępów izolacyjnych powierzchniowych zależą od napięcia roboczego, odporności na prądy pełzające materiału izolacyjnego i kształtu powierzchni. Odstępy izolacyjne powierzchniowe dla gołych części przewodzących o różnych potencjałach powinny być takie jak w tablicy 1, lecz nie mniejsze niż 3min dla połączeń zewnętrznych i powinny być określone w funkcji napięcia roboczego wskazanego przez producenta urządzeń.


Grupy podane w tablicy 2 mają zastosowanie do części izolowanych bez żeber i rowków. Jeżeli występują żebra i rowki minimalne dopuszczalne odstępy izolacyjne powierzchniowe

dla napięć roboczych do 1100V powinny być oparte na następnej wyższej grupie np.:

na grupie I zamiast grupie II.

Żebra i rowki na powierzchni materiału izolacyjnego uwzględnia się przy określeniu odstępów izolacyjnych (po powierzchni materiału izolacyjnego) o ile ich wysokość (głębokość) i szerokość są większe od 3 mm.

Uskoki na powierzchni materiału izolacyjnego mogą być uwzględnione, jeżeli każdy z

odcinków uskoku jest krutszy od 3mm.

Szczegółowe wymagania dla odstępów izolacyjnych określa norma PN-BN 50019 p 4.3



2.2. Skrzynki przyłączowe, zaciski, łączenie przewodów

Skrzynki przyłączowe (zaciskowe) powinny być na tyle duże, aby umożliwić łatwy dostęp i podłączanie przewodów elektrycznych.

We wnętrzu skrzynek przyłączowych, gdzie przewody elektryczne są przyłączane w miejscu eksploatacji dopuszcza się wyłącznie połączenia śrubowe (zaciski).

Powinny one mieć pewną konstrukcję, uniemożliwiającą poluzowanie przewodu w czasie pracy. Niedopuszczalne są zaciski, w których śruba wywiera nacisk bezpośrednio na żyłę przewodu elektrycznego.

Powyższe wymagania dotyczą również zacisków przewodów ochronnych. W urządzeniach budowy wzmocnionej (e) dopuszcza się wyłącznie następujące sposoby łączenia przewodów elektrycznych:

- połączenia spawane,

- połączenia lutowane spoiwem twardym,

- połączenia gwintowe, karbowane lub klinowe,

- połączenia lutowane spoiwem miękkim (dla przewodów o przekroju do 2,5 mm2) nieruchomych w czasie pracy, a w pozostałych przypadkach, gdy połączenie jest dodatkowo zabezpieczone przez zaciśnięcie żyły przewodu w tulejce lub wstępne owinięcie połączenia cienkim drutem miedzianym.

Wszystkie urządzenia z przyłączonymi na stałe przewodami ( kablami) bez zakończeń powinny być oznakowane symbolem „X”, aby wskazać potrzebę właściwego przyłączenia wolnego końca przewodu (kabla).



2.3.Temperatury dopuszczalne i przyrosty temperatur

W czasie normalnej pracy urządzeń budowy wzmocnionej żaden z ich elementów nie może się nagrzewać do temperatur wynikających z klasy temperaturowej urządzenia. (Np. dla temperatury T-2 urządzeń grupy II powyżej 300 ° C).

Dla urządzeń grupy I maksymalna temperatura powierzchni powinna być wyszczególniona w jego dokumentacji zgodnie Z p.23 .2. normy PN-BN 50014+ AC.

2.4. Uzwojenia izolowane — czas nagrzewania uzwojeń [tg]

Uzwojenia w urządzeniach elektrycznych budowy wzmocnionej powinny być poddawane

impregnacji metodą kroplową, próżniową lub zanurzeniową. Nie dopuszcza się impregnacji przez natrysk lub malowanie. W przypadku stosowania środków do impregnacji rozpuszczalnikowych, proces impregnacji należy wykonać dwukrotnie.

Uzwojenia z izolacją z zalew izolacyjnych lub żywic syntetycznych możemy uznać jako zainpregnowane. Materiały stosowane do klinowania uzwojeń i wykonania izolacji żłobkowej powinny być zabezpieczone przed pęcznieniem. Uzwojenia powinny być wyposażone w takie zabezpieczenia, aby w przypadku maksymalnego prądu, który może płynąć przez nie w czasie eksploatacji (np. prąd rozruchowy silnika, prąd elektromagnesu przy zawieszonej zworze) ,wyłączyły uzwojenie wcześniej niż osiągnie temperaturę niebezpieczną, tzn. taką

która może spowodować samozapłon mieszaniny wybuchowej w otoczeniu lub uszkodzenie izolacji.

Wobec powyższego dla uzwojeń urządzeń elektrycznych budowy wzmocnionej ważny jest

czas nagrzewania uzwojeń tE .Główną grupę stanowią tutaj silniki asynchroniczne. W ich

przypadku czas tE jest to czas który upływa od momentu kiedy zahamuje się wirnik silnika

(nagrzanego do maksymalnej temperatury mogącej wystąpić w czasie jego normalnej pracy),

do chwili kiedy uzwojenie osiągnie temperaturę niebezpieczną, mogącą wywołać samozapłon

lub uszkodzić izolację maszyny. Czas tE jest określany dla każdego silnika elektrycznego budowy wzmocnionej i podawany na jego tabliczce znamionowej. Zabezpieczenia silników budowy wzmocnionej muszą być tak dobrane, aby wyłączały silnik spod napięcia w czasie krótszym od czasu tE przy prądzie równym prądowi rozruchowemu silnika.
2.5. Wytrzymałość zwarciowa

Części wiodące prąd muszą wytrzymać skutki termicznego i dynamicznego działania prądów zwarcia „ jakie przez nie mogą płynąć.



2.6. Wprowadzenie kabla

Wpusty kablowe nie powinny mieć ostrych krawędzi zdolnych do uszkodzenia kabla. Wpusty kablowe wraz z obudową, do której są przymocowane, powinny zapewnić taki sam stopień ochrony, jaki jest wymagany dla obudowy.

W przypadku kabli giętkich punkt wejścia powinien mieć krawędź zaokrągloną w granicach kąta, co najmniej 750 promieniem R, równym, co najmniej jednej czwartej maksymalnej średnicy kabla dopuszczonego do wpustu.

Wpusty kablowe powinny być zaprojektowane w ten sposób, aby po zainstalowaniu nie mogły być poluzowane ani zdemontowane bez pomocy narzędzia. Minimalna średnica kabla, do którego nadaje się wpust kablowy Ex jest podana przez producenta.

Użytkownik powinien zapewnić, biorąc pod uwagę tolerancje, że minimalne wymiary kabla wybranego do użycia w uszczelnieniu kablowym są, co najmniej równe podanym wartościom.

Monitorowanie atmosfery dla bezpieczeństwa pracowników

Pracownicy wielu zakładów przemysłowych narażeni są na różne rodzaje niebezpiecznych atmosfer. Wśród tych zagrożeń są: wybuchowe stężenia gazów lub par, gazy toksyczne, opary, pyły oraz atmosfery zbyt ubogie lub zbyt bogate w tlen.

Opiszemy niektóre techniki mierzenia tych zagrożeń oraz wymienimy zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa. Uznajemy, że żadne poszczególne urządzenie lub technika nie mogą być doskonałym rozwiązaniem wszystkich tych problemów.

Głównym- tematem tego opracowania będą gazy wybuchowe i przyrządy do ich wykrywania. Najwięcej katastrof i nieszczęść ludzkich spowodował metan CH4. Pierwszą zanotowaną katastrofą spowodowaną wybuchem metanu w roku 1812 w kopalni Pellings ( Anglia), w której zginęło stu górników.

Charakterystyki gazów wybuchowych

Metan jest gazem lżejszym od powietrza, nie ma smaku, zapachu ani barwy. Przy braku tlenu ma działanie duszące na organizm ludzki. Metan występuje w górotworze w postaci swobodnej i związanej z węglem.

Przez zapłon metanu rozumie się wybuch lub zapalenie się metanu.

Metan wybucha tylko w przedziale 4,9 do 15,4 %, przy czym w powietrzu kopalnianym musi być wystarczająca ilość tlenu O2 co najmniej 12%. Poza tymi granicami jako gaz palny spala się niewybuchowo.

Najsilniejszy wybuch występuje w mieszaninie stechiometrycznej metanu tj. 9,5 %. Temperatura zapłonu wynosi 650 °C, temperatura początkowa wybuchu wynosi 1500°C, a temperatura maksymalna (przy wybuchu stechiometrycznym) 2650 °C. Maksymalne ciśnienie wybuchu wynosi 650 N/m2

Prędkość czoła płomienia wynosi od 400m/s do 600m/s, a jeżeli wyrobisko jest zdeformowane, zatarasowane maszynami utrudniającymi przejście i tym podobne powoduje bardzo duże zwiększenie prędkości wybuchu, nawet powyżej 800m/s. Ogulnie biorąc wyrobiska duże dobrze utrzymywane bardzo poważnie zmniejszają zasięg i skutki ewentualnego wybuchu metanu.

Zapłon metanu może nastąpić przez:

- ogrzanie mieszaniny do temperatury zapłonu 650 °C, przy której powstaje reakcja łańcuchowa;

- przeniknięcia grupy rodnikowej do mieszaniny wybuchowej i wywołanie reakcji łańcuchowej.

Przy zapłonie metanu oprócz temperatury istotny jest czas trwania bodźca termicznego:


Granice wybuchowości metanu mogą przesunąć się w przypadku występowania pyłu węglowego. W praktyce kopalnianej przyjmuje się, że występowanie metanu w zapylonym wyrobisku zawsze w bardzo istotny sposób podwyższa niebezpieczeństwo wybuchu

Inicjały zapłonu metanu

1) Wadliwie prowadzone roboty strzałowe,

2) Wady urządzeń elektrycznych,

3) Iskry elektryczne,

4) Iskry mechaniczne,

5) Zapłon metanu spowodowany elektrycznością statyczną.

Zwalczanie za wybuchami metanu sprowadza się do:

- stosowania środków wentylacyjnych, polegających na niedopuszczaniu do występowania niebezpiecznych koncentracji metanu,

- stosowania kontroli metanu umożliwiającej w przypadku wystąpienia zagrożenia wycofanie ludzi i wyłączenia urządzeń elektrycznych,

- stosowanie odmetanowania złoża,

- stosowanie cementacji skał w celu zamknięcia dopływu metanu,

- klasyfikacji pomieszczeń i odpowiedniego dysponowania sprzętem elektrycznym w polach metanowych,

- zwalczanie stropowych nagromadzeń metanu,

- rozeznanie i prognoza zagrożeń metanowych,

- całkowity zakaz stosowania w kopalniach metanowych stopu aluminium oraz zwalczania zagrożeń iskrami od piaskowca poprzez zraszanie miejsca skrawania nożami urabiającymi kombajnów.

Czynniki wybuchu metanu

Na przebieg, zasięg i intensywność wybuchu metanu wpływają następujące czynniki:

- skład mieszaniny wybuchowej i rozkład metanu w przekroju wyrobiska,

- proporcjonalność między powierzchnią płomienia i ilością spalonego gazu,

- ruch środowiska zapalczego i charakter tego ruchu,

- rozprężenie spalonej mieszaniny gazowej i warunku tego rozprężenia,

- miejsce zapalenia mieszaniny wybuchowej,

- inicjału wybuchu,

- obecność oporów w strefie wybuchowej,

- wielkość przekroju i długości wyrobiska objętego mieszaniną wybuchową metanu,

- możliwy rezonans kolumny gazowej.

Wodór H2 —jest gazem bez zapachu, bez smaku i barwy . W atmosferze kopalnianej powstaje tylko w trakcie aktywnego gaszenia pożarów wodą ( podsadzka hydrauliczna) jest gazem bardzo niebezpiecznym „ wybucha w granicach 4% -75%.

Tlenek węgla CO test gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku. Jest nieco lżejszy od powietrza. Jest produktem niecałkowitego spalania. Tworzy się w kopalniach węgla W normalnych warunkach w bardzo małych stężeniach. W większych ilościach powstaje wszędzie tam gdzie zachodzi proces palenia przy utrudnionym dostępie tlenu.

Tlenek węgla jest najniebezpieczniejszym gazem dla górników, spowodował wiele katastrof górniczych.

Należy pamiętać o acetylenie, który jest zwożony na dół kopalni i z powietrzem tworzy mieszaniny wybuchowe.

Granica wybuchowości dla acetylenu wynosi 2,3 % - 82 %.


Granice wybuchowości gazów dla kopalni i powierzchni
Są to zakresy stężeń danej substancji w roztworze gazowym, w którym pod wpływem bodźca zewnętrznego następuje wybuch.

Granice wybuchowości zależą od temperatury gazów i ciśnienia.




Należy pamiętać, że gdy stężenia gazu lub par rośnie powyżej górnej granicy wybuchowości dla dowolnego gazu wybuchowego, atmosfera nie może być używana za bezpieczną. Wynika to z faktu, iż w niektórych miejscach bogata atmosfera może być szybko rozproszona i stężenie gazu spadnie do przedziału między DGW i GGW dla danego gazu.

Płyny eksploatacyjne stosowane na dole kopalni

Takie jak olej pędny ( kolejki Sharff) nafta, toluen i inne płyny wystawione na powietrze parują. Ilość uwolnionych par rośnie wraz z temperaturą płynu. Punktem zapłonu płynu łatwopalnego jest minimalna temperatura, przy której wytwarza się wystarczająca ilość pary która nad powierzchnią płynu tworzy z powietrzem mieszaninę zapalną. Punkty zapłonu są bardzo zmienne, tak samo jak potencjalne zagrożenia.

Uwaga: Granice wybuchowości poszczególnych gazów różne źródła ( różni badacze) określają je w różny sposób „ nie wskazując, jakich warunków one dotyczą.

Dla przemysłu polskiego zobowiązującym jest Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 3 listopada 1992 roku w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków i innych obiektów budowlanych i terenów. W tabeli nr 2 wyżej wymienionego Rozporządzenia podano obowiązujące granice wybuchowości dla palnych gazów, par i cieczy. Dla przykładu podamy wybrane z tabeli nr 2 gazy:




Przyrządy pomiarowe do pomiaru metanu par, gazów wybuchowych
1) Przyrządy interferencyjne

2) Katalitycznego spalania metanu ( CAT)

3) Promieni podczerwieni (JR)

Wyżej wymienione systemy pomiarów gazów wybuchowych i palnych zabudowane są w przyrządach t.z. indywidualnych.

Podstawą zabezpieczenia pomieszczeń dołowych kopalni jest metanometria automatyczna. Jest ona wyposażona w metanomierze wielofunkcyjne typu MW — 1. Są to przyrządy przeznaczone do kontroli stężenia metanu w atmosferze kopalnianej. Działa na zasadzie katalitycznego spalania metanu. Przystosowany jest do pracy samodzielnej oraz współpracującej z centralami metanometrii lub rejestratorami.

Zakres pomiaru 0,3 % - 5 % CH4 — praca ciągła.


Metanomierze interferencyjne ( rozszczepienia wiązki światła)

to przyrządy optyczne, przeznaczone do pomiaru zawartości metanu w powietrzu kopalnianym, oraz pośrednio do określenia stężenia dwutlenku węgla w badanym powietrzu.

Oznaczenie zawartości metanu odbywa się przez interferencyjny pomiar różnych współczynników załamania światła badanego i czystego powietrza. Przed pomiarem należy w czystej atmosferze ( na powierzchni) nastawić t.z. Zero przyrządu przez ustawienie wybranego prątka na zero ( najlepiej czarny).

Aby dokonać pomiaru metanu należy wlot wężyka umieścić w wybranym miejscu, nacisnąć parokrotnie pompkę ( min. 5 razy) plus po jednym zassaniu na każde 20 cm wężyka, nacisnąć przycisk oświetlający skalę i przez okular odczytać na skali stężenie metanu, poprzez przesunięcie wybranego prążka na skali.

Przykładem metanomierzy interferencyjnych są:
Polskie—MG—1;MG—3

Japońskie — Ricken 18; Ricken 28; R—7


Metanomierze działające na zasadzie katalitycznego spalania metanu



Są to przyrządy przeznaczone do pomiaru metanu w powietrzu kopalnianym. Oznaczenie stężenia metanu polega na spaleniu w komorze pomiarowej metanomierza. Ciepło powstające w wyniku spalenia metanu powoduje naruszenie równowagi elektrycznej układu mostkowego. Na skutek tego następuje wychylenie się wskaźnika miernika lub wyświetlenie się cyfr na wyświetlaczu cyfrowym.

Przykładem metanomierzy działających na tej zasadzie są metanomierze: VM -1p; VM-1z ;M— 1 c ;M— 1 ca.


Metanomierz sygnalizacyjny Signal — 2 działa na tej samej zasadzie, co metanomierze wymienione powyżej , ale mają dodatkowe funkcje.

- sam pobiera próbki powietrza,

- praca ciągła,

- sygnalizacja akustyczna i optyczna,

- możliwość ustawienia progów alarmowych 0,5%CH4,1%CH4, 1,5%CH4, 2%CH4

- zakres pomiarowy od 0% do 3% CH4

Zasilanie akumulatory 2,3 V — spadek napięcia poniżej 2,05 V powoduje uruchomienie

ciągłego sygnału akustycznego.


Charakterystyka metanomierzy VM-1p; VM-1z; M-1c; M-1ca



Dokonując pomiaru zawartości metanu w/w metanomierzem należy pamiętać, że w celu dokonania pomiaru trzeba wykonać minimum trzy zassania metanomierza, plus przy pomiarze wężykiem l zassanie na każde 20 cm wężyka.

Należy pamiętać, że długość wężyka nie może być większa jak 2 m, a średnica od Ø4 do Ø6.



Uwaga: stosując do pomiaru metanu w powietrzu kopalnianym metanomierze interferencyjne i metanomierze katalitycznego spalania musimy pamiętać, że gazy takie jak wodór, dwutlenek węgla, tlenek węgla powodują błędne wskazania w/w przyrządów pomiarowych.

Następną grupą przyrządów specjalnych do mierzenia gazów wybuchowych są eksplozymetry


Są to przyrządy służące do szybkiego i ciągłego pomiaru stopnia wybuchowości mieszanin powietrza z gazami lub parami wodnymi. Przy pomiarach z eksplozymetrem nie jest już potrzebna znajomość składu chemicznego mieszaniny.

W chwili obecnej są stosowane bardzo wysokiej klasy przyrządy pomiarowe firm takich jak:

Auer, Drëoger, GFG, czy Industriach Sciutefie Corporation. Są to detektory gazów, które mierzą jednocześnie gazy toksyczne, tlen, gazy wybuchowe lub metan. Mają zabudowane czujniki elektrochemiczne gazów toksycznych, katalitycznego spalania lub podczerwieni do gazów wybuchowych lub metanu.

Wszystkie te dane są rejestrowane w pamięci tych przyrządów, a następnie za pomocą komputera możemy odtworzyć minuta za minutą stężenia poszczególnych gazów, robić z tych pomiarów zestawienia lub wykresy komputerowe.

Należy pamiętać, że każdy przyrząd, który służy nam do pomiarów gazu musi być przed każdą pracą w warunkach zagrożenia skalibrowany i wyzerowany na powierzchni.

Obsługując wszystkie przyrządy pomiarowe do mierzenia gazu trzeba przejść odpowiednie szkolenie uprawniające do obsługi tych przyrządów.

Cały sprzęt pomiarowy wymieniony w tym opracowaniu posiada dopuszczenia do pracy dołowej w podziemiach kopalni jak i na powierzchni w warunkach skrajnie niebezpiecznych, czyli zapewniają nam samoistne bezpieczeństwo.



Sprzęt samoistnie bezpieczny i jego połączenia elektryczne nie powinny mieć możliwości wyzwalania ilości energii elektrycznej lub cieplnej w normalnych warunkach pracy, wystarczającej do wywołania zapłonu palnej lub wybuchowej mieszaniny gazu z powietrzem w jej najbardziej wybuchowym stężeniu.
1   2   3   4


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna