Thiết bị điện mỏ (TBĐ) pdf

phần ii:thiết bị điện mỏ (TBĐ) Đặc điểm làm việc của thiết bị điện mỏ Khác với ngành công nghiệp khác việc trang bị cho ngành công nghiệp khai thác mỏ có những đặc điểm riêng do điều kiện môi trờng và công nghệ quyết định. Các điều kiện đặc biệt đó đặt ra một loạt các yêu cầu về hình thức chế tạo, phơng pháp lắp đặt và vận hành thiết bị điện. Những đặc điểm đó là: 1) Đa số các máy móc trong quá trình làm việc thờng xuyên hoặc định kỳ di chuyển theo tiến độ của gơng khai thác. Đặc điểm này đòi hỏi thiết bị điện phải gọn nhẹ, dễ dàng đấu vào và cắt ra khỏi mạng điện. 2) Khí hậu và thời tiết khắc nghiệt nh: Ma, nắng, độ ẩm và nhiệt độ cao, trong không khí có nhiều bụi dẫn điện , đòi hỏi thiết bị điện phải chống ẩm và bụi, phải có cách điện chịu ẩm, phải phủ sơn chống rỉ ở những bộ phận cần thiết. 3) Không gian chật hẹp trong mỏ hầm lò đòi hỏi TBĐ Phải có kích thớc gọn gàng dễ tháo lắp. 4) áp lực đất đá dễ gây sập lở, đòi hỏi TBĐ Phải có độ bền cơ học cao. 5) Công tác nổ mìn có khả năng phá hoại TBĐ, đòi hỏi chúng phải đợc bố trí ở chỗ dễ dàng che chắn, ẩn lấp hoặc ở chỗ dễ dàng di chuyển đến vị trí an toàn. Do những đặc điểm kể trên cho nên TBĐ mỏ đợc xếp vào loại TBĐ Làm việc trong môi trờng đặc biệt, dễ xảy ra hoả hoạn và nguy cơ điện giật cao. Ngoài các đặc điểm kể trên, ở một số loại mỏ, bầu không khí là còn là hỗn hợp nổ nguy hiểm đòi hỏi TBĐ phải đợc chế tạo một cách đặc biệt để chúng không phải là nguyên nhân gây nổ bầu không khí đó. Việc sử dụng điện năng công nghiệp trong mỏ chỉ đợc phép khi thực hiện đúng đắn các yêu cầu về chế tạo, các luật lệ về lắp đặt, vận hành. Chơng VII:Cơ sở lý thuyết mạch điện an toàn tia lửa VII.1.Khái niệm chung Trong công nghiệp mỏ thờng xảy ra nhiều trờng hợp cháy mỏ cục bộ do tia lửa điện. khi đó dới tác dụng của nguồn nhiệt năng sinh ra vừa đủ của dòng điện làm cho vùng không khí mỏ bao quanh bị đốt cháy, rồi từ cháy đó lan ra khắp toàn mỏ hay một vùng cục bộ nào đó tuỳ theo khả năng thông gió của mỏ. Theo nhiều công trình nghiên cứu điều kiện duy nhất để xuất hiện cháy mỏ do tia lửa điện là tồn tại tia lửa điện có đủ nhiệt năng và môi trờng bao quanh có hàm lợng khí và bụi nổ cần thiết. 88 Đối với các mỏ khai thác than trong bầu không khí mỏ thờng xuất hiện khí Mêtan (CH 4 ) và bụi than, còn trong các trạm nạp ắc qui thờng xuất hiện khí Hiđrô (H 2 ), các hỗn hợp khí đó với không khí là một chất khí dễ cháy. Khả năng bắt cháy và nổ của các hỗn hợp khí đó tuỳ thuộc vào thành phần và tỷ lệ của các khí nói trên có trong không khí, khả năng bắt cháy nhanh và tức thời sẽ xuất hiện hiện tợng nổ trong mỏ. Khi nồng độ của các khí nổ trong không khí thấp dới mức gây nổ, dới tác dụng của nguồn nhiệt có thể gây cháy nhng không thể gây nổ. Khi hàm lợng đó quá lớn thì hiện tợng nổ càng không thể xảy ra mà chỉ có thể xảy ra hiện tợng cháy. Đối với khí Mêtan ở điều kiện áp suất bình thờng và ở nhiệt độ 20 0 C giới hạn dới của nồng độ gây nổ là 5% và giới hạn trên là 15%, đối với khí Hiđrô (H 2 ) tơng ứng là 4% và 74%. Giới hạn dới của bụi than là 15g/m 3 . Các giới hạn dới và trên thay đổi tuỳ theo nhiệt độ và áp suất ban đầu của hỗn hợp nổ, tình trạng nguồn nhiệt gây nổ tính chất truyền lan sự cháy của hỗ hợp Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp càng cao thì giới hạn nổ càng đợc mở rộng. Trong phạm vi giới hạn nổ tồn tại một giá trị nồng độ nổ nguy hiểm nhất với nó áp lực nổ rất lớn hay khả năng gây cháy rất nhạy. Mặt khác theo các công trình nghiên cứu của Craptrenco và một số tác giả thì nồng độ nổ nguy hiểm của cùng một loại hỗn hợp nổ không giống nhau khi nguồn gây nổ khác nhau. Vídụ: Đối với hỗn hợp nổ Mêtan không khí dễ nổ nhất khi nồng độ nổ khoảng 8,5% nếu nguồn gây nổ là sự phóng điện (tia lửa điện hoặc hồ quang điện), bằng 9,8% nếu nguồn gây nổ là sợi tóc của bóng đèn, bằng 6,4% ữ 7,4% nếu nguồn gây nổ do ma sát. áp suất nổ lớn nhất xảy ra khi hỗn hợp Mêtan- không khí có nồng độ nổ bằng 9% ữ 10% bị kích nổ bằng tia lửa điện. Nh vậy khả năng gây cháy dễ dàng bầu không khí mỏ khi đồng thời xuất hiện hàm lợng cần thiết cuả khí nổ trong không khí và tồn tại nguồn nhiệt đủ năng lợng. Trong công nghiệp mỏ nguồn nhiệt thờng phát sinh khi sự cố đứt dây ở các mạch điện lực, mạch điều khiển, mạch bảo vệ và mạch do lờng, thông tin tín hiệu. Nguồn nhiệt có thể xuất hiện khi các thiết bị cơ giới di chuyển và tạo nên sự tiếp xúc chập chờn giữa các phần kim loại bị rò điện hay khi các bóng đèn thuỷ tinh bị vỡ làm dây tóc tiếp xúc với không khí trong chốc lát. Khi đó theo lý thuyết nhiệt thì tất cả các khối khí có thể bốc cháy nếu một độ thể tích nhất định đợc nung nóng đến nhiệt độ cháy. Nếu nhiệt độ này gây cháy đợc một thể tích phân tố thì sẽ làm cháy đợc toàn bộ khối khí mặc dù nguồn gây cháy không tồn tại nữa. Điều kiện gây cháy hỗn hợp khí phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố trong đó chủ yếu là: - Kích thớc hình dạng vật liệu làm tiếp điểm. - Khoảng cách giữa các tiếp điểm và tốc độ cắt mạch v.v - Năng lợng gây cháy và các thông số của mạch tạo ra năng lợng đó nh: Điện áp, dòng điện, loại mạch (mạch điện trở, điện cảm, điện dung). 89 Trong mạch điện có điện cảm đáng kể ngoài công suất của nguồn cung cấp, năng lợng hồ quang điện phụ thuộc trực tiếp vào năng lợng tự cảm của cuộn cảm khi cắt mạch. Đối với mạch điện có điện cảm cố định khi tốc độ cắt mạch lớn thì quá điện áp trên hồ quang rất lớn, làm cho khả năng gây cháy rất nguy hiểm. Đối với các mạch điện có tính điện dung thì hiện tợng phóng điện khi cắt mạch cũng xảy ra dới tác dụng của nguồn cung cấp và năng lợng dự trữ của điện dung. Về phơng diện an toàn tia lửa điện, mạch có điện dung nguy hiểm cả lúc cắt và lúc đóng mạch điện. VII.2.Đánh giá mức an toàn tia lửa (ATTL)của mạch điện bằng phơng pháp xác suất Để sử dụng an toàn các thiết bị điện trong điều kiện có khí và bụi nổ, cùng với các yêu cầu phòng nổ, yêu cầu cơ bản đối với các TBĐ là mạch điện của nó phải an toàn tia lửa điện, nghĩa là xác suất gây cháy không khí với hàm lợng nguy hiểm chỉ đạt đến giá trị cho phép. Do tính phức tạp của quá trình gây cháy hỗn hợp khí (phụ thuộc vào mạch điện và khí nổ) cho nên khó có thể xây dựng đợc một cơ sở lý thuyết cho phép xác định bằng giải tích tính an toàn tia lửa của mạch điện mà chủ yếu vẫn phải đánh giá trên cơ sở thực nghiệm, tức là thử nghiệm trực tiếp trên thiết bị cụ thể theo các chỉ tiêu định trớc. Trong thí nghiệm sử dụng buồng thí nghiệm có thể tạo ra không khí với hàm lợng khí nổ nhất định và các thiết bị đấu nối tiếp vào mạch thử để tạo ra tia lửa điện. Mạch điện đợc gọi là an toàn tia lửa nếu mỗi lần đứt mạch tia lửa điện mà nó sinh ra không gây cháy bầu không khí mỏ. Thực tế do đặc tính của hiện tợng gây cháy khá phức tạp và số lần thí nghiệm có giới hạn, nên việc đánh giá mức an toàn tia lửa không dựa tiêu chuẩn tuyệt đối nh trên, mà ngời ta cho rằng khi xác suất gây cháy mạch điện thấp đến một giá trị nào đó đã có thể cho rằng mạch điện an toàn tia lửa. Thực tế rất khó tạo ra trong buồng thí nghiệm nổ các hỗn hợp nổ có tham số ổn định và các mạch thí nghiệm ổn định mà chúng có sự thay đổi. Sự thay đổi đó hoàn toàn có tính chất ngẫu nhiên. Do vậy kết quả thí nghiệm phần nào có tính chất ngẫu nhiên. Trên cơ sở đó Craptrenco nêu lên lý thuyết xác suất của sự gây cháy bầu không khí mỏ bằng tia lửa điện. Các công trình nghiên cứu của Craptrenco cho thấy rằng tia lửa điện của bất kỳ mạch điện nào cũng đều có khả năng gây nổ nhng do tính đa dạng các yếu tố tạo ra khả năng nổ, cũng nh các mối quan hệ giữa các yếu tố đó mà năng lợng gây cháy hoặc dòng gây cháy của một mạch điện tuân thủ theo qui luật thống kê và phụ thuộc vào số lần phát sinh tia lửa để quán sát. Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi cùng một mạch điện với các thông số nhất định và khi cùng một hỗn hợp nổ có điều kiện cố định thì giá trị dòng gây cháy tối thiểu của mạch sẽ giảm nếu số lần thí nghiệm càng tăng. 90 Nếu gọi tỷ số giữa số lần gây nổ ( sự kiện) với số lần phát sinh tia lửa (thí nghiệm) là tần suất gây cháy thì tần suất này sẽ xác xuất khi số lần thí nghiệm đủ lớn, đợc xác định từ định đề của Laplaxơ. Trên cơ sở rất nhiều thí nghiệm và phân tích các kết quả thí nghiệm. Craptrenco đã xác định đợc xác suất việc gây cháy hỗn hợp Mêtan- Không khí và quan hệ giữa xác suất đó với dòng điện tia lửa khi cắt mạch. Quan hệ này đợc biểu diễn ở dạng hàm mũ và trong hệ toạ độ Logarit, đồ thị của chúng là những đờng thẳng. Với các điều kiện thử nghiệm khác nhau sẽ nhận đợc các đờng thẳng khác nhau nhng chúng có cùng một tang của góc nghiêng nếu chúng đợc thí nghiệm bằng thiết bị cắt mạch có cùng một hình dạng và tính chất nh nhau. Từ các quy luật này có thể xác định đợc giá trị dòng điện với một xác suất gây cháy mong đợi nào đó khi có cùng một điều kiện đã sử dụng để thử nghiệm: I n = I 0 ( ) tg n p P 1 0 (VII-1) trong đó: I 0 - Giá trị dòng gây cháy theo kết quả thí nghiệm; P 0 - Xác suất gây cháy ứng với dòng I 0 ; P n - Xác suất mong đợi ứng với dòng I n ; tg- góc nghiêng của đờng thẳng xác suất. Nh vậy công thức (VII-1) cho ta xác định dòng an toàn tia lửa khi biết xác suất gây cháy cho phép. Phơng pháp thống kê để đánh giá khả năng gây cháy của tia lửa điện theo xác suất gây cháy cho khả năng phán đoán về bản chất gây cháy của tia lửa theo những điều kiện nhất định. Nhng tính chính xác của phơng pháp đòi hỏi phải tiến hành một khối lợng thí nghiệm quá lớn. Tuy nhiên các công trình của V.X Craptrenco đến nay vẫn đợc dùng làm cơ sở để đánh giá tính an toàn tia lửa của mạch điện. Thực tế có thể xem giá trị xác suất quy ớc bằng 10 -8 nên giá trị dòng điện và điện áp an toàn tia lửa đợc xác định theo giá trị của dòng điện và điện áp gây cháy. Dòng gây cháy là dòng của mạch điện cảm hoặc không có điện cảm làm cháy hỗn hợp nổ với xác suất 10 -3 . Dòng an toàn tia lửa là dòng có giá trị nhỏ hơn dòng gây cháy hai lần. I at at c K I = 2 c I ; (VII-2) trong đó: I at dòng an toàn tia lửa; I c dòng gây cháy; K at hệ số an toàn. Khi K at = 2 thì xác suất gây cháy quy ớc của dòng an toàn tia lửa P = 2.10 8 còn khi K at = 2,5 thì P = 0,14.10 8 . Việc đánh giá tính an toàn tia lửa của mạch điện bằng phơng pháp thí nghiệm tuy rất cồng kềnh và phức tạp nhng cho đến nay cha có một phơng pháp nào tốt và chính xác hơn để thay thế nó. 91 VII.3.Đánh giá mức độ an toàn tia lửa của mạch điện bằng phơng pháp đo lờng Nhợc điểm của phơng pháp thử nghiệm để đánh giá mạch điện là an toàn tia lửa gặp rất nhiều khó khăn trong việc tạo đợc buồng thí nghiệm nổ ở chế độ nguy hiểm nhất, do đó có thể làm cho kết quả đánh giá là nhầm lẫn, đ ồng thời để đảm bảo đợc kết quả nhận đợc tin cậy phải tiến hành một khối lợng thí nghiệm rất lớn. Để khắc phục nhợc điểm đó B.M Fuzmanov đã đề xuất phơng pháp đo để xác định mức độ an toàn tia lửa của mạch điện. Nội dung của phơng pháp là tiến hành đo các tham số của hồ quang điện nguy hiểm nhất có thể xảy ra khi đứt mạch. Các tham số của hồ quang điện cần phải xác định theo phơng pháp này đó là năng lợng (A p ) và công suất(P p ) của tia lửa, điện áp gây ra sự phóng tia lửa của mạch (U p ). Ngoài ra để dễ dàng cho việc đo đạc thờng thay thế hồ quang bằng một linh kiện dẫn điện tơng đơng. Đối với mạch chỉ có điện trở thuần có thể thay thế hồ quang bằng một điện trở và theo điều kiện công suất cực đại điện trở thay thế phải có giá trị bằng điện trở trong của nguồn cung cấp cho mạch. Theo B.M Fumarnov thì tiêu chuẩn gây cháy hỗn hợp nổ đợc xác định bằng quan hệ thực nghiệm: = A p . P p . U p ; (VII-4) Bằng nghiên cứu thực nghiệm B.M Fuzmanov đã xác định đợc các hệ số , và các giá trị tuyệt đối của tiêu chuẩn gây cháy với hỗn hợp Mêtan- Không khí các hệ số này bằng: = 0,5; = 0,7; = 0,575. Nh vậy việc kiểm tra tính an toàn tia lửa của mạng điện thực chất là xác định các giá trị A p , P p , U p bằng phơng pháp đo rồi tính toán và so sánh với tiêu chuẩn gây cháy, điều kiện an toàn tia lửa của mạch là: A p . P , p 50 . U , p 1371 0,575; (VII-5) VII.4.Phơng pháp tăng cờng khả năng an toàn tia lửa (ATTL) của mạch điện Vấn đề quan tâm trong chế tạo thiết bị điện mỏ là tìm biện pháp để tăng công suất của mạch điều khiển nhng vẫn đảm bảo độ an toàn tia lửa của nó. Tính an toàn tia lửa của mạch điện có đợc bằng cách hạn chế năng lợng phóng ra trong tia lửa khi cắt hoặc đóng mạch. Giá trị năng lợng này phụ thuộc vào các thông số của mạch nh: Dòng, áp, tần số của nguồn cung cấp, năng lợng tích luỹ trong các phần tử phản kháng, Để làm đợc điều đó có thể thực hiện các phơng pháp khác nhau, trong đó chủ yếu là: VII.4.1.Hạn chế công suất của các mạch điện Phơng pháp này đợc sử dụng chủ yếu để đảm bảo tính an toàn tia lửa của nguồn cung cấp cho mạch và chính là tính an toàn tia lửa của đầu ra của nguồn. 92 Việc hạn chế công suất nguồn có đợc bằng cách đấu nối tiếp điện trở phụ hạn chế với tải. Giá trị điện trở này có thể xác định đợc khi biết sức điện động của nguồn (E) và giá trị lớn nhất của dòng an toàn tia lửa (I at ), tức là R = at I E . Với mục đích đơn giản việc xem xét điện trở hạn chế của nguồn cung cấp và của tải thờng lấy là điện trở tác dụng, nh vậy chỉ đúng với mạch điện một chiều. Trong mạch điện xoay chiều các điện trở này là các tổng trở, có giá trị bằng: Z = R C L 2 2 1 + ; (VII-6) trong đó: R,L,C - là điện trở, điện cảm, điện dung của nguồn cung cấp hoặc của tải. Dòng an toàn tia lửa đợc xác định theo giá trị của dòng gây cháy, từ công thức: I at K I at c = 2 I c ; (VII-7) trong đó: I c dòng gây cháy đợc xác định từ các quan hệ thực nghiệm. Sau khi đấu điện trở phụ hạn chế đã chọn cần phải làm sao để nó và nguồn cung cấp làm sao trở thành một khối không thể tách rời. Các nguồn cung cấp có công suất đợc hạn chế nhờ điện trở tác dụng R hc thì đặc tính V-A là tuyến tính hình VII-1. Nguồn nh vậy sẽ truyền công suất cực đại cho tải nếu điện trở tải bằng điện trở nguồn, lúc đó dòng qua tải bằng một nửa dòng ngắn mạch, áp trên tải bằng một lửa áp không tải của nguồn, còn công suất tải nhận đợc bằng công suất của nguồn ở chế độ ngắn mạch. P t = 2 kt U . 2 nm I = 4 nm P ; (VII-8) 93 + _ R t R hc L t I 0,5I nm 0,5U kt U kt U Hình VII-1: Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp có đặc tính V-A tuyến tính Mặc dù công suất an toàn tia lửa của nguồn khi mạch không có các phần tử phản kháng là khá lớn (15W) nhng hệ số sử dụng không quá 1/4 nên công suất tải nhận đợc chỉ là một số Oát. Trong nhiều trờng hợp không đủ cung cấp cho các thiết bị an toàn tia lửa. VII.4.2.Tăng hệ số sử dụng công suất an toàn tia lửa của nguồn cung cấp Việc tăng hệ số sử dụng công suất an toàn tia lửa của nguồn cung cấp và do đó tăng công suất an toàn tia lửa của tải đạt đợc bằng cách sử dụng nguồn cung cấp có đặc tuyến V-A phi tuyến. Trong các nguồn điện nh vậy điện áp không tải và dòng ngắn mạch đợc hạn chế đến giá trị gần bằng giá trị điện áp định mức và dòng cực đại qua tải, do đó tải nhận đợc phần lớn công suất nguồn. Hệ số sử dụng công suất nguồn có đặc tuyến phi tuyến nhỏ hơn một ít so với nguồn có đặc tuyến tuyến tính. Để tạo ra đặc tuyến Vôn- Ampe phi tuyến của nguồn, sử dụng các phần tử phi tuyến nh điốt, tranzito, Tristor hình VII-2. Điện trở R 1 trong sơ đồ đợc chọn sao cho khi dòng tải bằng giá trị cho phép thì điện áp rơi trên nó đủ để mở Tristor. Để phục hồi sơ đồ (chuyển Tristor về trạng thái khoá) cần sử dụng sơ đồ riêng, sơ đồ này đảm bảo cắt Tristor ra khỏi nguồn trong một thời gian ngắn. Do điện trở hạn chế của nguồn R nhỏ hơn nhiều so với điện trở tải, nên tải đợc cung cấp công suất bằng công suất ngắn mạch của nguồn ( P nm = I nm .U kt ). Chế độ ngắn mạch của nguồn loại này không gây nguy hiểm, vì lúc đó Tristor mắc sun tia lửa. VII.4.3.Giảm ảnh hởng của các thành phần phản kháng trong mạch nhờ sun dập tia lửa. Trong sơ đồ của các thiết bị điện sử dụng rộng rãi các phần tử điện cảm và điện dung. Trong quá trình làm việc các phần tử này tích luỹ năng lợng có giá trị tỉ lệ với độ điện cảm và bình phơng dòng điện, hoặc với điện dung hoặc bình ph- ơng điện áp. Khi cắt mạch điện cảm hoặc đóng mạch điện dung năng lợng này sẽ phóng tia lửa và khi năng lợng đủ lớn sẽ gây cháy hỗn hợp nổ. Vì vậy trong các mạch điện an toàn tia lửa cần phải hạn chế giá trị điện cảm và dòng điện chạy qua nó, cũng nh giá trị điện dung và điện áp trên nó. 94 sơ đồ phục hồi + _ R L h R h R t hình VII-2: Sơ đồ nguyên lý tạo đặc tuyến V-A phi tuyến nhờ Rơle cắt dòng Việc tăng công suất an toàn tia lửa của các mạch điện cảm đợc thực hiện nhờ sun dập tia lửa nhằm hạn chế hoàn toàn hoặc một phần năng lợng do điện cảm phóng khi cắt mạch, sun dập tia lửa là phần tử tiêu thụ năng lợng do điện cảm phóng ra. Do vậy điện trở sun càng nhỏ và phần năng lợng do điện cảm phóng ra đợc tiêu tán trên sun càng lớn thì phần năng lợng phóng vào tia lửa đợc rất nhiều và xác suất gây cháy hỗn hợp nổ càng giảm đi. Điều kiện để ngừng sự phóng điện tia lửa là: U tđ > U tt ; trong đó: U tđ - điện áp cần có trên các tiếp điểm để duy rì sự phóng điện; U tt - điện áp thực có trên các tiếp điểm khi đóng cắt mạch. Nếu sun dập tia lửa hạn chế đợc tốc độ tăng điện áp sao cho điện áp thực tế trên các tiếp điểm không đạt tới giá trị cần thiết để phát sinh tia lửa trong chỉ một chu kỳ cắt mạch thì tính an toàn tia lửa của mạch đó cũng đợc đảm bảo trong mọi trờng hợp khác. Việc hạn chế tốc độ tăng điện áp trên các tiếp điểm đạt đợc nhờ các sun điện dung và các sun hỗn hợp chứa điện dung, còn việc hạn chế điện áp cực đại trên các tiếp điểm nhờ các điện trở tuyến tính và phi tuyến. Sau đây sẽ xem xét tác dụng của một số loại sun để tăng công suất an toàn tia lửa trong mạch điện: a)Sun điện trở tác dụng (hình VII-3) Vì sun điện trở đấu song song với điện cảm lên một mặt giảm đợc công suất tia lửa do quá điện áp tạo ra bởi điện cảm, nhng mặt khác lại tăng công suất tia lửa vì dòng tổng của mạch tăng do có sun, kết quả là cha thể xác định rằng công suất tia lửa của mạch tăng hay giảm. Nhìn chung dùng sun điện trở tác dụng để tăng công suất an toàn tia lửa cho hiệu quả rất thấp. b)Sun điện trở phi tuyến Điện trở phi tuyến dùng làm sun có giá trị phụ thuộc vào điện áp đặt vào nó (rất lớn khi điện áp nhỏ và nhỏ khi điện áp lớn). Ví dụ: khi tăng điện áp đặt vào sun gấp đôi thì điện trở của nó giảm đi 10 lần, vậy điện trở sun không làm tăng đáng kể dòng tổng của mạch ở chế độ làm việc bình thờng, còn khi cắt mạch có điện cảm thì điện áp tăng cao làm cho điện trở sun giảm, nhờ thế mà giảm đợc năng lợng phóng vào tia lửa. Loại sun điện trở phi tuyến có điện dẫn nh nhau theo cả hai chiều, vì thế chúng có thể sử dụng trong cả mạch điện một chiều, nhng chủ yếu là trong mạch điện xoay chiều, vì trong mạch điên một chiều còn có những loại sun có hiệu quả hơn. 95 Hình VII-3: Sun điện trở tác dụng _ R L r + Hình VII-4: Sun điện dung _ L r + C c)Sun điện dung (hìnhVII-4) Nếu đấu song song tụ điện C với điện trở R và điện cảm L, thì giá trị quá điện áp chỗ cắt mạch có thể giảm. Điện dung của tụ C càng lớn thì công suất tia lửa càng giảm. Nhng hợp lý hơn cả là sử dụng tụ điện có điện dung thay đổi. Điện dung của loại tụ này tăng khi quá điện áp, do đó ít có ảnh hởng đến chế độ làm việc bình thờng của mạch hơn là tụ điện thông thờng. Khi nghiên cứu tính an toàn tia lửa của mạch điện khi sử dụng tụ điện để mắc sun có thể làm tăng tính nguy hiểm khi đóng mạch. Do vậy việc sử dụng tụ điện để làm sun chỉ hợp lý trong những sơ đồ không đóng cắt, hoặc trong các sơ đồ bình thờng phải có biện pháp ngăn chặn sự phóng điện của tụ đă đợc nạp. Điều này có thể thực nghiệm bằng cách đấu điện trở tác dụng nối tiếp với tụ. Vì thế sức điện động này tạo ra dòng điện chạy qua điốt theo hớng thuận. Nh vậy việc sử dụng sun điốt vừa tạo ra đợc điện trở lớn đối với dòng tải bình th- ờng, vừa tạo ra đợc điện trở nhỏ đối với dòng phát sinh khi đứt mạch. e)Sun hỗn hợp. Các sun hỗn hợp đợc sử dụng rộng rãi nhất. Sun gồm điốt đấu song song với tụ điện. Tính an toàn tia lửa của mạch sử dụng loại sun này có đợc nhờ giảm tốc độ tăng điện áp trên các tiếp điểm đến giới hạn không thể phát sinh tia lửa. Điều này có đợc nhờ sự có mặt của tụ điện trong sun hỗn hợp. Vai trò của điốt (cũng có thể là điốt ổn áp, điện trở tuyến tính hoặc phi tuyến) là hạn chế điện áp nạp lớn nhất của tụ đến giới hạn để khi đóng mạch thì dòng phóng của tụ không thể gây cháy hỗn hợp nổ. Câu hỏi ôn tập Chơng VII 1- Điều kiện gây ra cháy mỏ phụ thuộc vào các yếu tố nào? Khi nào có thể gây ra cháy mỏ do tia lửa điện? 2- Hãy trình bày phơng pháp đánh giá mức độ an toàn tia lửa của mạch điện bằng phơng pháp xác suất? Và u nhợc điểm của phơng pháp đó? 96 Hình VII-5: Sun chỉnh l(u _ B L r + d)Sun chỉnh lu dùng điốt (hình VII-5) Để làm sun có thể sử dụng loại chỉnh lu bất kỳ và đấu song song nó với tải sao cho khi mạch làm việc bình thờng không có dòng qua chỉnh lu. Khi cắt mạch, do dòng điện giảm nên trên các cực của điện cảm xuất hiện sức điện động tự cảm có su hớng duy trì dòng điện. 3- Hãy trình bày phơng pháp đánh giá mức độ an toàn tia lửa của mạch điện bằng phơng pháp đo lờng? So với phơng pháp xác suất chúng có u nhợc điểm gì? 4- Hãy trình bày phơng pháp tăng cờng tính an toàn tia lửa của mạch điện và các biện giảm ảnh hởng của các thành phần phản kháng trong mạch nhờ sun dập tia lửa? 97 . phần ii :thiết bị điện mỏ (TBĐ) Đặc điểm làm việc của thiết bị điện mỏ Khác với ngành công nghiệp khác việc trang bị cho ngành công nghiệp khai thác mỏ có những đặc điểm riêng. năng lợng đó nh: Điện áp, dòng điện, loại mạch (mạch điện trở, điện cảm, điện dung). 89 Trong mạch điện có điện cảm đáng kể ngoài công suất của nguồn cung cấp, năng lợng hồ quang điện phụ thuộc. của các thiết bị điện sử dụng rộng rãi các phần tử điện cảm và điện dung. Trong quá trình làm việc các phần tử này tích luỹ năng lợng có giá trị tỉ lệ với độ điện cảm và bình phơng dòng điện,