Chơng IX:Cấu tạo thiết bị điện mỏ IX.1.Khái niệm chung Điều kiện sử dụng TBĐ mỏ rất khắc nghiệt về mọi phơng diện so với các ngành công nghiệp khác. Nh trên đã biết môi trờng mỏ trực tiếp chịu tác dụng của khí quyển nh: Độ ẩm cao, áp lực lớn lại có nơi phải làm việc trong điều kiện có khí và bụi nổ nguy hiểm. Vì vậy các TBĐ sử dụng trong mỏ phải đảm bảo nhiều yêu cầu chặt chẽ hơn. Đặc biệt trong các mỏ hầm lò có khí và bụi nổ TBĐ mỏ phải có hình thức cấu tạo đặc biệt, xác suất xuất hiện môi trờng nổ ở các loại mỏ khác nhau, cũng nh trong các vị trí khác nhau của cùng một mỏ là không nh nhau. Vì thế các thiết bị điện phải đợc chế tạo với các mức độ bảo vệ khỏi nổ khác nhau: - Thiết bị điện mỏ thông thờng: Loại thiết bị điện này không có phơng tiện bảo vệ khỏi nổ. - Thiết bị điện mỏ an toàn cao: ở thiết bị điện loại này có các phơng tiện và biện pháp nhằm làm cho tia lửa, hồ quang điện và các bộ phận dẫn điện quá nóng khó có thể xuất hiện, việc đảm bảo khỏi nổ chỉ có thể có đợc khi thiết bị làm việc bình thờng. - Thiết bị điện mỏ phòng nổ: ở loại thiết bị này việc bảo vệ khỏi nổ đợc đảm bảo cả khi nó làm việc bình thờng, cũng nh khi phát sinh các h hỏng thờng gặp, trừ khi h hỏng phơng tiện bảo vệ khỏi nổ. - Thiết bị điện mỏ phòng nổ đặc biệt: ở loại thiết bị này có phơng tiện bảo vệ khỏi nổ khi xảy ra mọi h hỏng bất kỳ của thiết bị, trừ h hỏng chính phơng tiện bảo vệ khỏi nổ. IX.2.Các yêu cầu về chế tạo và sử dụng TBĐ mỏ Yêu cầu cơ bản đối với hình thức chế tạo thiết bị điện phòng nổ là ngăn chặn sự phát sinh tia lửa, hồ quang điện, các bộ phận dẫn điện bị nung quá nóng tiếp xúc trực tiếp với môi trờng. Với yêu cầu nh vậy nên thiết bị điện sử dụng trong xí nghiệp mỏ phải đợc chế tạo theo hình thức đặc biệt. Theo mức độ bảo vệ khỏi nổ, các thiết bị điện dùng trong xí nghiệp mỏ có các hình thức chế tạo nh sau: Thiết bị điện (TBĐ) không thấm nổ; thiết bị điện chống nổ an toàn cao; TBĐ có áp suất d; TBĐ an toàn tia lửa và TBĐ đặc biệt. Theo các hình thức chế tạo kể trên, thiết bị điện bảo vệ khỏi nổ đợc đánh dấu nh sau: * Dấu hiệu về mức độ bảo vệ khỏi nổ của thiết bị điện: 2- An toàn cao; 1- An toàn nổ; 0- An toàn nổ đặc biệt. 105 * Dấu hiệu Ex ,, ,, chỉ rõ sự phù hợp của thiết bị với các quy chuẩn về thiết bị điện bảo vệ khỏi nổ. * Dấu hiệu về hình thức bảo vệ nổ: d- Vỏ không thấm nổ; i- Mạch điện an toàn tia lửa; e- Bảo vệ dạng e; o- Chứa dầu bên trong vỏ; q- Chứa cát thạch anh bên trong vỏ; s- Hình thức bảo vệ khỏi nổ đặc biệt. Dấu Ibiểu thị nhóm thiết bị điện. Ví dụ: Cách đánh dấu thiết bị điện mỏ phòng nổ trình bày trong bảng IX-1. Bảng IX-1. Mức độ bảo vệ nổ Hình thức chế tạo Nhóm Dấu hiệu An toàn cao Bảo vệ dạng e Bảo vệ dang e và vỏ không thấm nổ. Mạch điện an toàn tia lửa I I I 2ExeI 2ExedI 2ExicI An toàn nổ Vỏ không thấm nổ Vỏ không thấm nổ và mạch điên an toàn tia lửa. Chứa dầu trong vỏ Chứa cát thạch anh trong vỏ I I I I 1ExedI 1Exdi B I 1Axoi 1ExqI An toàn nổ đặc biệt Mạch điện an toàn tia lửa Mạch điện an toàn tia lửa đặc biệt và để trần. I I OExiaI OExSiaI *Theo mức độ đảm bảo an toàn nổ TBĐ mỏ của Liên Xô cũ bao gồm các loại với các kiểu sau đây: - Hình thức thông thờng PH; - Hình thức an toàn cao P; - Hình thức phòng nổ PB; - Hình thức an toàn tia lửa PO; *Để phân biệt tỉ mỉ hơn ngời ta còn phân biệt thiết bị điện theo hình thức bảo vệ nữa: Khi thiết bị có vỏ không thoát sóng nổ hình thức bảo vệ này đợc phân chia theo cấp điện áp và khả năng dòng điện ngắn mạch lớn nhất: a) Khi U 65V và I nm 100A, kí hiệu: b) Khi U 127 và I nm 450A, kí hiệu: c) khi U 660V và I nm 15.000A, kí hiệu: 106 1B 2B 4B 3B d) Khi U 6000V và I nm 10.000A, kí hiệu: Mạch an toàn tia lửa - Mạch an toàn tia lửa với hệ số an toàn tia lửa 2,5 chỉ trong chế độ bình thờng. Kí hiệu: - Nh trên, với hệ số an toàn tia lửa 2,5 trong chế độ bình thờng và 1,1 trong chế độ sự cố. Kí hiệu: - Nh trên, với hệ số an toàn tia lửa 2,5 trong chế độ bình thờng và chế độ sự cố. Kí hiệu: - Vỏ có chứa thạch anh. Kí hiệu: - Vỏ có chứa thạch anh và màn chắn. Kí hiệu: - Thiết bị có cơ cấu tự động cắt điện áp khỏi phần dẫn điện. Kí hiệu: - Thiết bị có hình thức bảo vệ đặc biệt (dùng chất hấp thụ hoá học, ). Kí hiệu: IX.2.1.Thiết bị điện mỏ có hình thức cấu tạo thông thờng Thiết bị điện ở hình thức cấu tạo này phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Vỏ của thiết bị cần phải có độ bền cơ học cao, đảm bảo chống đợc các áp lực của mỏ và đảm bảo chống đợc nớc, bụi và các hạt rắn vào bên trong. - Nhiệt độ bên ngoài vỏ không đợc vợt quá 200 0 C ở chế độ lâu dài, và 450 0 C ở chế độ ngắn hạn (không nhiều hơn ba phút). - Cách điện của TBĐ cần có tính chịu ẩm, chịu nhiệt, chịu dầu và chịu hồ quang. - Các đầu đấu cáp đợc chế tạo ở dạng hộp nối hoặc ổ cắm. - Tất cả các bộ phận dẫn điện (tiếp điểm, dụng cụ bảo vệ ) cần đợc kiểm tra thờng xuyên trong thời gian vận hành, còn có các hình thức khoá liên động nhằm ngăn không mở nắp khi thiết bị đang làm việc dới tải và ngăn không cho đóng thiết bị khi nắp còn mở, kết cấu của cầu dao liên động còn đảm bảo dễ dàng nhận thấy trạng thái cắt của tiếp điểm. - Công suất cắt định mức của các máy cắt dầu nhỏ đi hai lần so với công suất cắt thực của chúng. - TBĐ chứa dầu phải đợc đặt cố định và cũng chỉ đợc dùng các loại thiết bị chứa dầu nh: Biến áp tự ngẫu, biến trở, chỉnh lu bán dẫn khi điện áp định mức không quá 700V. - Các bộ phận tháo dầu ra khỏi thiết bị điện chỉ có thể tháo nắp đợc bằng các dụng cụ đặc biệt. - Mức dầu trong các thiết bị chứa dầu phải đủ để loại trừ khả năng phát tia lửa hoặc ngọn lửa ra khỏi dầu. Thiết bị chứa dầu cần phải có bộ phận chỉ mức dầu và đợc bảo vệ khỏi h hỏng. TBĐ mỏ có hình thức chế tạo thông thờng đợc sử dụng cho các mỏ hầm lò không có khí bụi và nổ, cũng nh ở sân giếng, các đờng lò cạnh sân giếng, và các buồng máy cố định đợc thông gió bằng luồng gió sạch, trừ trờng hợp gần các đờng lò có hiện tợng xuất hiện Mêtan. 107 1 K 2 3 K A C Ngoài ra nó cũng đợc dùng trong các đờng lò có luồng gió sạch trong các mỏ có khí bụi nổ hạng I và II nhng phải đợc xem xét cẩn thận và có quyết định của ngời có thẩm quyền. ix.2.2.Thiết bị điện mỏ có hình thức chế tạo vỏ an toàn cao Trong loại thiết bị này các phần có khả năng phát sinh tia lửa điện đều đợc đặt trong vỏ an toàn nổ hay ngâm trong dầu (điện áp cao). Loại thiết bị này phải đảm bảo tất cả các yêu cầu của loại có hình thức cấu tạo thông thờng. Ngoài ra cần phải thoả mãn các yêu cầu sau: a) Thiết bị cần loại trừ khả năng phát sinh tia lửa, hồ quang điện hoặc nhiệt độ nguy hiểm khi làm việc bình thờng. b) Nhiệt độ nung nóng cho phép của cuộn dây bọc cách điện cần lấy thấp hơn nhiệt độ cho phép của cáp cách điện đó, mức độ giảm cấp này đợc quy định cụ thể trong các luật lệ về chế tạo thiết bị điện mỏ. c) Đặt vào trong vỏ phòng nổ những bộ phận thờng phát sinh tia lửa. Ví dụ: Cổ góp của động cơ rôto dây quấn, hộp chọn số của máy điện thoại, bộ phận đảo mạch của dụng cụ đo v.v d) Các chi tiết của thiết bị điện có điện áp cao hơn 700V lúc làm việc bình thờng có phát tia lửa cần đợc ngâm chìm trong dầu. Thiết bị điện mỏ an toàn cao đợc sử dụng ở các thiết bị cố định đặt trong các đờng lò cái và lò cắt ở các mỏ có khí bụi và nổ. Các đờng lò này phải đợc thông gió bằng luồng gió sạch, từ hệ thống thông gió chung của mỏ trừ các đờng lò thờng xuyên xuất hiện khí CH 4 và trong các mỏ nguy hiểm về phụt khí bất ngờ. IX.2.3.Thiết bị điện mỏ có hình thức cấu tạo phòng nổ Đối với các TBĐ phòng nổ thì toàn bộ các chi tiết của nó đều đợc đặt trong vỏ an toàn nổ. Vỏ phòng nổ phải bằng thép, trừ loại có thể tích bé có thể bằng gang hay nhựa tổng hợp và phải dùng các bu lông chìm có hình dạng đặc biệt. Tất cả các bu lông không đợc xuyên qua vỏ mà vặn kín trong vỏ để tránh tr- ờng hợp sóng nổ theo đuôi bu lông lan ra ngoài. Ngoài những quy định riêng TBĐ mỏ có hình thức cấu tạo phòng nổ đảm bảo các yêu cầu của thiết bị điện an toàn cao. TBĐ có hình thức cấu tạo phòng nổ đợc sử dụng rộng rãi trong các mỏ hầm lò có khí bụi và nổ. Do cấu tạo nặng lề và đắt tiền của vỏ phòng nổ nên chỉ sử dụng nó trong các điều kiện bắt buộc. IX.2.4.TBĐ mỏ có hình thức cấu tạo an toàn tia lửa Trong bất kỳ trờng hợp nào TBĐ mỏ loại an toàn tia lửa đều đảm bảo không gây cháy bầu không khí mỏ với hàm lợng khí nổ nguy hiểm. 108 Câu hỏi ôn tập Chơng IX 1- Vì sao các TBĐ mỏ phải đợc chế tạo theo các hình thức bảo vệ khỏi nổ khác nhau? Các yêu cầu về chế tạo và sử dụng TBĐ mỏ là gì? 2- Theo mức độ bảo vệ khỏi nổ TBĐ bảo vệ khỏi nổ đợc đánh dấu nh thế nào? Đối với các TBĐ mỏ có hình thức cấu tạo thông thờng, an toàn cao, cấu tạo phòng nổ, cấu tạo an toàn tia lửa cần phải thoả mãn các yêu cầu nh thế nào? Phạm vi sử dụng của các loại TBĐ đó? 109 . khác nhau của cùng một mỏ là không nh nhau. Vì thế các thiết bị điện phải đợc chế tạo với các mức độ bảo vệ khỏi nổ khác nhau: - Thiết bị điện mỏ thông thờng: Loại thiết bị điện này không có phơng. - Thiết bị có cơ cấu tự động cắt điện áp khỏi phần dẫn điện. Kí hiệu: - Thiết bị có hình thức bảo vệ đặc biệt (dùng chất hấp thụ hoá học, ). Kí hiệu: IX.2.1 .Thiết bị điện mỏ có hình thức cấu. nên thiết bị điện sử dụng trong xí nghiệp mỏ phải đợc chế tạo theo hình thức đặc biệt. Theo mức độ bảo vệ khỏi nổ, các thiết bị điện dùng trong xí nghiệp mỏ có các hình thức chế tạo nh sau: Thiết