Схема подключения шахтного светильника

Схема подключения шахтного светильника

13.2. Светильники для горных выработок

Для освещения горных выработок применяют сетевые электрические и индивидуальные светильники. Кроме того, некоторые типы забойных машин и все электровозы имеют осветительные фары.

Для сетевого освещения применяют стационарные или переносные светильники. Светильником, или осветительным прибором, называется лампа с дополняющей ее осветительной арматурой, предназначенной для сосредоточения светового потока в нужном направлении, защиты глаз работающих от чрезмерной яркости отдельных элементов лампы, защиты колбы лампы от механических повреждений, исключения воспламенения и взрыва горючих газов и пыли. Использование лампы без арматуры является нарушением Правил безопасности.

Стационарные электрические светильники (рис. 13.1) выпускаются как с лампами накаливания, так и с люминесцентными лампами. По степени безопасности они подразделяются на нормальные и взрывозащищенные. Светильники нормальные (PH) применяются в выработках, не опасных по взрывам газа или пыли, а повышенной надежности против взрыва (РП) и во взрывобезопасном исполнении (РВ)—в выработках, опасных по взрывам газа или пыли. В табл. 13.2 приведены основные технические данные сетевых шахтных светильников.

У светильников с люминесцентными лампами светоотдача гВ 4—5 раз и срок службы в 2—2,5 раза выше, чем у светильников с лампами накаливания.

Рис. 13.1. Стационарные электрические светильники с люминесцентными лампами (а) и лампами накаливания (б и в)

с люминесцент­ными! лампами

Рис. 13.2. Светильник в нормальном

Рис. 13.3. Головной светильник исполнении

Светильник в нормальном исполнении (рис. 13.2) состоит из металлического корпуса 1, стеклянного защитного колпака 3, защитной металлической сетки 5, крючка для подвески 6, питающего кабеля 2 и нажимного шшта 4, обеспечивающего хорошее уплотнение между стеклянным колпаком и корпусом.

Светильники во взрывозащищенном исполнении отличаются конструктивными элементами, отключающими лампу в момент разрушения ее колбы, защитного колпака или при проникновении в светильник воздуха.

Для освещения забоев стволов шахт при проходке применяются проходческие светильники повышенной надежности ППН-500 и светильники в нормальном исполнении ПНН-500.

Индукционные переносные светильники с лампами накаливания удобны тем, что подключаются к сети без разделки осветительного кабеля.

Индивидуальные светильники. Каждый, кто спускается в* шахту, шурф или идет в штольню, должен иметь индивидуальный переносной светильник. Индивидуальные светильники по* источнику света подразделяются на электрические аккумуляторные и пламенные — бензиновые и ацетиленовые. На подземных горноразведочных работах применяют преимущественно электрические индивидуальные светильники. По конструктивному исполнению они могут быть головными или ручными. Головной светильник (рис. 13.3) состоит из аккумулятора 1, под-вешиваемого на поясном ремне, и осветительной фары 2, размещаемой на шахтерской каске. Фара постоянно соединена с аккумулятором электропроводным кабелем. Лампа фары имеет две нити накала — основную и резервную. Переключатель («основная нить» — «выключено» — «резервная нить») расположен на фаре. Аккумуляторы применяются щелочные или кислотные. Щелочные аккумуляторы менее чувствительны к сотрясениям и имеют больший срок службы, чем кислотные. Кислотные аккумуляторы отличаются меньшей массой и стоимостью при одинаковой емкости со щелочными. Технические данные некоторых аккумуляторных светильников приведены в табл. 13.3.

В ручном аккумуляторном светильнике осветительная фара смонтирована непосредственно на корпусе, где размещается аккумулятор.

Ручные светильники (табл. 13.4) применяются значительно реже, чем головные.

Аккумуляторные светильники обеспечивают горение ламп в течение 10 ч. Зарядка аккумуляторов осуществляется от зарядных станций, обеспечивающих зарядное напряжение, равное 4,4—5,2 В.

На горноразведочных работах благодаря простоте конструкции и яркому пламени в выработках, не опасных по газу или пыли, еще применяются ацетиленовые (карбидные) лампы. Принцип их работы основан на сгорании ацетилена, который образуется в нижнем бачке лампы вследствие разложения водой карбида кальция. Вода поступает из верхнего бачка каплями по тонкой трубочке. Поступление воды в нижний бачок и, следовательно, количество образующегося ацетилена и световой поток лампы регулируются специальным винтом.

Источник

Заземление шахтного электрооборудования: особенности нормативной документации

От качества электрического заземления, организованного в шахте, зависит безопасность проводимых работ, а то и жизни горняков. Поэтому к построению заземления в шахте предъявляются особые требования.

Как устроено заземление в шахте

Внутри шахты все виды заземлителей в обязательном порядке соединяются в единую сеть (кроме искробезопасной аппаратуры телефонной связи). К этой сети подключаются и рельсы подземной железной дороги, по которой в шахте перевозят грузы. Скажем больше — все металлические детали машин, механизмов и прочего оборудования, располагаемого в шахте, должны быть электрически соединены во избежание искрения.

Различают основные и местные заземлители. Основной заземлитель представляет собой полоску из металла, установленную в водосборнике или зумпфе. На каждую шахту устанавливают не менее двух основных заземлителей для обеспечения резервирования на случай выхода одного из них из строя. Единая группа основных заземлителей существует даже тогда, когда шахта имеет несколько горизонтов. Система заземления каждого из горизонтов электрически соединяется с основными заземлителями.

В особых случаях допускается размещение основного заземлителя на поверхности земли, а также использование в качестве второго основного заземлителя металлической трубы, которой укрепляется скважина.

Местные заземлители организуются непосредственно рядом с трансформаторными и распределительными подстанциями, а также некоторыми видами электрооборудования. В качестве местных заземлителей используют металлические полоски, укладываемые на подушку из дробленой породы. Также допускается использовать в качестве местных заземлителей металлические желоба системы гидротранспорта, а также рамные крепи.

При контроле, замер сопротивления всей системы заземления осуществляют у каждого заземлителя в отдельности.

Действие ГОСТ 28298-89 в современных условиях

В 1990 г. тогда еще в СССР был введен в действие ГОСТ 28298-89 «Заземление шахтного электрооборудования. Технические требования и методы контроля». Этот стандарт действует до сих пор на территории Российской федерации и ряда других бывших советских республик. Актуальность документа связана с тем, что в нем был воплощен огромный опыт эксплуатации электрооборудования в шахтах, накопленный к тому времени. Кроме этого, стандарт базируется на достаточно гибком подходе к проектированию заземления, пригодном для самых разнообразных условий.

Для главных заземлителей в шахтах должны использоваться стальные полосы площадью не менее 0,75 кв. м, толщиной не менее 5 мм и длиной не менее 2,5 м. При организации местных заземлителей, располагаемых в водосточных канавах выработок, должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,6 кв. м толщиной не менее 3 мм, длиной не менее 2,5 м. Если местный заземлитель располагается в шпуре, то должны применяться трубы диаметром не менее 30 мм и длиной не менее 1,5 м, в их стенках должны быть отверстия. Свободное пространство шпура засыпают гигроскопичным материалом и периодически увлажняют этот материал по мере его подсыхания (п.п. 1.3.2 — 1.3.4). Также в ГОСТ 28298-89 описано, как использовать в качестве заземлителей элементы конструкции шахты, здесь мы их приводить не будем из-за большого объема.

Кроме конкретного описания вариантов конструкции заземления, ГОСТ дает и нормирование электрических параметров заземления, на которые также можно ориентироваться (п. 1.2.5). Сопротивление заземления должно быть таким, чтобы обеспечивались нормы по напряжению прикосновения согласно ГОСТ 12.1.038-82. Однако, в любом случае значение сопротивления заземления не должно быть больше 2 Ом.

Согласно п. 1.2.3 данного ГОСТ, главная цепь заземления и заземляющий контур должны выполняться из толстого стального проводника сечением не менее 100 кв. мм. Применение алюминиевых проводов в системе заземления не допускается.

Каждый объект, для которого требуется заземление, должен присоединяться к сборным заземляющим шинам или заземлителю при помощи отдельного ответвления из стали или меди сечением не менее 50 и 25 кв. мм соответственно. Сборные заземляющие проводники для группы объектов изготовляют из стали сечением не менее 50 кв. мм или из меди сечением не менее 25 кв. мм (п.п. 1.3.9 — 1.3.10).

Для устройств связи ГОСТ дает некоторые послабления. Так, допускается присоединение аппаратуры к заземлителям стальным или медным проводом сечением не менее 12 и 6 кв. мм соответственно. А для искробезопасного оборудования телефонной связи допускается использование только местного заземлителя без подключения к общей сети заземления.

Измерять сопротивление заземления по всей сети и визуально осматривать систему заземления нужно не реже 1 раза в 3 месяца. Отдельно, не реже 1 раза в 6 месяцев производят осмотр и, при необходимости, ремонт основных заземлителей.

Следует отметить, что рассматриваемый ГОСТ в целях безопасности запрещает использовать в шахтах электрические сети с глухозаземленной нейтралью, а также подсоединять к ним потребителей, находящихся под землей. Исключение сделано только для подземных железных дорог.

Два дополнительных норматива — правила и инструкция

Помимо ГОСТ 28298-89, в России действуют еще и «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых», утвержденные Ростехнадзором 11 декабря 2013 г.. Как следует из названия, сфера применения данного документа охватывает не только вопросы построения и контроля состояния заземлений в шахтах, но и другие аспекты безопасности при добыче и переработке природных богатств, как закрытым, так и открытым способом.

В «Правилах. » есть отдельный раздел VII «Требования электробезопасности», где рассматриваются в том числе и вопросы, связанные с заземлением (п. 1008). Также о заземлении речь идет в разделах, посвященных подземному электротранспорту в шахте.

П. 1008 дает норму на сопротивление заземления при добыче открытым способом, но… ничего не говорит о норме для шахт. По сравнению с ГОСТ добавлено требование заземлять кабели систем освещения через каждые 100 м. И отменено обязательное использование местного заземления при разработках в породах с высоким удельным сопротивлением.

В остальном требования П.1008 «Правил. » не противоречат ГОСТ, однако, гораздо менее детализированы и информативны.

Тем не менее, если вести речь о вопросах электробезопасности, не связанных напрямую с организацией заземления, а именно, применении УЗО, нормировании параметров изоляции и т. п., то в этой части «Правила. » проработаны достаточно подробно.

Кроме указанного документа, Ростехнадзором также была принята 6 ноября 2012 г. «Инструкция по устройству, осмотру и измерению шахтных заземлений». Она имеет статус федеральных норм и правил в области промышленной безопасности.

В целом «Инструкция…» соответствует основным положениям ГОСТ 28298-89, некоторые из них раскрыты более полно. «Инструкция. » содержит в себе нормы регламентирующие способы соединения проводов заземления — этого нет в ГОСТ 28298-89. Также в «Инструкцию. », как и в «Правила. » был добавлено отсутствующее в ГОСТ 28298-89 требование заземлять кабель освещения каждые 100 м. В п. 29 «Инструкции. » детально описан порядок измерения сопротивления. А вот что в «Инструкции. » менее детально описано по сравнению с ГОСТ, так это применение элементов конструкции шахты для создания местного заземления.

Источник

Переносной шахтный светильник индивидуального пользования

Переносной шахтный светильник относится к горношахтному оборудованию для индивидуального пользования, используется в системах аварийного оповещения и предназначен для освещения рабочего места горнорабочего и оповещения персонала рудника, находящегося в горных выработках об авариях или индивидуальном вызове на связь с диспетчером условными световыми сигналами.

Переносной шахтный светильник индивидуального пользования содержит фару с источником света, соединительный шнур, блок питания с крышкой и приемник с выводами.

Отличие состоит в том, что выводы приемника выполнены из цветного металла.

При этом светильник может иметь различную конструкцию и может отличаться различным расположением приемника в устройстве: приемник может быть выполнен на элементах с низким энергопотреблением и большой степенью интеграции и располагается под крышкой блока питания, может быть встроен в крышку, может быть подвешен к крышке или поставлен под крышкой на ребро, может быть встроен в корпус блока питания, а так же располагаться вне блока питания, например, может быть встроен в фару, может иметь безкорпусное исполнение. Дополнительно могут быть расширены функции светильника: светильник может быть оснащен устройством систем идентификации горнорабочих для целей табельного учета, или/и позиционирования горнорабочих, или/и устройством обнаружения горнорабочих в завалах.

Технический результат заключается в увеличении срока службы шахтного светильника и повышении надежности его работы.

Переносной шахтный светильник относится к горно-шахтному оборудованию для индивидуального пользования и предназначен для освещения рабочего места горнорабочего и оповещения персонала рудника, находящегося в горных выработках об авариях или индивидуальном вызове на связь с диспетчером условными световыми сигналами. Светильник используется в системах аварийного оповещения.

Известен ряд переносных шахтных светильников: взрывобезопасный головной аккумуляторный светильник по авторскому свидетельству СССР №1241009 (Кл. F 21 L 11/00, приоритет 07.12.1983 г., опубл. 30.06.1986 г., бюл. №24), взрывобезопасный головной аккумуляторный светильник по авторскому свидетельству СССР №1705668 (Кл. F 21 L 11/00, приоритет 05.01.1990 г., опубл. 15.01.1992 г., бюл. №2), взрывобезопасный головной аккумуляторный светильник по патенту РФ №2136196 (Кл. 6 А 42 В 1/24, F 21 L 11/00, приоритет 11.06.1998 г., опубл. 10.09.1999 г.), содержащие фару с лампой накаливания, размещаемую на каске шахтера, соединительный шнур, корпус с крышкой, в котором расположена батарея аккумуляторов, а также средства герметизации в виде эластичного уплотнения, размещенного по периметру поверхности контакта крышки с корпусом батареи аккумуляторов. При этом корпус с аккумуляторной батареей закрепляется на поясе шахтера.

К недостаткам данных светильников следует отнести недостаточную освещенность рабочего места горнорабочего, малый срок безотказной работы лампы накаливания и повышенный уровень потребления электрической энергии источником света.

Известен шахтный светильник индивидуального пользования по патенту РФ №2187039 (Кл. 7 F 21 L 4/00, приоритет 10.04.2001 г., опубл. 10.08.2002 г.), содержащий фару с источником света, блок питания в виде аккумуляторной батареи и соединительный шнур. Источник света в таком светильнике выполнен в виде матрицы светодиодов, что позволяет увеличить освещенность рабочего места горнорабочего при одновременном снижении уровня энергопотребления источником света и увеличении срока безотказной службы светильника.

Все выше перечисленные известные светильники используются для индивидуального освещения рабочего места горнорабочего.

Использование светильника для оповещения персонала рудника, находящегося в горных выработках об авариях или индивидуальном вызове на связь с диспетчером осуществляется путем дополнительного его оснащения радиоприемником.

Известен шахтный светильник комплекса аварийного оповещения СУБР-1СВ (Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЯР 2.029.904 ТО, 1986 г.), содержащий фару с лампой накаливания, соединительный шнур, аккумуляторную батарею, расположенную в корпусе с крышкой, который дополнительно оснащен приемником сигналов, расположенным между крышкой и аккумуляторной батареей. Приемник собран на элементах с малой степенью интеграции и имеет значительные габариты и вес, что влияет на массогабаритные характеристики всего устройства, имеющие важное значение при выполнении горно-шахтных работ. Кроме того, габаритные размеры приемника влияют на его расположение в светильнике, которое в данном случае не обеспечивает достаточной защиты от случайных повреждений при эксплуатации.

Известен шахтный светильник индивидуального пользования СУБР-1ПМ (Руководство по эксплуатации ПРС 4.0.0.00.000РЭ, 2002 г.), содержащий фару с лампой накаливания, размещаемую на каске шахтера и соединенную шнуром с блоком питания, закрепляемом на поясе шахтера и выполненном в виде аккумуляторной батареи, расположенной в корпусе с крышкой, и приемник, присоединяемый к схеме светильника стальными соединительными выводами. Приемник в данном устройстве выполнен на элементах с большой степенью интеграции, что позволило уменьшить его габариты и вес и разместить под крышкой корпуса аккумуляторной батареи как встроенный элемент, при этом, соответственно, уменьшились габариты и вес самого светильника, и возросла степень защиты приемника от повреждений при эксплуатации.

Конструктивно приемник состоит из корпуса с крышкой, внутри которого расположена плата с элементами. Безвинтовое соединение корпуса и крышки приемника уменьшает его массогабаритные характеристики, приемник имеет массу не более 70 г. Соединение приемника с общей схемой светильника осуществляется с помощью выводов питания и вывода управления светом фары. При этом все выводы приемника выполнены из стали.

Данный светильник по числу признаков, сходных с заявляемым устройством, выбран за ближайший аналог (прототип).

Недостатками ближайшего аналога (прототипа) является сокращенный срок службы и пониженная надежность, вызванные быстрым выходом из строя стальных выводов приемника в результате коррозии, обусловленной воздействием на них агрессивной

внешней среды (паров и растворов щелочи, растворов солей и кислот). Воздействие агрессивной внешней среды на стальные выводы приемника происходит из-за недостаточной герметичности соединения крышки и корпуса аккумуляторной батареи, а также микротрещин корпуса аккумуляторной батареи.

Задача, на которую направлено данное техническое решение, заключается в увеличении срока службы шахтного светильника и надежности его работы без повышения массогабаритных характеристик приемника.

Решение поставленной задачи достигается за счет использования переносного шахтного светильника индивидуального пользования, содержащего фару с источником света, соединительный шнур, блок питания с крышкой и приемник с выводами.

От прототипа заявляемый шахтный светильник индивидуального пользования отличается тем, что выводы приемника выполнены из цветного металла.

При этом приемник может быть выполнен на элементах с низким энергопотреблением и большой степенью интеграции. Кроме того, приемник может иметь безкорпусное исполнение.

Конструкция светильников в зависимости от назначения и применения может отличаться различным расположением приемника в устройстве: приемник может быть выполнен традиционно и располагаться под крышкой блока питания, может быть встроен в крышку, может быть подвешен к крышке или установлен под крышкой в любой ориентации, может быть встроен в корпус блока питания, а так же находиться вне блока питания, например, может быть встроен в фару. Дополнительно могут быть расширены функции светильника: светильник может быть оснащен устройством систем идентификации горнорабочих для целей табельного учета, или/и позиционирования горнорабочих, или/и устройством обнаружения горнорабочих в завалах.

За счет новой совокупности признаков появляется новое свойство заявляемого объекта — увеличенный срок службы и надежность работы.

На фиг. представлен общий вид переносного шахтного светильника индивидуального пользования.

Переносной шахтный светильник индивидуального пользования состоит из фары 1 с источником света, соединительного шнура 2, блока питания 3, снабженного крышкой 4, приемника 5, имеющего выводы 6, 7 и 8.

Приемник 5 состоит из корпуса 9 и крышки 10, герметично соединенных при помощи компаунда или клея. Внутри корпуса 9 расположена плата с элементами, которые имеют большую степень интеграции и низкое энергопотребление, что повышает эксплуатационные характеристики устройства.

Для обеспечения надежности и увеличения срока безотказной работы устройства контактные выводы б, 7 и 8 выполнены из цветного металла, например латуни.

Светильник работает следующим образом.

Устройство начинает функционировать сразу после подключения приемника 5 к клеммам блока питания 3 и жил соединительного шнура 2 к приемнику 5 и клеммам блока питания 3 Приемник 5 всегда находится в дежурном режиме ожидания радиосигнала от передающего устройства комплекса аварийного оповещения, работающего в диапазоне тональных частот через толщу горного массива.

При отсутствии радиосигнала, работа устройства ничем не отличается от работы обычного светильника без приемника.

При обнаружении приемником 5 сигнала «авария» или сигнала индивидуального вызова приемник 5 преобразует его в мигание источника света фары 1, соответствующее определенной кодовой последовательности.

Горнорабочий, находящийся в выработке, в зависимости от полученного сигнала действует в соответствии с инструкцией (либо по плану ликвидации аварии, либо выходит на связь с диспетчером горных работ с помощью других средств связи).

В результате при эксплуатации приемника 5 в составе светильника и попадании агрессивной среды на контактные выводы 6, 7, 8, не происходит их быстрого разрушения. Цветной металл, из которого они выполнены, значительно дольше по сравнению со сталью не подвергается коррозии, что более чем в 2 раза увеличивает срок службы светильника и надежность его работы.

Приемник 5, выводы которого выполнены из цветного металла, обеспечивает:

— сохранение всех светотехнических характеристик светильника;

— сохранение массогабаритных характеристик светильника;

— прием радиосигналов «аварии» и «индивидуального вызова» и преобразование их в мигание источника света светильника;

— увеличение более чем в 2 раза срока службы и надежности устройства в условиях агрессивной среды.

1. Переносной шахтный светильник индивидуального пользования, содержащий фару с источником света, соединительный шнур, блок питания с крышкой и приемник с выводами, отличающийся тем, что выводы приемника выполнены из цветного металла.

2. Переносной шахтный светильник по п.1, отличающийся тем, что источник света выполнен в виде одного светодиода, или матрицы светодиодов.

3. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемник расположен под крышкой блока питания.

4. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемник подвешен к крышке.

5. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемник расположен вне блока питания.

6. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2 отличающийся тем, что приемник имеет бескорпусное исполнение.

7. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит устройство систем идентификации горнорабочего для целей табельного учета, или/и позиционирования горнорабочих.

8. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит датчик (сигнализатор) метана.

9. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит устройство обнаружения горнорабочих в завалах.

Источник