SU1717849A1 - Электрическа установка дл подземной контактной электровозной откатки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрооборудованию электровозной откатки по подземным горным выработкам. Цель - повышение надежности электровозной обкатки за счет предупреждени  аварии путем отключени  установки при прикосновении и контактному проводу заземленных предметов или людей . Установка содержит источник питани , например комплектную трансформаторную подстанцию, заземленный токовод, например рельсы, незаземленный токовод, .например контактный провод, потребители, например электродвигатели переменного тока, силовые разделительные статические конденсаторы, аппараты контрол  токов утечки, силовые коммутационные аппараты, . корпус электровоза. Статические конденсаторы и аппараты контрол  токов утечки устанавливают у источника питани , а также на электровозе. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к горному делу, а именно к электрооборудованию подземной электровозной откатки контактными электровозами, питаемыми переменным током через скольз щий электрический контакт . - . .... ... ;-.-

Известны электротехнические установки дл  подземной рудничной электровозной откатки с питанием через скольз щий кон- такт посто нным током электродвигателей, привод щих в движение электровозы.

В таких установках электроэнергии от выпр мительного устройства к движущемус  Электровозу ПОДВОДИТСЯ ПО ОДНОМУ КОН

тактному проводу, подвешенному в горных выработках, и по рельсам, проложенным по почве этих выработок. В этих установках достигаетс  минимум расхода токопровод - щих материалов на контактный провод, минимум пространства горных выработок дл 

размещени  контактной сети и минимум затрат на ее сооружение и обслуживание. Однако передача посто нного тока по контактному проводу обуславливает существование блуждающих токов неизменной пол рности, вызывающих интенсивное электролитическое разрушение металлических предметов, размещенных в горных выработках шахт с контактной электровозной откаткой. Использование рельс, расположенных на почве выработок, в качестве то- ководов в периоды работы электровоза приводит к невозможности определени  по влени  случайного прикосновени  к контактному проводу заземленного токоведущего предмета или прикосновени  людей, так как в этом случае создаетс  цепь, параллельна  цепи двигател  электровоза. Параллельна  цепь возникает и в случа х ухудшени  изол ции контактного провода.

Ч|

СО

4 Ю

что ведет к длительному существованию токов замыкани  на землю.

Блуждающие токи неизменной пол рности могут быть устранены применением передачи электроэнергии по одному контактному проводу и рельсам переменного тока, например тока промышленной частоты. Такие системы электроснабжени  примен ютс  в электровозной т ге на железнодорожном транспорте. На электровозах в этом случае примен ютс  или двигатели переменного тока или двигатели посто нного тока, питаемые от выпр мителей , устанавливаемых непосредственно на электровозах. Однако в такой системе электропередачи электроэнергии к движущемус  электровозу невозможно обнаружение по влени  случайного прикосновени  к контактному проводу заземленного токопровод щего предмета или человека.

Известна установка, в которой трансформатор служит дл  согласовани  уровн  напр жени  питающей сети переменного тока и преобразовательного агрегата, преобразовательный агрегат служит дл  выпр млени  переменного тока, контактный провод - дл  поДвода электроэнергии от преобразовательного агрегата к перемещающемус  электровозу. Электродвигатель посто нного тока, получа  по контактному проводу и рельсовому пути через токосьем- ное устройство и колеса электровоза элект- .роэнергмю от преобразовательного агрегата, обеспечивает передвижение электровоза . Режим работы электродвигател  регулируетс  путем включени  в цепь  кор  и отключени  пускорегулирующих сопротивлений .

Недостатком известной установки  вл етс  то, что блуждающие токи неизмен ющейс  пол рности привод т к интенсивному электролитическому разрушению металлических частей оборудовани  в подземных выработках шахт и рудников. При случайном прикосновении к контактному проводу заземленного токопровод щего предмета или человека, что само по себе  вл етс  аварийной ситуацией, привод щей к протеканию по токоведущему предмету или человеку тока, значение которого не превышает значение тока, протекающего через двигатель в процессе его работы, не представл етс  возможным определить обусловлен ли в этом случае ток в контактном проводе и рельсовом пути работой электродвигател  или случайным прикосновением заземленного токопровод щего предмета или человека.

Необнаруживаемые автоматическими средствами защиты случайные прикосновени  к контактному проводу заземленных то- копровод щих предметов или людей могут приводить к развитию аварии с т желыми последстви ми, например к пожару в подземных выработках шахт с контактной электровозной откаткой или к поражению людей.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение стоимости и расхода материалов на со0 оружение установки, уменьшение объема подземных горных выработок дл  размещени  электрооборудовани , снижение электролитического разрушающего воздействи  блуждающих токов t,a металлические части

5 оборудовани , размещаемого в подземных выработках, повышение безопасности применени  контактной эл ектровозной откатки в шахтах и рудниках путем осуществлени  автоматического защитного отключени 

0 контактного провода от источника электроэнергии при случайном прикосновении к нему токопровод щего заземленного предмета или человека.

Дл  питани  электровозов использует5 с  переменный ток промышленной частоты. В цепь между трансформатором и контактным проводом и между контактным токосъемникомэлектровозаи электродвигателем электровоза включены

0 последовательно силовые разделительные конденсаторы и силовые контакты силовых коммутационных аппаратов. Дл  обнаружени  случайного прикосновени  к контактному проводу заземл ющего проводника или

5 человека к контактному проводу и рельсам подсоедин етс  аппарат контрол  токов утечки, работающий на принципе измерени  сопротивлени  изол ции контролируемой цепи, наход щейс  под напр жением

0 переменного тока, с помощью оперативного посто нного тока, наложенного на контролируемую цель. Аппарат размещаетс  у источника питани  т говой контактной сети . Такой же аппарат устанавливаетс  на

5 электровозе и подсоедин етс  к скольз щему токосъемному и заземленным част м корпуса электровоза.

Аппарат контрол  токов утечки содержит включенные последовательно источник

0 посто нного оперативного тока, индикатор посто нного тока и заградительный дроссель .

Когда нет гальванического соединени  между контактным проводом и рельсовым

5 путем токи в индикаторах обоих аппаратов практически равны нулю. В случае прикосновени  к контактному проводу человека или заземленного токоведущего предмета ток в индикаторах аппаратов возрастает до уровн  срабатывани  аппаратов, подающих

импульсы на отключение силовых коммутационных аппаратов, которые своими контактами отсоедин ют контактный провод и скольз щий токосъемник от конденсаторов и заземл ют их.

На фиг,1 представлена схема предлагаемой установки; на фиг.2 - мостова  схема с силовыми зажимами.

Установка содержит трансформатор 1 с силовыми зажимами 2 и 3, силовые разделительные статические конденсаторы 4 и 5 с силовыми зажимами б, 7, 8 и 9 силовые коммутационные аппараты, например, контакторы или автоматические выключатели 10 и 11 с силовыми зажимами 12 и 13 и с устройствами 14 и 15 дл  дистанционного оперативного и защитного отключений силовых коммутационных аппаратов 10 и 11, незаземленный токовод, например контактный провод 16, скольз щий токосъемник 17, электродвигатель переменного тока электровоза 18 с силовыми зажимами 19 и 20, корпус электровоза 21, посто нно заземленный токовод, например рельсы 22, аппараты контрол  токов утечки 23 и 24 с исполнительными органами, например контактами токовых реле. Аппараты контрол  токов чутечки определ ют сопротивление изол ции незаземленного токовода, например контактного провода, относительно земли по измеренному значению наложенного оперативного посто нного тока.

Аппарат контрол  токов утечки 23 установлен на электровозе, Один его полюс подсоединен с токосъемнику 1, второй к корпусу электровоза 21. Исполнительный орган 15 аппарата 23 электрически соединен с устройством 25 дл  дистанционного оперативного и защитного отключени  силового коммутационного аппарата 11.

Аппарат контрол  токов утечки 24 установлен у источника питани  - трансформатора 1. Один полюс аппарата 24 соединен с незаземленным тоководом 16, например с контактным проводом, второй полюс - с заземленным тоководом 22, например с рельсами . На землю подключаютс  одноименные полюса аппаратов 23 и 24. Исполнительный орган 26 аппарата контрол  тока утечки 24 электрически соединен с исполнительным органом 14 дл  дистанционного оперативного и защитного отключени  силового коммутационного аппарата 10. Силовой разделительный статический конденсатор 4 размещен у источника питани  1, конденсатор 5 - в корпусе электровоза 21,

Силовые зажимы 3 и 6, 7 и 12, 13 и 8, 9 и 10 соединены между собой. Скольз щий токосъемник 17 соприкасаетс  с незаземленным тоководом 16; корпус электровоза 21 имеет посто нное гальваническое соединение с посто нно заземленным тоководом 22, например, с рельсами. Силовой комму5 тационный аппарат 10 установлен у источникапитани , аппарат 11 в корпусе электровоза 21. Электродвигатель 18 размещен в корпусе электровоза 21. Один силовой зажим 19 электродвигател  18 соединен

10 с зажимом 9 силового разделительного статического конденсатора 5, второй зажим 20 электродвигател  18 соединен с корпусом электровоза 21. В рабочем состо нии установки силовые коммутационные аппараты

15 10 и 11 включены и их силовые контакты гальванически соедин ют электрическую цепь на участке между силовыми зажимами 7 и 8 силовых разделительных конденсаторов 4 и 5. В отключенном состо нии уста20 новки эти аппараты отключены и их силовые контакты подключают токовод 16 и токосъемник 17 к заземлению.

Вместо т гового электродвигател  переменного тока 18 на электровозе может

25 быть применен т говый электродвигатель посто нного тока. В этом .случае в дополнение к описанному в корпусе электровоза 21 устанавливаетс  полупроводниковый выпр митель , соединенный по мостовой схе30 ме с силовыми зажимами 27, 28, 29, 30. Силовой зажим выпр мител  27 соедин етс  с силовым зажимом 19 силового разделительного статического конденсатора 5, силовой зажим 28 выпр мител  соедин ет35 с  с заземленным корпусом электровоза 21; силовые зажимы выпр мител  29 и 30 соедин ютс  с силовыми зажимами 10 и 20 электродвигател  19.

Установка работает следующим обра40 зом.

Переменный ток от трансформатора 1 через силовой зажим трансформатора 2, силовой зажим 3, силовой разделительный статический конденсатор 4, силовые зажи45 мы 7 и 12. силовой коммутационный аппарат 10 подаетс  на незаземленный токовод, например на контактный провод 16, От контактного провода 16 через скольз щий токосъемник 17, силовой коммутационный

50 аппарат 11, силовые зажимы 13 и 8, силовой разделительный статический конденсатор 5, силовые зажимы 9 и 19 ток проводитс  к электродвигателю переменного тока 18. Далее ток от зажима 20 идет через токопрово55 д щие части корпуса электровоза 21, посто нно заземленный токовод, например , рельсы 22, силовой зажим 2 к трансформатору 1. Электродвигатель 18 приводит в движение электровоз.

В случае применени  выпр мител  и электродвигател  посто нного тока ток идет через зажимы 27-30-19-20-29-28 в один полупериод и через зажимы 28-30-19-20-29- 27 - в другой полупериод. Недопустимое снижение сопротивление изол ции относительно земли участка электрической цепи на участке между зажимами 7 и 8 силовых разделительных статических конденсаторов 4 и 5, в том числе и из-за случайного прикосновени  к контактному проводу 16 сто щего на земле человека или заземленного проводника, приведет к увеличению оперативного посто  иного тока, протекающего через аппараты контрол  утечки 23 и 24. по своему значению безопасного дл  человека. Аппараты 23 и 24, срабатыва , своими исполнительными органами 15 и 26 подадут устройствам 14 и 25 сигнал на отключение силовых коммутационных аппаратов 10 и 11. Последние, отключа сь, отсоедин т незаземленный токовод 16, например контактный провод, скольз щий токосъемник 17, электрические св зи контактного провода 16с силовым коммутационным аппаратом 10 и токосъемника 17 с силовым коммутационным аппаратом 11 от силовых разделительных статических конденсаторов и заземл т отсоединенную цепь. Включение в работу установки будет возможно после устранени  нарушени  изол ции.

Силовые разделительные статические конденсаторы 4 и 5 в процессе работы установки пропускают рабочий переменный ток от трансформатора 1 к электродвигателю 18 и не пропускают оперативный посто нный ток от аппаратов контрол  токов утечки 23 и 24 к зажиму 3 трансформатора 1 и зажиму 19 электродвигател  18. Источниками оперативного посто нного тока  вл ютс  сами аппараты контрол  тока утечки 23 и 24.

Область применени  установки - руднична  контактна  электровозна  откатка и аналогичные установки с питанием подвижных электродвигателей с помощью контактного провода и рельсового пути.

Экономический эффект от применени  изобретени  возникает за счет уменьшени  интенсивности разрушени  оборудовани  блуждающими токами, уменьшение стоимости установки, уменьшение расхода материалов , уменьшени  затрат на монтаж, обеспечени  автоматического защитного

отключени  контактного провода в случае непредвиденного прикосновени  к нему заземленного токопровод щего предмета или людей.

. .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электротехническа  установка дл  подземной контактной электровозной откатки,

   содержаща  трехфазную сеть с подключенной к ней первичной обмоткой трансформатора , контактный провод со скольз щим токосъемником, электродвигатель, первый вывод которого через колесо электровоза

   подсоединен к рельсовому пути, о т л и ч а- ю щ а   с   тем. что, с целью повышени  надёжности электровозной обкатки за счет предупреждени  аварии путем отключени  установки при прикосновении к контактному проводу заземленных предметов или людей , установка снабжена двум  блоками контрол  утечки, двум  переключател ми и двум  разделительными конденсаторами, первый вывод первого разделительного

   конденсатора подключен к первому выводу вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен к первому входу первого блока контрол  утечек и к рельсовому пути, а второй вывод первого

   разделительного конденсатора подключен к первому неподвижному контакту первого переключател  и первому вы воду его катушки , к второму выводу которой подключен выход первого блока контрол  утечек, второй в.ход которого подключен к контактному проводу и к подвижному контакту первого переключател , второй неподвижный контакт которого подключен к первому пути, причем выход скольз щего токосъемника

   подключен к подвижному контакту второго переключател  и первому выводу его катушки , второй вывод которой подключен к выходу второго блока контрол  токов утечки, его первый выход подключен к первому выводу

   катушки второго переключател , первый неподвижный контакт которого подключен к первому выводу электродвигател , а второй неподвижный контакт второго переключател  подключен к первому выводу второго

   разделительного конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу электродвигател , а второй вход второго блока контрол  токов утечки подключен к первому . выводу электродвигател .