ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ, ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПРОМЕЖУТКОВ И ПУТЕЙ УТЕЧКИ КОНСТРУКЦИИ
Шахтные трансформаторы типа ТКШВ и передвижные подстанции с кварценаполненным трансформатором типа ТКШВП выполняются в соответствии с ПИВРЭ.
По условиям эксплуатации шахтные трансформаторы и подстанции относятся к полустационарному оборудованию.
По уровню взрывозащиты трансформаторы и подстанции должны быть во взрывобезопасном исполнении.
По способу взрывозащиты трансформаторы и подстанции выполняются различно: собственно трансформатор изготовляется с кварцевым заполнением, РУ подстанции и вводные коробки трансформатора — во взрывонепроницаемых оболочках.
В зависимости от уровня и способа взрывозащиты, а также в зависимости от величины тока короткого замыкания отдельные узлы подстанции и трансформатора маркируются соответствующими знаками, выполненными рельефно на стальных пластинах. Трансформатор маркируется знаками «РВ» и «КЭ» (рудничный взрывобезопасный и кварценаполненный экранированный).
Распределительные устройства ВН подстанций и вводные коробки ВН трансформаторов маркируются знаками «РВ» и «4В»; последнее определяется напряжением 6 000 в и током короткого замыкания до 10 000 а.
Распределительные устройства НН подстанции и вводные коробки НН трансформаторов маркируются знаками «РВ» и «ЗВ», что определяется напряжением 660 в и током короткого замыкания до 15000 а.
На крышках оболочек, которые могут быть открыты в процессе эксплуатации, имеются предупредительные надписи: «Открывать, отключив от сети!».
Взрывонепроницаемые оболочки подстанций и трансформаторов выдерживают давление взрыва и совместно с электрическими средствами защиты предотвращают наружное воспламенение горючих газов от заключенных в оболочке электрических частей как в условиях нормальной работы электрооборудования, так и при дуговом коротком замыкании.
Испытательное давление для оболочек типа 4В 10 ат, для 3В 9 ат.
Щель между прилегающими поверхностями частей оболочки, через которую могут прорваться раскаленные газы или металлические частицы непосредственно из оболочки в окружающую среду, характеризуется шириной, длиной, конфигурацией и чистотой обработки поверхностей. Щели на подстанциях и трансформаторах выполнены плоскими (сочленение всех крышек РУВН, вводных коробок и РУНН помимо быстро открываемой крышки), цилиндрическими (кнопки, валы, оси) и лабиринтными (быстро открываемые крышки РУНН). Выполнение параметров щели в соответствии с данными
Рис. 5-39. Зазоры лабиринтной щели быстро открываемой крышки.
табл. 5-4 обеспечивает предотвращение передачи взрыва из внутренней полости оболочки наружу и воспламенение окружающей оболочку взрывоопасной атмосферы раскаленными частицами металла или газа.
Таблица 5-4
|
| Минимально допустимая длина щели. | Допустимая ширина щели, мм | ||
Группа | Свободный объем, л | общая | против | между плоскими поверхностями | между цилиндрическими поверхностями |
3В | Свыше 10 | 25 | 10 | 0,2 | 0,3 |
4В | Свыше 10 | 40 | 15 | 0,15 | 0.2 |
При испытательном давлении внутри оболочки допускается увеличение ширины щели вследствие упругой деформации не более чем на 0,03 мм.
Для лабиринтного исполнения щели зазоры (быстрооткрываемые крышки), размеры и длины щели показаны на рис. 5-39.
Класс обработки взрывозащитных поверхностей отдельных оболочек приведен в табл. 5-5.
Таблица 5-5
Для оболочки с кварцевым заполнением параметры взрывозащиты рассчитываются по формулам, приведенным в гл. 3.
Высота взрывозащитного слоя от обмоток и отводов до экрана как для ВН, так и НН выбирается по формуле (3-15).
Минимальная толщина бокового защитного слоя от обмоток и отводов как для ВН, так и для НН определяется по формуле (3-16). Высота и толщина взрывозащитного слоя песка исчисляются как от неизолированных так и от изолированных электрических частей.
Если в песок погружены и находятся рядом электрические части цепей, различных по роду и величине расчетного тока короткого замыкания, то из определенных для них минимальных значений толщины слоя принимается большее, например боковой слой песка от чередующихся обмоток ВН и НН до стенок и днища кожуха.
Высота и толщина взрывозащитного слоя кварцевого песка для неизолированных электрических частей должны быть не меньше соответствующего электрического зазора в песке до наружной стенки оболочки (провода обмоток с собственной изоляцией считаются как неизолированные).
Для изолированных электрических частей, изоляция которых рассчитана на номинальное напряжение цепи, высота и толщина взрывозащитного слоя устанавливаются только по условиям взрывозащиты. Защитный слой для таких электрических частей, находящихся у стенки, являющейся общей для оболочки с песком и взрывоне-
проницаемой оболочки смежного узла конструкции, не нормируется.
Электрические зазоры песка выбираются по табл. 3-2.
В табл. 5-6 приведены расчетные минимальные расстояния для ряда трансформаторов с кварцевым заполнением с учетом взрывозащитного слоя и электрического зазора для обмоток ВН и НН и их отводов.
При расчете тока короткого замыкания на стороне НН Uк принято равным 2,8% минус 10%-ный допуск
Таблица 5-6
Жесткость оболочки с кварцевым заполнителем (кожух трансформатора) испытывается избыточным гидравлическим давлением 0,5 ат в течение 1 мин.
Электрические зазоры для взрывонепроницаемых оболочек (РУВН, РУНН и вводные коробки) выбираются в соответствии с табл. 5-7.
Таблица 5-7
Номинальное напряжение переменного тока, в | Электрический зазор, мм | |
Токоведущие части, не предназначенные для подсоединения проводов в эксплуатационных условиях | Зажимы, предназначенные для присоединения в эксплуатационных условиях | |
До 60 | 5 | 5 |
Свыше 60 до 127 | 6 | 15 |
Свыше 127 до 250 | 7 | 17 |
Свыше 250 до 380 | 8 | 20 |
Свыше 380 до 660 | 10 | 20 |
Свыше 660 до 1 000 | 20 | 20 |
Свыше 1 000 до 3 000 | 36 | 36 |
Свыше 3 000 до 6 000 | 60 | 60 |
Свыше 6 000 до 10 000 | 100 | 100 |
Кратчайшее расстояние по поверхности изолирующего тела между соседними частями разного потенциала или между частью, находящейся под напряжением, и заземленной частью,— путь утечки — для кварценаполненного трансформатора, а также для РУ и вводных коробок выбирается согласно табл. 5-8.
Разбивка изоляционных материалов на группы по допустимым путям утечки производится по стойкости диэлектрика к образованию токопроводящих мостиков при воздействии поверхностных разрядов.
Рис. 5-40. Параметры взрывозащиты для шахтной подстанций с кварценаполненным трансформатором мощностью 250 кВА.
Номинальное напряжение, в | Расстояние утечки, мм. для материала | |||
- | б | в | г | |
До 60 | 5 | 5 | 6 | 6 |
Свыше 60 до 127 | 5 | 6 | 8 | 10 |
Свыше 127 до 250 | 6 | 8 | 10 | 12 |
Свыше 250 до 380 | 6 | 10 | 12 | 14 |
Свыше 380 до 500 | 10 | 14 | 15 | 20 |
Свыше 500 до 660 | 12 | 18 | 20 | 25 |
Свыше 660 до 1 000 | 20 | 26 | 30 | 36 |
Свыше 1 000 до 3 000 | 50 | 60 | 72 | 90 |
Свыше 3 000 до 6 000 | 90 | 110 | 130 | 160 |
В группу «а» входят наиболее дугостойкие материалы, такие как фарфор, стеатит, керамика, асбест, слюда и стекловолокнистые материалы без органических связующих материалов. В группу «б» входят пресс- материалы (КМК-218, КМК-218А, КФ-9, КФ-10 ДО, К-78-51 МФК-20), фторопласты, стеклотекстолиты (СТК-41, СТК-4/ЭП; СТЭФ) и другие материалы. В группу «в» входят материалы с органическим связующим материалом: СТК-71, ВЭИ-12, К-41-5, КПЖ-9 и др. К группе «г» относятся такие материалы, как асбодин, ММФ-57П; МФС-6 и др.
С целью увеличения путей утечки на поверхности материала могут быть выполнены ребра и канавки. Размеры канавок и ребер должны быть не менее 3 мм в высоту (глубину) и ширину. На рис. 5-15 даны размеры канавок на изоляционных шайбах из материала АГ-4В, применяемых в обмотке ВН.
Ребра на материале должны быть выполнены как одно целое с основной массой, так как стыки склейки изоляционных деталей считаются участками утечки, а стыки несклеенных деталей, неподвижных относительно друг друга, считаются проводниками.
В качестве примера на рис. 5-40 представлены параметры взрывозащиты и электрические зазоры, выполняемые при изготовлении подстанций типа ТКШВП-250/6.
Толщина взрывозащитного слоя от обмоток трансформатора до днища кожуха увеличивается по сравнению с расчетной на 5 мм, как резерв на случай попадания в кожух трансформатора влаги.
Все основные узлы подстанции и трансформатора имеют наружные заземляющие зажимы, по два на каждом узле. Кроме того, внутренние заземляющие зажимы имеются во вводных коробках для каждого кабеля, а для бронированного кабеля имеется и дополнительный внешний заземляющий зажим. Заземляющие зажимы имеют антикоррозионное покрытие.
По требованиям «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах» температура наружных частей подстанции и трансформатора не должна превышать при длительной работе 200° С, а при аварийном режиме 400° С, температура изоляции должна быть на один класс нагревостойкости ниже температуры, допустимой для примененной изоляции в общепромышленном электрооборудовании. Применяемый в трансформаторах материал АГ-4 относится к классу нагревостойкости F (155°С). Температура материала АГ-4 в трансформаторе составляет в среднем 130° С.