ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ
ТРЕБОВАНИЯ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ К УСТРОЙСТВАМ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ
12-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Электрооборудование и электротехнические сооружения испытательных станций должны отвечать требованиям «Правил устройств электроустановок» (ПУЭ) [Л. 39]. Действия правил распространяются на электроустановки напряжением до 500 кВ, за исключением специальных электроустановок, в отношении которых ПУЭ обязательны в той мере, в какой они не изменены специальными правилами.
Особые требования к электрооборудованию испытательных станций предусмотрены в «Правилах электробезопасности при эксплуатации испытательных станций. . . .» [Л. 10].
Размещение испытательных станций в технологическом потоке производства и условия работы имеют следующие особенности, вызывающие специальное выполнение электротехнической части испытательных установок.
- На испытательных станциях требуется производить регулярные и частые переключения в распределительных устройствах стендов и на испытательных объектах, связанные с непосредственным соприкосновением с токоведущими и заземленными частями электрооборудования. Поэтому выполнение основного требования электробезопасности: доступ к токоведущим частям электрооборудования только после их заземления и закорочения, а также работа по нарядам в полной мере практически невозможны.
- В процессе испытаний на стендах и полях непрерывно изменяется состояние опасности на разных участках испытательной станции. При испытаниях высокими и сверхвысокими напряжениями возникают электрические разряды, технологические (на шаровых разрядниках) и случайные (при повреждении изоляции испытываемого объекта), которые сопровождаются сильными звуками и световыми эффектами.
- На испытательной станции работает персонал различной квалификации, кроме того, в перерыве испытаний на полях может присутствовать персонал сборочных и других цехов завода для производства мелкого ремонта испытываемого объекта в сопровождении работника станции.
12-2. МАРКИРОВКА, СИГНАЛИЗАЦИЯ И БЛОКИРОВКА
Маркировка
Маркировка отдельных испытательных устройств и коммутационных аппаратов должна быть выполнена таким образом, чтобы предупреждалась возможность потери персоналом ориентации при выполнении переключений и мнемонически облегчалось понимание производимых действий и состояние схемы в любой момент работы.
Маркировка должна производиться буквенными и цифровыми знаками, имеющими определенное и легко запоминаемое значение, отражающее вид, назначение и место данного аппарата, прибора или машины в схеме коммутации. Маркировка должна быть четко и хорошо видимым образом нанесена на все элементы испытательной станции, приводы, разъединителей, ручки ключей управления, приборы, двери измерительных камер, распределительных устройств, рабочих мест и стендов.
Принципы маркировки приведены в гл. 11.
Этой же цели должна служить отличительная окраска указанных выше элементов в соответствии с ГОСТ.
Сигнализация
В электротехнических установках применяется световая и звуковая сигнализация. Звуковыe сигналы применяются как предупреждающие, так и аварийные, т. е. эквивалентные желтому цвету или красному. Звуковая сигнализация осуществляется при помощи звонков и сирен разного тона.
Световая сигнализация имеет разные назначения.
Одна система является указательной для сигнализации положения аппаратов или машин. не связанных с непосредственной выдачей напряжения, а другая — сигнализирует о положении аппаратов, при включении которых в распределительных устройствах, колонках, подключениях, шинопроводах, переключающих устройствах, испытательных полей и т. п. появляется напряжение.
Световая сигнализация может осуществляться одно-, двух- и трехцветной, с добавлением мигающих сигналов или без них. Световыми сигналами служат электрические лампы с цветными стеклами и табло с надписями или без них. При световой сигнализации приняты следующие цветовые обозначения:
зеленый цвет — безопасно — напряжение снято, состояние установки нормальное, аппарат отключен;
красный цвет — опасно — напряжение подано, не прикасаться, не входить, идет испытание и т. и., аппарат включен;
желтый цвет — полная готовность — схема (установка) подготовлена к подаче напряжения, не входить, не переключать, не трогать, внимание, возможно в любой момент включение аппарата и опасное состояние;
белый или синий цвет — конечные положения регулировочного реостата, включение генератора на испытательный стенд и т. п.;
мигающий сигнал — ненормальный режим, авария, приостановить все работы, вызвать дежурный персонал, тревога.
При одноцветной сигнализации включением аппарата загорается красная лампа, при отключении лампа гаснет. Применение такой сигнализации является неверным, по она еще имеет применение на заводах. При случайных перегораниях лампы сигнализация по этой системе дает неправильные указания о положении включающих аппаратов.
При двухцветной сигнализации при включенном аппарате горит красный цвет, при отключенном — зеленый цвет.
При трехцветной сигнализации в промежуточном положении между отключенным и включенным положением аппарата горит желтый цвет — предупреждающий.
Применение мигающего сигнала возможно как при двухцветной, так и при трехцветной сигнализации. В этом случае только при аварийном отключении зеленая лампа отключившегося аппарата будет мигать до ликвидации аварии или съема сигнала.
На испытательных станциях целесообразно принять двухцветную сигнализацию без мигающего света по следующим соображениям.
На испытательной станции работает значительное количество персонала, а каждый стенд обслуживают два человека, в поле зрения которых находится ограниченное количество приборов и аппаратов. Весь процесс работы персонала сводится к тем или иным переключениям и наблюдению за приборами. Поэтому нет смысла выполнять установки испытательных станций со сложной сигнализацией.
Красный и зеленый сигнал необходимо устанавливать на тех устройствах, в которых производятся переключения с соприкосновением с токоведущими частями, или в тех устройствах или помещениях с оборудованием, куда испытатель должен входить для переключений.
К таким устройствам относятся:
- испытательное поле;
- распределительное устройство промежуточного испытательного трансформатора;
- шкаф переключения обмоток промежуточного трансформатора.
Сигнальные лампы устанавливаются над дверями помещений, а в конструкциях — в наиболее наглядном месте.
Красная и зеленая лампы устанавливаются также па щитах и пультах управления в мнемонических схемах у ключей и кнопок управления, предназначенных для дистанционного включения коммутационных аппаратов (выключатели, контакторы, пускатели, автоматы) .
Для сигнализации положения разъединителя применяются сигнальные приборы типа ПС или сигнальные лампы белого цвета. Сигналы должны располагаться так, чтобы они соответствовали мнемонической схеме станции. Световые сигналы не должны обладать блесткостью и производить слепящее или раздражающее действие на оператора, это достигается применением специальных окрашенных и выпуклых стекол и расположением сигналов так, чтобы луч света от них не попадал на чувствительные части сетчатки глаз испытателей. С этой же целью, а также для удлинения срока службы ламп, а следовательно, и надежности действия сигнализации следует питать лампы напряжением не более 90% от номинального.
Для сигнализации запрещения прохода мостового крана над местом испытания целесообразно применять светофоры и цветные прожекторы. Такая сигнализация является дополнением к системе защитных блокировок, которых она заменить не может.
Мнемонические схемы.
Ввиду сложности схем и большого количества разнообразных переключений, которые приходится выполнять персоналу, необходимо на всех устройствах иметь мнемонические схемы. Для систем низкого напряжения, например, на фасаде щита изображается мнемоническая схема, отображающая коммутацию щита. На пульте управления и измерения также наносится мнемоническая схема силовой части стенда.
В системах высокого напряжения с масляными выключателями необходимо на измерительном пульте иметь полную мнемоническую схему всех коммутирующих устройств.
При больших мнемонических схемах они смогут быть выполнены в виде отдельных панелей и устанавливаются в зоне наблюдения испытателя, работающего за измерительными пультами.
Сигнализация положения разъединителей выполняется или лампами, или сигнальными аппаратами ПС. На рис. 9-22 приведена панель мнемонической схемы, размещенная над пультом.
Сигнализация исправности и наличия напряжения в цепях управления коммутирующих аппаратов.
В силовых цепях с масляными выключателями или с контакторами, снабженными защелкивающими устройствами, имеющими электромагнитный или моторный привод, при исчезновении напряжения в цепях управления отключение оперативного или защитного аппарата ключом управления или от срабатывания защиты и блокировки становится невозможным. В такие моменты при отсутствии внимательности со стороны персонала возможны несчастные случаи.
Для предупреждения о неисправности цепи управления ставится реле, которое при исчезновении напряжения срабатывает и приводит в действие аварийную сигнализацию. Во избежание ложных сигналов при отключении схемы оператором пульта блок-контакты этого реле включаются последовательно с замыкающими контактами ключа управления, подающего питание на пульт.
Помимо исчезновения напряжения, возможны неисправности цепи отключения коммутационного аппарата, поэтому красная и зеленая сигнальные лампы должны питаться по цепочке отключения или включения. При неисправности этих цепей лампы гореть не будут. Эти лампы должны быть установлены в мнемонической схеме пульта управления и измерения так, чтобы они постоянно находились в поле зрения ведущего испытание.
Для больших испытательных станций со значительной удаленностью ведущего испытание от мест переключений целесообразно принимать дополнительные меры сигнализации, в частности в распределительных устройствах ставить лампы тлеющего разряда. Лампа загорается от электрического поля, создаваемого включенным и находящимся под напряжением оборудованием.
Блокировка безопасности
Активно действующими средствами защиты персонала и оборудования от возможных неправильных включений и действий и попадания в запретную зону являются защитные, механические и электрические блокировки, которые могут быть запретительными или отключающими.
Блокировки безопасности приобретают на испытательных станциях первостепенное значение в связи с необходимостью выполнять частые переключения в оборудовании с непосредственным соприкосновением с токоведущими частями, находящимися под напряжением в процессе испытания.
Запретительные блокировки не дают возможности произвести неправильное включение или переключение устройства, находящегося под напряжением.
Запретительные блокировки, действующие по принципу «нельзя, пока подано напряжение», выполняются в виде:
- механических или электромеханических замков и защелок, препятствующих движению включающих приводов, ручек аппаратов и т. п.;
- блок-контактов, не дающих возможности произвести неправильную коммутацию цепей управления.
На разъединителях, включаемых редко, устанавливаются блок-замки типа ЭБФ. Открытие блок-замка производится специальными ключами. К таким разъединителям относятся, например, вводные разъединители генераторов машинного помещения, которые переключаются редко. Эти блок-замки могут быть установлены и на дверях распределительных устройств машинных помещений.
На приводах разъединителей стендов испытательных станций, переключаемых часто, устанавливают электромагнитные блок- замки типа ЗБ. Эти замки открываются без ключа, если на стенд «не подано напряжение».
Блок-замок запирает привод разъединителя штырьком сердечника электромагнита, удерживаемым пружиной до тех пор, пока катушка электромагнита обесточена. При оживлении катушки током сердечник электромагнита втягивает штырек в корпус блок-зам- ка и открывает его.
Катушка блок-замка питается током через размыкающие блок-контакты разъединителя или выключателя, подающих напряжение на стенд. Таким образом, блокируемый разъединитель можно отключить только в том случае, когда на стенд не подано напряжение. На крупных испытательных станциях имеется возможность установки разъединителей с моторным приводом, в этом случае правильность отключения достигается электрической блокировкой моторного привода с выключателем.
Отключающие блокировки снимают напряжение с установки при любых нарушениях нормального, программного состояния основных и вспомогательных устройств испытательной станции.
Отключающие блокировки безопасности следует устанавливать только на устройствах, находящихся под опасным по величине напряжением, которые часто переключаются или открываются в течение рабочего дня. К таким устройствам относятся двери распределительных устройств и сборок измерительных трансформаторов, крышки и дверки измерительных пультов, двери ограждений испытательных полей, дверцы устройства переключений обмоток генераторов.
Защитные отключающие блокировки обычно представляют собой размыкающееся при неправильных действиях контактное устройство, которое непосредственно отключает источник питания. Защитные отключающие блокировки должны действовать по принципу размыкания цепи, а не включения тока, так как последний принцип ненадежен. В качестве силовых коммутационных аппаратов для отключающих систем защитных блокировок следует применять контакторы или автоматы с нулевыми отключающими катушками. Применение для этой цели масляных выключателей с отключающими электромагнитами, оживляемых током для воздействия на защелку, является менее надежным.
В качестве блокировочного аппарата, устанавливаемого на дверях полей, распределительных устройств, пультов и т. п., должно быть применено достаточно надежное, механически прочное устройство. В нем не должно быть мелких пружин, так как в случае их поломки блокировочное устройство приходит в негодность. Поэтому необходимо использовать для указанной цели элементы коммутационной аппаратуры, удовлетворяющие поставленным выше требованиям, например конечные выключатели.
Напряжение в цепи контактов обычных защитных отключающих блокировок следует применять не свыше 36—48 в. Применение напряжения 110 в в этих цепях является нежелательным.
Для повышения надежности блокировочных устройств целесообразно применять бесконтактные коммутационные логические элементы (Л. 48]. Эти элементы имеют практически неограниченный срок службы, не подвержены внешним воздействиям и не могут быть намеренно приведены в бездействие. Логические элементы автоматики не нашли еще широкого применения на испытательных станциях, однако их внедрение для испытательных установок следует всемерно распространять.
В качестве датчика для запретительных и отключающих систем блокировок, например препятствующих проходу крана над испытательным полем или входу людей на поле, могут применяться фотоэлементы и фотосопротивления, освещаемые лучом света, пересекающим запрещенный путь движения крана и людей. Применение этих датчиков, нашедших широкое распространение в указанных устройствах, должно дать хороший эффект, однако достаточного опыта применения их на испытательных станциях еще нет.
Для предупреждения неправильной сборки схемы или подачи напряжения при открытых дверях поля и т. п., что может повлечь за собой аварию или несчастный случай, разъединители устанавливаются с набором блок- контактов, которые разрешают включить выключатель на питающем фидере только в том случае, если схема собрана правильно. Если для блокировки требуется большое количество блок-контактов, то для размножения цепей применяют промежуточные реле.
Для блокировки не следует применять блок-контакты типа КСА, которыми обычно комплектуются разъединители, так как они недостаточно надежны. Рекомендуется применять в качестве блок-контактов пакетные ключи типа Кф. Схемы сигнализации и блокировок с применением этих ключей приведены в гл. 8.
