Електробезопасност в минната индустрия

ЕлектроенергетикаТехнически статииСп. Енерджи ревю - брой 1, 2019 • 08.04.2019

Мините винаги са поставяли уникални предизвикателства по отношение на електробезопасността. Добиваните материали, заедно с праха и газовете, генерирани от минното дело, улесняват превръщането на сравнително незначителна електрическа авария в експлозия или голям пожар, а влажните и мокри условия представляват допълнителни усложнения. Мерките за безопасност трябва да обхванат целия жизнен цикъл на мината – от първоначалното й планиране до момента на затварянето й.

 

Захранване

Захранването при минно-добивните дейности трябва да отговаря на множество специфични изисквания, които придават на тези електрически системи по-специален характер в сравнение с други надземни инсталации. В допълнение към огромните различия в основния проект, системите за електроснабдяване на мините включват и редица специални характеристики, свързани с инсталацията, произтичащи от конкретните работни условия, факторите на околната среда, затруднените дейности по поддръжка и ремонт и специалните съображения за безопасност. 

Аналогично, въздействието на прекъсвания на електрозахранването от какъвто и да е мащаб е значително по-голямо в сравнение с това при надземните инсталации. Спирането на електричеството под земята може да застраши цялата мина и, още по-важно, да застраши човешкия живот.

Проектирането на системите за електроснабдяване на мините също поставя специфични изисквания по отношение на експлоатационния живот и амортизацията на инсталацията. По този начин икономическият аспект има особено значение за основните проектни параметри, особено когато се отнася до кабелната мрежа. Докато полезният живот на надземен кабел може дори да надвиши тридесет години, то в условията на мината той може да намалее до една или две години, което е от голямо значение за проектирането на мрежата и за спазването на изискванията, на които трябва да отговаря другото оборудване.

Не на последно място, специално внимание трябва да се обърне на съображенията за безопасност, особено при потенциално опасната атмосфера, съдържаща взривоопасен минен газ. Тази потенциална опасност изисква да бъдат взети най-строги предпазни мерки, за да не се стигне до допълнителни рискове от възникване на пожари или експлозии на запалими газове или прах.

Електрическите инсталации са неразделна част от минното оборудване, с което, особено в работната зона, борави директно обслужващият персонал. Като се имат предвид ограниченото пространство и тежките условия на околната среда, това предполага повишена потенциална опасност от електрически контакт поради възможни неизправности в електрическата система. Следователно, защитата срещу опасност от електрически удар трябва да бъде проектирана по такъв начин, че персоналът на мината да бъде предпазен от повреди в системата.

Цялото енергозахранване на мините обикновено се подава през главна подстанция, разположена на най-благоприятното място с оглед на енергийните изисквания от една страна, и конфигурацията на електроразпределителната мрежа, от която се захранва, от друга. Като правило, трябва да се предвиди двойна, т. е. основна и резервна, система за захранване. Най-доброто решение е главната подстанция да бъде интегрирана в националната електроразпределителна мрежа, която автоматично осигурява двойно захранване. Друго възможно решение включва две отделни точки за захранване с надежден източник от регионалната електроразпределителна мрежа.

 

Нисковолтови комутаторни и разпределителни системи

Електрическата енергия, трансформирана до ниско напрежение, се предава от подстанцията на мината към основната нисковолтова разпределителна система, която се състои от шини и електроразпределителни табла ниско напрежение. Таблата, от своя страна, включват комутационни устройства и устройства за защита на кабелните разклонения. В допълнение към линиите, водещи към други разпределителни батерии в експлоатационната зона, инсталацията може да включва и други табла, например за захранване на осветителната система, сигнализацията, токоизправителите, специалните устройства за управление и др.

Необходими са няколко стандартни табла за комутация и разпределение на захранването и за защита на мрежата за ниско напрежение и единичните устройства. Мрежите ниско напрежение включват шини, прекъсвачи, предпазители, комутатори и контактори. Тези устройства се използват за различни нисковолтови комутационни и разпределителни системи. С малки изключения за всички мрежи ниско напрежение в мините се прилагат няколко стандартни конфигурации.

 

Съображения за безопасност на електрическата система

Когато дойде време за действителното изграждане на електрическата система в мина, трябва да се предприемат всички възможни мерки за ограничаване на рисковете. Операторите трябва винаги да проверяват дали електрическата система е заземена. Необходимо е да има системи за автоматично прекъсване на електрозахранването, ако възникне проблем. Освен това трябва да се инсталира резервно захранване, което при аварийно изключване да поддържа критичните системи – оборудването за мониторинг на околната среда, контролните зали, подемните съоръжения и вентилаторите.

Винаги трябва да се използват тествани и одобрени за използване в мини кабели и оборудване. Има материали, които не са подходящи за приложение в минно-добивната дейност. Те включват изолационни материали (обикновено фенолни видове), които могат да се разграждат, когато са подложени на искрене, да отделят потенциално токсични газове и да станат запалими; оборудване, съдържащо полихлорирани бифенили (ПХБ) и полихлорирани терфенили (ПХТ); леки метали и техните сплави, включително алуминий, магнезий, титан и цирконий, особено в потенциално запалима атмосфера. Когато трябва да се използват леки метали или техните сплави, те трябва да бъдат облицовани или покрити със защитен материал, за да се намали рискът.

Предпазители или друга подходяща защита трябва да се монтират възможно най-близо до шините, когато спомагателни вериги за ниско напрежение са свързани към шини с високо ниво на дефектиране. Това ще помогне за предпазване на окабеляването на спомагателната верига. В допълнение, незащитените връзки между предпазителите и шините трябва да се изпълнят така, че да се избегнат повреди чрез използването на проводници с възможно най-малка дължина, раздалечаването им на достатъчно разстояние или употребата на подсилена изолация.

Електрическите системи за сигнализация, управление и блокиране трябва винаги да бъдат проектирани и изградени така, че всяка електрическа неизправност на оборудването, контролирано от тях, да протича по безопасен начин. Всички съединители, използвани в електрическите системи на мините, трябва да имат подходяща изолация, за да се предотврати електрически удар и да се избегнат високи съпротивления, които могат да доведат до прегряване, волтови дъги и искрене. Това е от особено значение в запалими среди.

Трябва да бъдат инсталирани трансформатори, които да гарантират, че проводниците за по-ниско напрежение не могат да бъдат подложени на свръхнапрежение. Когато се използва оборудване в запалима атмосфера, е препоръчително да не се допуска външната част на оборудването да достига температура, по-висока от 33% от температурата на запалване на горимия прах или газ.

Ако има някаква вероятност проводниците или изолацията да се повредят, трябва да се предприемат стъпки за тяхното предпазване, като се използва някаква облицовка или обшивка. Мрежовите проводници винаги трябва да се разполагат на безопасно място и да се предприемат мерки за тяхното изолиране.

Когато се използват по-високоволтови проводници (повече от 125 V) или всякакъв вид проводник в запалима атмосфера, те трябва да бъдат защитени чрез метален екран, тръбопровод или друг полупроводников материал. За фиксирани кабели, работещи над 650 V, е подходящо да се използват метални решетки, изработени от стоманена тел или друга подходяща твърда метална обвивка. Мрежовите проводници с различен токопреносен капацитет никога не трябва да се свързват, освен ако електрическата защита на веригата не е проектирана да предпазва проводника с най-нисък капацитет.

Електрическите инсталации в мините трябва да включват някаква форма на защита от свръхток. Ако това е невъзможно, оборудването в системата трябва да е с такива размери и якост, че да е устойчиво на топлинните, магнитните, електрическите и механичните натоварвания, на които може да бъде подложено. Електроапаратурата, в която като средство за охлаждане, изолация или защита от волтови дъги се използва масло, е предпоставка за потенциална опасност от пожар. Под земята не трябва да се инсталира ново маслонапълнено оборудване. Съществуващото подземно маслонапълнено оборудване трябва да бъде заменено с такова, което не съдържа масло, колкото е възможно по-скоро. Рисковете могат да бъдат намалени чрез замяна на маслото със синтетични течности, специално произведени за комутационна апаратура, които имат много по-висока точка на възпламеняване, като преди това е необходимо да се провери съвместимостта на тези продукти с оборудването.

 

Безопасно използване на оборудването

Новите и старите компоненти на оборудването в мините трябва винаги да бъдат напълно съвместими. Свързването на несъвместимо оборудване или използването на погрешни конектори са сред водещите причини за възникване на злополуки и наранявания. Ако има някаква вероятност за свързване на несъвместими щепсели или контакти, трябва да се вземат предпазни мерки, за да се предотврати това, като се използват кодиращи шпонки, катинари или ясно маркиране на разпределителната уредба, щепселите и контактите.

Всяко електрическо оборудване, използвано в зони, които потенциално могат да съдържат запалими прахове или газове, трябва да бъде сертифицирано за приложение в такива условия. Ако е необходимо да се използва апаратура за мониторинг, тестване, запис или измерване, която не е сертифицирана за употреба в тези зони, винаги трябва да има изготвен план за осигуряване на необходимата безопасност при извършването на тези дейности.

За да се избегне токов удар от открити, намиращи се под напрежение проводящи части, вместо заземяване или други предпазни мерки трябва да се работи само при ниски напрежения – при или под 50 V AC или 120 V DC. Носимото оборудване, използвано при по-големи напрежения, изисква допълнителни предпазни мерки например двойна изолация или захранване от изолиращ трансформатор. Във високопроводими места или когато тялото може да е влажно и да има контакт в голяма област със заземени или занулени проводници, трябва да се обърне внимание при използването на ръчно носимо оборудване. Тяговите акумулатори трябва да се сменят само на определени станции за зареждане или прехвърляне, които са адекватно оборудвани за това, като в близост до тях винаги трябва да е налична техника за предотвратяване на пожар. Също така под земята на места, различни от определените зарядни станции, трябва да се съхраняват само тягови акумулатори с междинна изолация.

Операторите трябва винаги да проверяват дали кабелните покрития, защитните устройства и изолационните екрани са надеждно закрепени към оборудването и правилно монтирани. Това ще предотврати навлизането на вещества, които биха могли да повлияят на целостта на изолацията или проводниците на веригата. Необходимо е също да се гарантира, че тези предпазни компоненти са защитени от корозия, особено във влажни зони.

Ако мината има потенциално запалима атмосфера и е налично някакъв тип превозно средство с батерия или алтернатор, шасито му не трябва да се използва като токопроводящ път за електрическата верига, тъй като това може да доведе до възникване на пожар или експлозия.


Top