Tehnika zaštite od eksplozije i zaštite za transformatore u rudarstvu
U rudarskim operacijama, transformatori su okosnica prijenosa energije-bilo da napajaju opremu za podzemno rudarstvo ili održavaju pogon površinskih postrojenja za preradu rudače, moraju ostati pouzdani. Ali okruženja za rudarenje su teška: pod zemljom ima metana, ugljene prašine i drugih zapaljivih stvari; iznad zemlje, prašnjavo je, vlažno i ima stalnih vibracija od strojeva. Osim toga, opterećenja stalno rastu kada se pokrene oprema poput bagera ili drobilica. Obični transformator bez odgovarajuće zaštite može lako pokvariti-čak i eksplozije iskre ili kratki spojevi. Dakle, dobivanje prave zaštite od eksplozije i zaštite za rudarske transformatore ključno je-ili-za održavanje sigurnosti napajanja i stabilnosti proizvodnje.
I. Jedinstveni izazovi koje rudarsko okruženje postavlja transformatorima
Uvjeti "visokog-rizika + visoke-istrošenosti" u rudarstvu zahtijevaju puno više od transformatora od uobičajenih industrijskih postavki. Glavne glavobolje svode se na tri stvari:
Rizici od eksplozije su stvarni: pod zemljom metan (glavni zapaljivi plin) i ugljena prašina mogu pogoditi eksplozivne koncentracije. Ako je unutar transformatora došlo do kvara izolacije koji izaziva iskru ili ako njegova površina postane toplija od 650 stupnjeva (točka paljenja metana), to će izazvati eksploziju.
Oštećenje okoliša teško pogađa: podzemna vlažnost često prelazi 85%, a tu su i korozivni plinovi poput sumporovodika. Iznad zemlje, rudna prašina i ugljena prašina se brzo nakupljaju-što hrđa na oklopu transformatora, začepljuje njegove rashladne dijelove i natapa njegovu izolaciju.
Radni uvjeti su posvuda: oprema za rudarenje se pokreće i zaustavlja bez prestanka, tako da opterećenje iznenada skače. Podzemni prostori također su tijesni-vibracije iz rudarskih kolica ili eksplozije mogu olabaviti dijelove unutar transformatora ili istrošiti njegovu izolaciju.
II. Tehnologija zaštite jezgre od eksplozije za rudarske transformatore
Transformatori za rudarstvo moraju slijediti pravila kao što su Sigurnosni propisi u rudniku ugljena i GB 3836.1 (Eksplozivna okruženja – 1. dio: Opći zahtjevi za opremu). Dvije glavne vrste zaštite od eksplozije su "zaštita od plamena" i "povećana sigurnost"-svaka odgovara različitim-područjima visokog rizika.
1. Zapaljivi transformatori: "Sigurnosna barijera" protiv eksplozija
Vatrootporni modeli (označeni s "Ex d") najbolji su-za iznimno rizična rudarska područja-kao što su rudnici ugljena s izljevima metana ili rudnici metala s zapaljivim plinovima. Glavna ideja ovdje je: "Ako eksplodira unutra, vatra se neće proširiti van." Ključni dizajnerski potezi uključuju:
Čvrsto vatrootporno kućište: omotač je ili od zavarenog čelika ili od lijevanog čelika-debljina ovisi o veličini (transformator od 100 kVA treba omotač debljine najmanje 8 mm). Također ima "zapaljivu spojnu površinu" - poklopac i glavno tijelo savršeno pristaju zajedno, s razmakom između 0,15-0,25 mm (za područja s metanom). Time se sprječava curenje vatre kroz otvore.
Unutarnje za{0}}zaštite od eksplozije: Namoti koriste izolaciju ocijenjenu u H-klasi (180 stupnjeva ili više), natopljenu epoksidnom smolom visoke-temperature. To sprječava lomljenje izolacije i iskrenje kada je preopterećen. Između željezne jezgre i namota postoji i-sloj za usporavanje vatre kako bi se smanjio rizik od električnog luka.
Otpuštanje tlaka: Gornji dio školjke ima "rasprskavajući disk" (obično aluminijska folija). Ako se iznutra stvori preveliki tlak (obično postavljen na 0,15 MPa) zbog greške, disk se prvo slomi da oslobodi pritisak-tako da se školjka ne rasprsne.
Izvrsno rade za podzemne eksploatacijske površine ili stanice za ekstrakciju metana-oni su najčešći tipovi za podzemne energetske transformatore u rudnicima ugljena.
2. Transformatori povećane sigurnosti: "Aktivna zaštita" za smanjenje rizika od paljenja
Modeli povećane sigurnosti (označeni s "Ex e") rade tako što se "oslobađaju dijelova koji mogu iskriti ili se pregrijati." Dobre su za prašnjava područja bez zapaljivih plinova-kao što su površinska postrojenja za preradu rude ili pomoćne rudarske radionice. Temeljna tehnologija uključuje:
Dijelovi bez iskre: Preskaču izmjenjivač slavine (čest izvor iskre u običnim transformatorima) i umjesto toga koriste slavine s fiksnim namotom. Priključni blokovi su zapečaćeni kako bi se spriječilo iskrenje, a žice su spojene stezaljkama kako bi se izbjegle labave veze koje mogu iskriti.
Stroga kontrola temperature: Namoti koriste bakrene žice (bolje odvode toplinu nego aluminijske) i imaju dodatni prostor za hlađenje (poput hladnjaka razmaknutih najmanje 15 mm). Kada radi pod punim opterećenjem, porast temperature namotaja ostaje ispod 60 K-pa ako je vani 40 stupnjeva, maksimalna temperatura je 100 stupnjeva, daleko ispod točke paljenja ugljene prašine (preko 700 stupnjeva).
Jača izolacija: Postoji izolacijska podloga između željezne jezgre i kućišta, a cijela je stvar natopljena izolacijskom bojom kako bi se spriječilo nakupljanje prašine koja bi uzrokovala curenje struje.
III. Sve-tehnologija zaštite za rudarske transformatore
Osim zaštite od eksplozije, morate se zaštititi od prašine, vlage, vibracija i skokova opterećenja kako bi transformator trajao i izbjegli kvarove koji nisu-eksplozivni. Evo četiri ključna poteza zaštite:
1. Zaštita od prašine: Zaustavite nakupljanje i začepljenja
Rudarska prašina-posebice ugljena prašina i sitne čestice rude-lijepe se za rashladna rebra i izolaciju, što uništava rasipanje topline i smanjuje otpor izolacije. Da biste to popravili:
Brtvljenje i filtriranje: Ulazi za zrak transformatora imaju filtre za prašinu (najlonska mreža i slojevi od aktivnog ugljena), a izlazi imaju-jednosmjerne ventile za sprječavanje povratnog puhanja prašine. Kućište ima najmanje IP54 zaštitu-to znači da većinu prašine drži van, a ona koja uđe neće ometati rad.
Aktivno čišćenje prašine: Transformatori velike površine mogu imati tempirane pulsne sakupljače prašine-oni ispuhuju zrak za čišćenje svaka 2 sata. Podzemni imaju glatke školjke i nagnute vrhove kako se prašina ne bi nakupljala. Svaki mjesec radnici također koriste komprimirani zrak (maksimalno 0,4 MPa) za ispuhivanje rashladnih rebara.
2. Zaštita od vlage i hrđe: borite se protiv vlage i korozije
Podzemna vlaga i korozivni plinovi (poput sumporovodika) hrđaju na oklopu i natapaju izolaciju. Rješenje je "blokirati vlagu i isušiti stvari":
Prema-antikorozivni premaz: školjka dobiva tri sloja-pjeskareno za uklanjanje hrđe, zatim epoksi cinkom-primer, a zatim poliuretanski završni sloj. Ukupna debljina je najmanje 80 μm i trebala bi izdržati do 1000 sati testova slanog spreja. Iznutra, željezna jezgra i namotani okviri imaju izolacijsku boju-otpornu na vlagu.
Odvlaživanje i nadzor: Transformatori punjeni uljem-imaju konzervator ulja tipa-mjehura koji sprječava dodir ulja sa zrakom. Imaju i upijač vlage (sa-silikagelom koji mijenja boju-pretvara se iz plave u ružičastu kada je mokar, tako da znate da ga morate zamijeniti). Podzemni transformatori mogu imati ugrađene-senzore temperature-vlage-ako vlažnost dosegne 90% ili više, uključuje se odvlaživač.
3. Zaštita od vibracija: mehanička oštećenja posjekotina
Vibracije rudarske opreme (kao što su bageri ili rudnička kolica) mogu olabaviti namote ili priključke. Za zaštitu od ovoga:
Sigurna instalacija: Podzemni transformatori stoje na čeličnim nosačima s gumenim udarnim jastučićima (nitrilna guma, stopa prigušenja veća ili jednaka 0,3) debljine 20-30 mm - ovo upija vibracije. Površinski transformatori postavljaju se na armiranobetonske podloge, najmanje 5 m udaljene od izvora vibracija poput drobilica.
Unutarnje pojačanje: Namoti su čvrsto omotani trakom od staklenih vlakana, a postoji elastična izolacija između namota i željezne jezgre. Ako postoji mjenjač slavine, ima bravu za zaustavljanje vibracija pri mijenjanju brzina.
4. Zaštita od preopterećenja i temperature: rukovati šiljcima opterećenja
Rudarska oprema se često pokreće i zaustavlja, uzrokujući nagle skokove opterećenja koji mogu pregrijati transformator i ostariti izolaciju. Rješenje je "monitoring + hlađenje":
Praćenje opterećenja:-niskonaponske strane imaju pametne ampermetre koji prate struju. Ako struja prijeđe 120% nazivne (preopterećenje od 20%), oglašava se alarm. Ako dosegne 150%, automatski isključuje napajanje.
Bolje hlađenje: podzemni transformatori koriste "uljno{0}}samostalno-hlađenje + prisilno hlađenje zrakom"-ventilatori se uključuju kada su preopterećeni. Transformatori velike površine (500 kVA i više) mogu imati sustave vodenog hlađenja. Cilj je zadržati porast gornje temperature ulja ispod 55K (po GB 1094,2)-kako ne bi došlo do pregrijavanja.
IV. Ključni savjeti za korištenje-u stvarnom svijetu
Odaberite pravi transformator za područje: Za podzemne rudnike ugljena s metanom, odaberite otporan na vatru (Ex d I). Za prašnjava područja rudnika metala bez plina, radi povećana sigurnost (Ex e II). Površinska ne-opasna područja (poput ureda) mogu koristiti obične transformatore, ali još uvijek dodaju zaštitu od prašine i vlage.
Ne preskačite redovito održavanje: Tjedno provjerite vatrootpornu površinu spoja-potražite hrđu ili prevelike praznine. Mjesečno testirajte izolacijski otpor (visoki-napon do niskog-napona i uzemljenje trebaju biti veći ili jednaki 250 MΩ). Zamijenite silika gel apsorbera vlage svako tromjesečje ako postane ružičast.
Znajte što učiniti u slučaju nužde: Ako transformator proizvodi čudne zvukove ili skokove temperature ulja, odmah isključite struju. Pod zemljom, prvo provjerite razine plina-otvorite poklopac samo ako je metan ispod 0,5%. Nikad ne radite na transformatoru pod naponom-iskre su ovdje smrtonosne.
V. Zaključak-
Na kraju krajeva, zaštita od eksplozije i zaštita za rudarske transformatore nije samo jedna stvar-već cijeli sustav. Potrebni su vam dizajni otporni na plamen ili povećana sigurnost za zaustavljanje eksplozija, plus zaštita od prašine, vlage, vibracija i preopterećenja kako bi nastavio raditi. I ne radi se samo o tehnici-trebate odabrati i pravi model i biti u toku s održavanjem. Učinite sve to i transformator će ostati siguran i pouzdan u teškim uvjetima rudarenja, održavajući napajanje uključenim za proizvodnju.