Техника за защита от експлозия и екраниране за трансформатори в минното дело
В минните дейности трансформаторите са гръбнакът на електропреноса-независимо дали захранват подземно минно оборудване или поддържат работата на повърхностните инсталации за преработка на руда, те трябва да останат надеждни. Но минната среда е трудна: под земята има метан, въглищен прах и други запалими вещества; над земята е прашно, влажно и има постоянна вибрация от машини. Плюс това, натоварванията нарастват непрекъснато, когато оборудване като багери или трошачки стартира. Обикновен трансформатор без подходяща защита може лесно да се повреди-дори при искрови експлозии или късо съединение. Така че получаването на правилната защита от експлозия и екраниране за минните трансформатори е ключ-или-прекъсване за поддържане на безопасно захранване и стабилно производство.
I. Уникалните предизвикателства на минната среда пред Transformers
Условията на „висок-риск + високо-износване“ на минното дело изискват много повече от трансформаторите, отколкото обикновените промишлени условия. Основните главоболия се свеждат до три неща:
Рисковете от експлозия са реални: под земята метанът (основният запалим газ) и въглищният прах могат да достигнат експлозивни концентрации. Ако вътрешността на трансформатора има повреда в изолацията, която предизвиква дъга, или ако повърхността му стане по-гореща от 650 градуса (точката на запалване на метана), това ще предизвика експлозия.
Щетите върху околната среда са тежки: подземната влажност често надхвърля 85% и има корозивни газове като сероводород. Над земята рудният и въглищният прах се натрупват бързо-това ръждясва корпуса на трансформатора, запушва охлаждащите му части и намокря изолацията му.
Работните условия са навсякъде: Копаещото оборудване стартира и спира непрекъснато, така че натоварванията внезапно скачат. Подземните пространства също са тесни-вибрации от минни колички или взривове могат да разхлабят частите вътре в трансформатора или да износят изолацията му.
II. Техника за защита от експлозия на ядрото за минни трансформатори
Минните трансформатори трябва да спазват правила като Правилата за безопасност на въглищните мини и GB 3836.1 (Експлозивни среди – Част 1: Общи изисквания за оборудване). Двата основни вида защита от експлозия са „огнеупорна“ и „повишена безопасност“-всяка от които е подходяща за различни високо{4}}рискови зони.
1. Огнеустойчиви трансформатори: „Бариерата за безопасност“ срещу експлозии
Огнеупорните модели (обозначени с „Ex d“) са-подходящи за изключително рискови минни зони-като въглищни мини с изблици на метан или метални мини със запалими газове. Основната идея тук е: "Ако избухне вътре, огънят няма да се разпространи навън." Ключовите дизайнерски ходове включват:
Здрава огнеустойчива обвивка: Обвивката е или от заварена стомана, или от лята стомана-дебелината зависи от размера (трансформатор от 100 kVA се нуждае от обвивка с дебелина най-малко 8 mm). Освен това има "огнеупорна повърхност на свързване" - капакът и основното тяло пасват идеално заедно, с празнина между 0,15-0,25 mm (за зони с метан). Това предотвратява изтичането на огън през пролуките.
Вътрешни взривозащитени настройки: Намотките използват изолация с клас H- (180 градуса или по-висока), напоена с високо{3}}температурна епоксидна смола. Това предпазва изолацията от разрушаване и искри при претоварване. Между желязното ядро и намотките има и-забавящ огъня слой, за да се намалят рисковете от дъга.
Освобождаване на налягането: горната част на черупката има "спукващ се диск" (обикновено алуминиево фолио). Ако вътрешността натрупа твърде много налягане (обикновено зададено на 0,15 MPa) поради повреда, дискът първо се счупва, за да освободи налягането-, така че черупката да не се разпадне.
Те работят чудесно за подземни минни забои или станции за извличане на метан-те са най-често срещаният тип за подземни силови трансформатори във въглищни мини.
2. Трансформатори с повишена безопасност: „Активна защита“ за намаляване на рисковете от запалване
Моделите с повишена безопасност (маркирани с "Ex e") работят, като "се отърват от части, които могат да искрият или да станат твърде горещи". Подходящи са за прашни зони без запалими газове-като заводи за повърхностна обработка на руда или спомагателни минни работилници. Основната технология включва:
Без искрови части: Те пропускат стъпалния превключвател (често срещан източник на искра в обикновените трансформатори) и вместо това използват кранове с фиксирана намотка. Клемните блокове са запечатани, за да се предотвратят искри, а проводниците са свързани с гофрирани клеми, за да се избегнат разхлабени връзки, които предизвикват искри.
Стриктен контрол на температурата: Намотките използват медни проводници (по-добро разсейване на топлината от алуминия) и имат допълнително пространство за охлаждане (като радиатори, разположени на разстояние най-малко 15 mm). Когато работи при пълно натоварване, повишаването на температурата на намотката остава под 60K-така че ако навън е 40 градуса, максималната температура е 100 градуса, много под точката на запалване на въглищния прах (над 700 градуса).
По-здрава изолация: Има изолираща подложка между желязното ядро и черупката и цялото нещо е напоено с изолационна боя, за да спре натрупването на прах от причиняване на електрически течове.
III. Пълна-технология за екраниране за минни трансформатори
Освен защита от експлозия, трябва да защитите срещу прах, влага, вибрации и пикове на натоварване, за да издържите трансформатора и да избегнете не-повреди от експлозия. Ето четири ключови движения за екраниране:
1. Защита от прах: Спрете натрупването и запушванията
Минният прах-особено въглищен прах и фини частици руда-полепват по охлаждащите ребра и изолацията, което разваля разсейването на топлината и понижава съпротивлението на изолацията. За да коригирате това:
Уплътнение и филтриране: Входните отвори за въздух на трансформатора имат филтри за прах (найлонова мрежа плюс слоеве от активен въглен), а изходите имат-еднопосочни клапани, за да спрат обратното издухване на прах. Кожухът използва най-малко IP54 защита-това означава, че държи повечето прах навън и всеки, който влезе, няма да попречи на работата.
Активно почистване на прах: Големите повърхностни трансформатори могат да имат импулсни прахоуловители с времеви интервал{0}}те издухват въздух за почистване на всеки 2 часа. Подземните имат гладки черупки и наклонени върхове, за да не се натрупва прах. Всеки месец работниците също използват сгъстен въздух (макс. 0,4 MPa), за да издухат охлаждащите перки.
2. Защита от влага и ръжда: Борба с влагата и корозията
Подземната влага и корозивните газове (като сероводород) ръждясват корпуса и накисват изолацията. Решението е да „блокирате влагата и да изсушите нещата“:
Анти{0}}корозионно покритие: Черупката получава три слоя-пясъкоструйна обработка за премахване на ръжда, след това богат на епоксиден цинк-грунд, след което полиуретаново покритие. Общата дебелина е най-малко 80 μm и трябва да издържи до 1000 часа тестове със солен спрей. Вътре желязната сърцевина и навиващите се рамки са покрити с влаго{7}}устойчива изолационна боя.
Изсушаване и наблюдение: Напълнените с масло-трансформатори имат консерватор за масло от-тип мехур, който предпазва маслото от допир с въздуха. Те също така имат абсорбатор на влага (с-променящ цвета силикагел-превръща от син в розов, когато е мокър, така че да знаете, че трябва да го смените). Подземните трансформатори могат да имат вградени-температурни-сензори за влажност-ако влажността достигне 90% или повече, се включва влагоуловител.
3. Защита от вибрации: Механични повреди
Вибрациите от минни съоръжения (като багери или мини колички) могат да разхлабят намотките или клемите. За да се предпазите от това:
Сигурна инсталация: Подземните трансформатори се намират върху стоманени скоби с гумени ударни подложки (нитрилен каучук, степен на затихване по-голяма или равна на 0,3) с дебелина 20-30 mm-това поглъща вибрациите. Повърхностните трансформатори се движат върху стоманобетонни основи, най-малко на 5 метра от източници на вибрации като трошачки.
Вътрешна армировка: Намотките са плътно увити с лента от стъклени влакна и има еластична изолация между намотките и желязното ядро. Ако има стъпален превключвател, той има ключалка за спиране на вибрациите при превключване на скоростите.
4. Защита от претоварване и температура: Справете се с пикове на натоварване
Копаещото оборудване започва и спира често, причинявайки внезапни скокове на натоварването, които могат да прегреят трансформатора и да състарят изолацията. Решението е "мониторинг + охлаждане":
Наблюдение на натоварването: страните с-ниско напрежение имат интелигентни амперметри, които проследяват тока. Ако токът надхвърли 120% от номиналния (20% претоварване), се включва аларма. Ако достигне 150%, захранването се изключва автоматично.
По-добро охлаждане: Подземните трансформатори използват „масло{0}}самоохлаждане-+ принудително въздушно охлаждане“-вентилаторите се включват при претоварване. Големите повърхностни трансформатори (500 kVA и повече) могат да имат системи за водно охлаждане. Целта е да се поддържа повишаване на горната температура на маслото под 55K (на GB 1094,2)-за да няма прегряване.
IV. Ключови съвети за-използване в реалния свят
Изберете правилния трансформатор за района: За подземни въглищни мини с метан изберете огнеупорен (Ex d I). За прашни зони на метални мини без газ, повишената безопасност (Ex e II) работи. Повърхностните неопасни зони (като офиси) могат да използват обикновени трансформатори, но въпреки това добавят защита от прах и влага.
Не пропускайте редовната поддръжка: Проверявайте огнеупорната повърхност на фугата всяка седмица-търсете за ръжда или празнини, които са твърде големи. Тествайте съпротивлението на изолацията ежемесечно (високо-напрежение към ниско-напрежение и земята трябва да бъде по-голямо или равно на 250 MΩ). Сменяйте силикагела на абсорбера на влага на всяко тримесечие, ако стане розов.
Знайте какво да правите при спешни случаи: Ако трансформаторът издава странни звуци или скокове на температурата на маслото, незабавно изключете захранването. Под земята първо проверете нивата на газ-отворете капака само ако метанът е под 0,5%. Никога не работете върху трансформатор под напрежение-искрите тук са смъртоносни.
V. Обобщение-
В крайна сметка защитата от експлозия и екранирането за минни трансформатори не е просто едно нещо-а цяла система. Имате нужда от пожароустойчиви или повишени безопасни конструкции, за да спрете експлозии, плюс защита от прах, влага, вибрации и претоварване, за да продължите да работите. И не става дума само за техника-, трябва също така да изберете правилния модел и да сте в крак с поддръжката. Направете всичко това и трансформаторът ще остане безопасен и надежден в тежки условия на добив, поддържайки захранването включено за производството.