Technologie ochrany proti výbuchu a stínění pro transformátory v hornictví
V těžebních operacích jsou transformátory páteří přenosu energie-, ať už se jedná o pohon podzemních důlních zařízení nebo udržování provozu povrchových úpraven rudy, musí zůstat spolehlivé. Ale těžební prostředí je těžké: pod zemí je metan, uhelný prach a další hořlavé látky; nad zemí je prašná, vlhká a jsou zde neustálé vibrace od strojů. Navíc zatížení neustále narůstá, když se zařízení, jako jsou rypadla nebo drtiče, spouští. Běžný transformátor bez řádné ochrany zde může snadno selhat-dokonce i jiskry nebo zkraty. Správná ochrana proti výbuchu a stínění pro těžební transformátory je tedy-nebo{7}}přestávka pro udržení bezpečného napájení a stabilní výroby.
I. Jedinečné výzvy, které těžební prostředí představují pro transformátory
Podmínky těžby „vysoké-riziko + vysoké-opotřebení“ vyžadují od transformátorů mnohem více než běžná průmyslová zařízení. Hlavní bolesti hlavy se scvrkají na tři věci:
Rizika výbuchu jsou reálná: Podzemí, metan (hlavní hořlavý plyn) a uhelný prach mohou zasáhnout výbušné koncentrace. Pokud uvnitř transformátoru dojde k porušení izolace, která zažehne oblouk, nebo pokud se jeho povrch zahřeje na více než 650 stupňů (bod vznícení metanu), způsobí výbuch.
Poškození životního prostředí tvrdě zasáhne: Vlhkost v podzemí často dosahuje 85 % a jsou zde korozivní plyny, jako je sirovodík. Nad zemí se rychle hromadí rudný a uhelný prach-to reziví plášť transformátoru, ucpává jeho chladicí části a nasává jeho izolaci.
Provozní podmínky jsou všude: Těžební zařízení se spouští a zastavuje nepřetržitě, takže zatížení náhle naskočí. Podzemní prostory jsou také těsné,-vibrace z důlních vozíků nebo výbuchy mohou uvolnit části uvnitř transformátoru nebo opotřebovat jeho izolaci.
II. Technologie ochrany proti výbuchu jádra pro těžební transformátory
Důlní transformátory musí splňovat pravidla, jako jsou bezpečnostní předpisy uhelných dolů a GB 3836.1 (Výbušné prostředí – Část 1: Všeobecné požadavky na zařízení). Dva hlavní typy ochrany proti výbuchu jsou „nehořlavé“ a „zvýšená bezpečnost“-každý se hodí do různých vysoce-rizikových oblastí.
1. Nevýbušné transformátory: „Bezpečnostní bariéra“ proti výbuchům
Nehořlavé modely (označené „Ex d“) jsou vhodné-pro super rizikové těžební oblasti-, jako jsou uhelné doly s výrony metanu nebo kovové doly s hořlavými plyny. Hlavní myšlenka zde zní: "Pokud to vybuchne uvnitř, oheň se nerozšíří ven." Mezi klíčové designové kroky patří:
Pevný ohnivzdorný plášť: Plášť je buď svařovaná ocel, nebo ocelolitina-tloušťka závisí na velikosti (transformátor 100 kVA potřebuje plášť o tloušťce alespoň 8 mm). Má také "nehořlavou spojovací plochu" - kryt a hlavní tělo do sebe dokonale zapadají, s mezerou mezi 0,15-0,25 mm (pro oblasti metanu). Tím se zabrání úniku ohně skrz mezery.
Vylepšení vnitřní-odolnosti proti výbuchu: Vinutí používá izolaci třídy H- (180 stupňů nebo vyšší), napuštěnou vysokoteplotní epoxidovou pryskyřicí-. Tím se zabrání porušování izolace a jiskření při přetížení. Mezi železným jádrem a vinutím je také protipožární-vrstva, která snižuje riziko oblouku.
Uvolnění tlaku: V horní části pláště je "trhací kotouč" (obvykle hliníková fólie). Pokud se uvnitř vytvoří příliš velký tlak (obvykle nastavený na 0,15 MPa) v důsledku poruchy, disk se nejprve zlomí, aby uvolnil tlak-, aby se plášť neroztrhl.
Tyto fungují skvěle pro podzemní těžební poruby nebo stanice na těžbu metanu-jsou nejběžnějším typem pro podzemní elektrické transformátory v uhelných dolech.
2. Zvýšené bezpečnostní transformátory: „Aktivní ochrana“ pro snížení rizik vznícení
Modely se zvýšenou bezpečností (označené „Ex e“) fungují tak, že se „zbavují částí, které mohou jiskřit nebo se příliš zahřívat“. Jsou dobré do prašných oblastí bez hořlavých plynů-, jako jsou povrchové závody na zpracování rudy nebo pomocné důlní dílny. Základní technologie zahrnuje:
Žádné jiskrové části: Vynechávají přepínač odboček (běžný zdroj jisker u běžných transformátorů) a místo toho používají odbočky s pevným vinutím. Svorkovnice jsou utěsněny, aby se zabránilo jiskrám, a vodiče jsou spojeny krimpovacími svorkami, aby se zabránilo uvolněným spojům, které jiskří.
Přísná kontrola teploty: Vinutí používají měděné dráty (lepší odvod tepla než hliník) a mají extra chladicí prostor (jako chladiče vzdálené od sebe alespoň 15 mm). Při plném zatížení zůstává nárůst teploty vinutí pod 60 K-, takže pokud je venku 40 stupňů, maximální teplota je 100 stupňů, tedy hluboko pod bodem vznícení uhelného prachu (přes 700 stupňů).
Silnější izolace: Mezi železným jádrem a pláštěm je izolační podložka a celá věc je napuštěna izolační barvou, aby se zabránilo hromadění prachu, aby způsoboval elektrické úniky.
III. Vše-Around Shielding Tech for Mining Transformers
Kromě ochrany proti výbuchu potřebujete ochranu před prachem, vlhkostí, vibracemi a špičkami zátěže, aby transformátor vydržel a zabránilo se ne-výbuchovým poruchám. Zde jsou čtyři klíčové tahy stínění:
1. Ochrana proti prachu: Zastavte usazování a ucpávání
Důlní prach-zejména uhelný prach a drobné rudy- se ulpí na chladicích žebrech a izolaci, což ničí odvod tepla a snižuje izolační odpor. Chcete-li to opravit:
Těsnění a filtrování: Vstupy vzduchu transformátoru mají prachové filtry (nylonová síťka plus vrstvy aktivního uhlí) a výstupy mají jednocestné -ventily, které zabraňují zpětnému foukání prachu dovnitř. Plášť používá ochranu minimálně IP54-, což znamená, že zadrží většinu prachu a žádný, který se dostane dovnitř, nebude narušovat provoz.
Aktivní čištění prachu: Transformátory s velkým povrchem mohou mít časované pulzní sběrače prachu-, které každé 2 hodiny vyfouknou vzduch k čištění. Podzemní mají hladké skořápky a šikmé vršky, aby se zabránilo hromadění prachu. Každý měsíc pracovníci také používají stlačený vzduch (max 0,4 MPa) k vyfukování chladicích žeber.
2. Ochrana proti vlhkosti a korozi: Bojujte proti vlhkosti a korozi
Podzemní vlhkost a korozivní plyny (jako sirovodík) zreziví plášť a nasáknou izolaci. Řešením je „zablokovat vlhkost a vysušit věci“:
Antikorozní-nátěr: Plášť je opatřen třemi vrstvami-pískováním k odstranění rzi, poté základním nátěrem bohatým na epoxidový zinek{2}} a poté polyuretanovým vrchním nátěrem. Celková tloušťka je minimálně 80 μm a měla by vydržet až 1000 hodin zkoušek v solné mlze. Uvnitř je železné jádro a navíjecí rámy opatřeny izolační barvou odolnou proti vlhkosti-.
Odvlhčování a monitorování: Olejové-transformátory mají „konzervátor oleje-typu močového měchýře“, který zabraňuje kontaktu oleje se vzduchem. Mají také absorbér vlhkosti (se silikagelem měnícím barvu-z modré na růžovou, když je mokrý, takže víte, že ho vyměnit). Podzemní transformátory mohou mít vestavěné -teplotní-senzory vlhkosti-, pokud vlhkost dosáhne 90 % nebo více, spustí se odvlhčovač.
3. Ochrana proti vibracím: Mechanické poškození řezem
Vibrace z důlních zařízení (jako jsou rypadla nebo důlní vozíky) mohou uvolnit vinutí nebo koncovky. Chcete-li se proti tomu chránit:
Bezpečná instalace: Podzemní transformátory jsou umístěny na ocelových konzolách s pryžovými rázovými podložkami (nitrilová pryž, míra tlumení větší nebo rovna 0,3) tloušťky 20- 30 mm – to absorbuje vibrace. Povrchové transformátory jdou na železobetonové základny, minimálně 5 m od zdrojů vibrací, jako jsou drtiče.
Vnitřní výztuž: Vinutí jsou pevně obalena páskou ze skelných vláken a mezi vinutími a železným jádrem je elastická izolace. Pokud je k dispozici přepínač odboček, má zámek pro zastavení vibrací při řazení převodových stupňů.
4. Ochrana proti přetížení a teplotě: Držte špičky zatížení
Těžební zařízení se často spouští a zastavuje, což způsobuje náhlé špičky zatížení, které může přehřát transformátor a stárnout izolaci. Řešením je "monitorování + chlazení":
Sledování zátěže: Nízkonapěťové strany mají chytré ampérmetry, které sledují proud. Pokud proud překročí 120 % jmenovité hodnoty (přetížení 20 %), spustí se alarm. Pokud dosáhne 150 %, automaticky vypne napájení.
Lepší chlazení: Podzemní transformátory používají „olejové-vlastní{1}}chlazení + nucené chlazení vzduchem“-při přetížení se spouštějí ventilátory. Velkoplošné transformátory (500 kVA a více) mohou mít vodní chlazení. Cílem je udržet nejvyšší nárůst teploty oleje pod 55 K (na GB 1094.2)-, aby nedocházelo k přehřívání.
IV. Klíčové tipy pro skutečné-celosvětové použití
Vyberte si správný transformátor pro danou oblast: U podzemních uhelných dolů s metanem použijte nehořlavou (Ex d I). Pro prašné kovové důlní oblasti bez plynu funguje zvýšená bezpečnost (Ex e II). Nebezpečné povrchy (např. kanceláře) mohou používat běžné transformátory, ale přesto poskytují ochranu proti prachu a vlhkosti.
Nevynechávejte pravidelnou údržbu: Každý týden kontrolujte povrch spoje odolného proti ohni,-hledejte rez nebo mezery, které jsou příliš velké. Měsíčně testujte izolační odpor (vysoké-napětí na nízké-napětí a uzemnění by mělo být větší nebo rovné 250 MΩ). Vyměňte silikagel absorbéru vlhkosti každé čtvrtletí, pokud zrůžoví.
Vědět, co dělat v případě nouze: Pokud transformátor vydává podivné zvuky nebo kolísá teplota oleje, okamžitě vypněte napájení. V podzemí nejprve zkontrolujte hladinu plynu-otevírejte kryt, pouze pokud je obsah metanu nižší než 0,5 %. Nikdy nepracujte na živém transformátoru-jiskry jsou zde smrtící.
V. Zabalit-nahoru
Ochrana proti výbuchu a stínění pro těžební transformátory nakonec není jen jedna věc,-je to celý systém. Potřebujete ohnivzdorné nebo zvýšené bezpečnostní konstrukce, abyste zastavili výbuchy, plus ochranu proti prachu, vlhkosti, vibracím a přetížení, abyste ji udrželi v chodu. A není to jen o technice,-musíte také vybrat správný model a držet krok s údržbou. Udělejte to všechno a transformátor zůstane bezpečný a spolehlivý v náročných těžebních podmínkách a zachová napájení pro výrobu.