Совместная эксплуатация электрических сетей с различными режимами нейтрали Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

2005

УДК 622.012.2:622.861 Г.М. Петров, В. В. Дедов

СОВМЕСТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С РАЗЛИЧНЫМИ РЕЖИМАМИ НЕЙТРАЛИ

Семинар № 17

ирокое использование электроэнергии при ведении открытых горных работ, дальнейший рост энерговооруженности производства, перевод электропотребителей на более высокие рабочие напряжения - с 6 кВ на 10 кВ и выше - определяют необходимость глубокого и всестороннего изучения работы электроустановок в свете обеспечения условий безопасности и бесперебойности электроснабжения потребителей.

Предприятия по открытой разработке месторождений полезных ископаемых относятся к той отрасли горнодобывающей промышленности, в которой вопросы электробезопасности стоят особенно остро и актуально. Специфические условия эксплуатации электрохозяйства открытых горных разработок - наличие временной, разветвленной кабельно-воздушной электрической сети, значительное влияние окружающей среды на состояние изоляции сети, высокая вероятность повреждения сети при ведении буровзрывных и погрузочноразгрузочных работ, изменение параметров сети в процессе эксплуатации и, наконец, относительно низкий уровень эксплуатации электроустановок, - все это является причиной возникновения повышенной опасности поражения людей электрическим током и выхода из строя электрооборудования.

Несмотря на профилактические мероприятия, направленные на повышение электробезопасности на карьерах, травматизм от поражения электрическим током на открытых горных разработках остается высоким. Статистические данные электротравматизма в железорудной промышленности, обобщенные за несколько лет, показывают, что более половины несчастных случаев произошло в электроустановках выше 1 кВ [1]. Устойчивый высокий уровень электротравматизма при ведении открытых горных работ свидетельствует о том, что проблема обеспечения электробезопасности в горнодобы-

вающей промышленности в настоящее время остается одной из первостепенных и важнейших задач, стоящих перед горной наукой.

Одним из основных факторов, определяющих условия электробезопасности и уровень травматизма при ведении открытых горных работ, является продолжительность существования состояния однофазного замыкания на землю в карьерных электрических сетях напряжением 3-10 кВ. При замыкании одной из фаз сети на корпус электрооборудования или заземляющую экранирующую оболочку кабеля происходит вынос потенциала на всю заземляющую сеть карьера. Как известно, величина выносимого потенциала пропорциональна величине тока однофазного замыкания на землю и величине сопротивления заземляющего контура. Длительное существование этого потенциала обуславливает реальную возможность поражения людей при прикосновении к частям электрооборудования, нормально не находящегося под напряжением. Кроме того, длительное существование однофазного замыкания на землю в сети приводит к повторным коротким замыканиям на землю и тем самым, к еще более значительному ухудшению условий электробезопасности .

Еще большая актуальность возникает при совместной эксплуатации электрических сетей с различными режимами нейтрали источника тока и с различными типами систем заземления. Так в электрических сетях Лебединского горно-обогатительного комбината для питания экскаваторов и другого карьерного оборудования эксплуатируется трехфазная электрическая сеть напряжением 6 кВ с изолированной нейтралью, а в электрических сетях питания железнодорожного транспорта - однофазная электрическая сеть напряжением 10 кВ с глу-хозаземленной нейтралью.

В настоящее время на карьерах Российской Федерации заземляющие устройства сооружа-

ются по нормативам "Единых правил безопасности при разработке полезных ископаемых открытым способом" [2] и "Инструкцией по безопасной эксплуатации электроустановок открытых горных работ" [3]. По этим нормативам заземление карьерных экскаваторов, работающих на погрузке горной массы в думпкары электрифицированного железнодорожного транспорта производится на общее заземляющее устройство исходя из опасности потенциалов на корпусах экскаваторов, вызванных токами однофазных замыканий на землю в сети 6 кВ, которая относится к электроустановкам с малыми токами замыкания на землю. Токи однофазного замыкания карьерных сетей 6 кВ трехфазного тока находятся в пределах 10 А. Однако, на корпуса экскаваторов, работающих на погрузке горной массы в думпкары железнодорожного транспорта, возможно короткое замыкание контактной сети однофазной электрической сети напряжением 10 кВ, которая относится к электроустановкам с большими токами замыкания на землю (до 10000 А).

В ЕПБ и указанной инструкции нет прямых указаний на заземление экскаваторов, работающих на погрузке горной массы вблизи контактного провода исходя из того, что на их корпуса возможно короткое замыкание в контактной сети. По условиям ограничения последствий таких коротких замыканий

1. Электрификация открытых горных работ: Учебник для вузов / С.А. Волотковский, В.И. Щуцкий В.И., Н.И. Чеботаев Н.И. и др. - М.: Недра, 1987.

2. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. - М.: НПО ОБТ, 1992.

производят заземление оборудования на рельсы, как это требует § 455 ЕПБ. В Инструкции же имеется прямой запрет (п. 7.12) на заземление нетягового оборудования на рельсы.

В случае касания ковшом контактного провода заземление при существующей схеме не только не обеспечивает безопасность людей вблизи коснувшегося экскаватора, но и вносит дополнительные опасности:

- увеличивает коэффициент прикосновения к корпусу экскаватора;

- создает напряжение прикосновения на всем оборудовании карьера за счет выноса потенциала по заземляющим проводам ЛЭП и кабелей 6 кВ;

- создает перенапряжение в низковольтной аппаратуре СЦБ и связи, приводящие к пробою изоляции и последующему ее выходу из строя.

Используя заземляющее устройство, выполненное по нормативам ЕПБ и указанной Инструкции, обеспечить безопасность людей и неповреждение оборудования при касаниях ковшом контактного провода не представляется возможным.

При дальнейших исследованиях следует рассмотреть влияние токов однофазного замыкания на землю в карьерной электрической сети и электрической сети железнодорожного транспорта.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Инструкция по безопасной эксплуатации электроустановок открытых горных работ. - М.: НПО ОБТ, 1996.

— Коротко об авторах ------------------------------------------

Петров Г.М., Дедов В.В. - Московский государственный горный университет.

'V-----------

------------------------- © А. В. Пичуев, 2005