Tehnologia de protecție și ecranare împotriva exploziilor pentru transformatoare din minerit
În operațiunile miniere, transformatoarele sunt coloana vertebrală a transmisiei de energie-fie că alimentează echipamentele miniere subterane sau mențin instalațiile de prelucrare a minereului de suprafață în funcțiune, trebuie să rămână fiabile. Dar mediile miniere sunt dure: sub pământ, există metan, praf de cărbune și alte chestii inflamabile; deasupra solului, este praf, umed și există vibrații constante de la mașini. În plus, încărcăturile cresc tot timpul când pornesc echipamente precum excavatoarele sau concasoarele. Un transformator obișnuit, fără o protecție adecvată, poate eșua cu ușurință-chiar să provoace explozii sau scurtcircuite. Așadar, obținerea protecției împotriva exploziilor și a ecranării corecte pentru transformatoarele de minerit este o-sau-față pentru a menține puterea în siguranță și producția constantă.
I. Provocările unice pe care mediile miniere le prezintă transformatorilor
Condițiile de „risc-înalt + uzură-înaltă” din minerit necesită mult mai mult de la transformatoare decât setările industriale obișnuite. Principalele dureri de cap se rezumă la trei lucruri:
Riscurile de explozie sunt reale: în subteran, metanul (principalul gaz inflamabil) și praful de cărbune pot atinge concentrații explozive. Dacă interiorul transformatorului are o defecțiune a izolației care declanșează un arc sau dacă suprafața sa devine mai fierbinte de 650 de grade (punctul de aprindere al metanului), va declanșa o explozie.
Daunele asupra mediului afectează puternic: umiditatea subterană depășește adesea 85% și există gaze corozive precum hidrogenul sulfurat. Deasupra pământului, praful de minereu și praful de cărbune se adună rapid-acest lucru ruginește carcasa transformatorului, înfundă părțile de răcire a acestuia și îi înmoaie izolația.
Condițiile de funcționare sunt peste tot: uneltele de exploatare pornesc și se opresc non-stop, astfel încât încărcăturile sar brusc. De asemenea, spațiile subterane sunt strânse-vibrațiile de la cărucioarele miniere sau exploziile pot slăbi părți din interiorul transformatorului sau pot uza izolația acestuia.
II. Tehnologia de protecție împotriva exploziilor de bază pentru transformatoarele miniere
Transformatoarele miniere trebuie să respecte reguli precum Reglementările privind siguranța minelor de cărbune și GB 3836.1 (Medii explozive – Partea 1: Cerințe generale pentru echipamente). Cele două tipuri principale de protecție împotriva exploziilor sunt „ignifuge” și „siguranță sporită”-fiecare se potrivește diferite-zone cu risc ridicat.
1. Transformatoare ignifuge: „Bariera de siguranță” împotriva exploziilor
Modelele antideflagrante (marcate cu „Ex d”) sunt cele mai potrivite-zone miniere super riscante-cum ar fi minele de cărbune cu izbucniri de metan sau minele de metal cu gaze inflamabile. Ideea principală aici este: „Dacă explodează în interior, focul nu se va răspândi afară”. Mișcările cheie de proiectare includ:
Carcasă rezistentă la flacără: carcasa este fie din oțel sudat, fie din oțel turnat-grosimea depinde de dimensiune (un transformator de 100 kVA are nevoie de o carcasă de cel puțin 8 mm grosime). De asemenea, are o „suprafață de îmbinare ignifugă” - capacul și corpul principal se potrivesc perfect, cu un spațiu între 0,15-0,25 mm (pentru zonele cu metan). Acest lucru împiedică scurgerea focului prin goluri.
Ajustări în interiorul-de rezistență la explozie: înfășurările folosesc izolație clasificată la-clasa H (180 de grade sau mai mare), înmuiată în rășină epoxidice de-înaltă temperatură. Acest lucru împiedică izolația să se defecteze și să facă scântei atunci când este supraîncărcată. Există, de asemenea, un strat-ignifug între miezul de fier și înfășurări pentru a reduce riscurile arcului.
Eliberarea presiunii: partea superioară a carcasei are un „disc de spargere” (de obicei folie de aluminiu). Dacă interiorul acumulează prea multă presiune (setat de obicei la 0,15 MPa) dintr-o defecțiune, discul se rupe mai întâi pentru a elibera presiunea-astfel încât carcasa să nu se destrame.
Acestea funcționează excelent pentru suprafețele miniere subterane sau stațiile de extracție a metanului-sunt cel mai comun tip pentru transformatoarele de putere subterane din minele de cărbune.
2. Transformatoare de siguranță sporită: „Protecție activă” pentru a reduce riscurile de aprindere
Modelele cu siguranță sporită (marcate cu „Ex e”) funcționează „scăpând piesele care pot produce scântei sau se încinge prea mult”. Sunt bune pentru zonele prăfuite fără gaze inflamabile-cum ar fi fabricile de prelucrare a minereului de suprafață sau atelierele auxiliare pentru minerit. Tehnologia de bază include:
Fără piese de scânteie: omit comutatorul de reglaje (o sursă obișnuită de scântei în transformatoarele obișnuite) și folosesc în schimb robinete de înfășurare fixe. Blocurile terminale sunt sigilate pentru a preveni scânteile, iar firele sunt conectate cu terminale sertizate pentru a evita conexiunile slăbite care produc scântei.
Control strict al temperaturii: înfășurările folosesc fire de cupru (disipare mai bună a căldurii decât aluminiul) și au spațiu suplimentar de răcire (cum ar fi radiatoarele distanțate la cel puțin 15 mm). Când rulează la sarcină maximă, creșterea temperaturii înfășurării rămâne sub 60K-deci dacă afară sunt 40 de grade, temperatura maximă este de 100 de grade , mult sub punctul de aprindere al prafului de cărbune (peste 700 de grade ).
Izolație mai puternică: există un tampon izolator între miezul de fier și carcasă, iar totul este înmuiat în vopsea izolatoare pentru a împiedica acumularea de praf să provoace scurgeri electrice.
III. All-Tehnologia de ecranare pentru transformatoarele miniere
Pe lângă protecția împotriva exploziilor, trebuie să vă protejați împotriva prafului, umidității, vibrațiilor și vârfurilor de sarcină pentru a face transformatorul să reziste și pentru a evita defecțiunile non-explozive. Iată patru mișcări cheie de protecție:
1. Protecție împotriva prafului: opriți acumularea și înfundarea
Praful din minerit-în special praful de cărbune și minereul fine-se lipește de aripioarele de răcire și de izolație, ceea ce distruge disiparea căldurii și scade rezistența izolației. Pentru a remedia acest lucru:
Etanșare și filtrare: prizele de aer ale transformatorului au filtre de praf (plasă de nailon plus straturi de cărbune activ), iar ieșirile au supape unidirecționale pentru a împiedica suflarea prafului înăuntru. Carcasa folosește cel puțin protecție IP54-aceasta înseamnă că păstrează cel mai mult praf afară, iar orice intră în funcțiune nu se va încurca.
Curățarea activă a prafului: transformatoarele mari de suprafață pot avea colectoare de praf cu impulsuri temporizate-aceștia suflați aer pentru a curăța la fiecare 2 ore. Cele subterane au cochilii netede și vârfuri înclinate pentru a împiedica să se adune praful. În fiecare lună, lucrătorii folosesc și aer comprimat (max. 0,4 MPa) pentru a sufla aripioarele de răcire.
2. Izolarea la umiditate și rugină: Combateți umiditatea și coroziunea
Umiditatea subterană și gazele corozive (cum ar fi hidrogenul sulfurat) ruginesc carcasa și înmoaie izolația. Soluția este să „blochezi umezeala și să usuci lucrurile”:
Acoperire anti-coroziune: învelișul este sablat în trei straturi-pentru a îndepărta rugina, apoi grund bogat în zinc epoxi-, apoi strat superior din poliuretan. Grosimea totală este de cel puțin 80 μm și ar trebui să reziste până la 1000 de ore de teste de pulverizare cu sare. În interior, miezul de fier și cadrele înfășurate primesc vopsea izolatoare rezistentă la umezeală-.
Dezumidificare și monitorizare:transformatoarele umplute cu ulei-au un conservator de ulei de tip „vezică-” pentru a împiedica uleiul să atingă aerul. Au și un absorbant de umiditate (cu gelul de siliciu-schimbător de culoare-devine de la albastru la roz când sunt umed, așa că știi să-l înlocuiești). Transformatoarele subterane pot avea încorporați-senzori de temperatură-umiditate-dacă umiditatea atinge 90% sau mai mult, un dezumidificator se activează.
3. Protecție împotriva vibrațiilor: reduceți daunele mecanice
Vibrațiile de la echipamentele miniere (cum ar fi excavatoarele sau cărucioarele de mină) pot slăbi înfășurările sau terminalele. Pentru a vă proteja împotriva acestui lucru:
Instalare sigură:transformatoarele subterane se așează pe suporturi de oțel cu plăcuțe de șoc din cauciuc (cauciuc nitrilic, rată de amortizare mai mare sau egală cu 0,3) 20-30 mm grosime - acest lucru absorb vibrațiile. Transformatoarele de suprafață merg pe baze de beton armat, la cel puțin 5 m distanță de sursele de vibrații precum concasoarele.
Armare interioară: înfășurările sunt strâns înfășurate cu bandă din fibră de sticlă și există izolație elastică între înfășurări și miezul de fier. Dacă există un comutator, acesta are un blocare pentru a opri vibrațiile de la schimbarea vitezelor.
4. Protecție la suprasarcină și temperatură: manevrați vârfurile de sarcină
Echipamentul minier pornește și se oprește foarte mult, provocând vârfuri bruște de sarcină care pot supraîncălzi transformatorul și pot îmbătrâni izolația. Soluția este „monitorizare + răcire”:
Monitorizarea sarcinii: părțile de joasă-tensiune au ampermetre inteligente care urmăresc curentul. Dacă curentul depășește 120% din valoarea nominală (o suprasarcină de 20%), va emite o alarmă. Dacă atinge 150%, declanșează automat puterea.
Răcire mai bună:transformatoarele subterane folosesc „răcire automată{-imersă în ulei + răcire cu aer forțat”-ventilatoarele pornesc atunci când sunt supraîncărcate. Transformatoarele de suprafață mari (500 kVA și peste) pot avea sisteme de răcire cu apă. Scopul este de a menține creșterea temperaturii superioare a uleiului sub 55K (pe GB 1094.2)-, astfel încât să nu se supraîncălzească.
IV. Sfaturi cheie pentru uz real-în lume
Alegeți transformatorul potrivit pentru zonă: Pentru minele de cărbune subterane cu metan, alegeți ignifuge (Ex d I). Pentru zonele miniere cu praf de metal, fără gaz, lucrări de siguranță sporită (Ex e II). Zonele ne-periculoase de suprafață (cum ar fi birourile) pot folosi transformatoare obișnuite, dar totuși adaugă protecție împotriva prafului și umezelii.
Nu omite întreținerea obișnuită: verificați săptămânal suprafața îmbinării rezistente la flacără-căutați dacă există rugină sau goluri prea mari. Testați lunar rezistența de izolație (tensiunea-înaltă la tensiunea-înaltă și la masă{3}}ar trebui să fie mai mare sau egală cu 250MΩ). Înlocuiți gelul de silice al absorbantului de umiditate în fiecare trimestru dacă devine roz.
Aflați ce să faceți în caz de urgență: dacă transformatorul scoate zgomote ciudate sau crește temperatura uleiului, întrerupeți imediat curentul. Sub pământ, verificați mai întâi nivelul gazului-deschideți capacul doar dacă metanul este sub 0,5%. Nu lucrați niciodată la un transformator activ-scânteile sunt mortale aici.
V. Încheiere-
La sfârșitul zilei, protecția împotriva exploziilor și ecranarea transformatoarelor miniere nu este doar un lucru-ci un întreg sistem. Aveți nevoie de design antideflagrant sau de siguranță sporită pentru a opri exploziile, plus protecție împotriva prafului, umidității, vibrațiilor și suprasarcinii pentru a menține funcționarea. Și nu este vorba doar despre tehnologie-ci trebuie să alegeți modelul potrivit și să țineți pasul cu întreținerea. Faceți toate acestea, iar transformatorul va rămâne în siguranță și fiabil în condiții de exploatare miniere dificile, menținând alimentarea pentru producție.