Электрическая установка для подземной контактной электровозной откатки

 

Изобретение относится к электрооборудованию электровозной откатки по подземным горным выработкам. Цель - повышение надежности электровозной обкатки за счет предупреждения аварии путем отключения установки при прикосновении и контактному проводу заземленных предметов или людей . Установка содержит источник питания, например комплектную трансформаторную подстанцию, заземленный токовод, например рельсы, незаземленный токовод, .например контактный провод, потребители, например электродвигатели переменного тока, силовые разделительные статические конденсаторы, аппараты контроля токов утечки, силовые коммутационные аппараты, . корпус электровоза. Статические конденсаторы и аппараты контроля токов утечки устанавливают у источника питания, а также на электровозе. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 Е 21 F 17/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4767930/03 (22) 09.11.89 (46) 07.03.92. Бюл. ЬЬ 9 (75) В.И.Сторожев и И,Ф.Сторожев (53) 621.312.60(088.8) .(56) Волотковский С.А. Рудничная электровозная тяга.-M. Недра, 1981.

Дзюбан В.С.Аппараты защиты QT токов утечки в шахтных электрических сетях.-М.:

Недра, 1982. (54) ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ КОНТАКТНОЙ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ (57) Изобретение относится к электрооборудованию электровозной откатки по подземным горным выработкам, Цель — повышение

Изобретение относится к горному делу, а именно к электрооборудованию подземной электровозной откатки контактными электровозами, питаемыми переменным током через скользящий электрический контакт.

Известны электротехнические установки для подземной рудничной электровозной откатки с питанием через скользящий контакт постоянным током электродвигателей; приводящих в движение электровозы.

В таких установках электроэнергии от выпрямительного устройства к движущемуся электровозу подводится по одному контактному проводу, подвешенному в горных выработках, и по рельсам, проложенным йо почве этих выработок. В этих установках достигается минимум расхода токопроводящих материалов на контактный провод. минимум пространства горных выработок для,.,5U„„1717849 А1 надежности злектровозной обкатки за счет предупреждения аварии путем отключения установки при прикосновении и контактному проводу заземленных предметов или лю- . дей, Установка содержит источник питания, например комплектную трансформаторную подстанцию, заземленный.токовод, например рельсы, незаземленный токовод, например контактный провод, потребители, например электродвигатели переменного тока, силовые разделительные статические конденсаторы, аппараты контроля токов утечки, силовые коммутационные аппараты, . корпус электровоза, Статические конденсаторы и аппараты контроля токов утечки устанавливают у источника питания, а также на электровозе. 2 ил. размещения контактной сети и минимум затрат на ее сооружение и обслуживание. Однако передача постоянного тока по контактному проводу обуславливает. существование блуждающих токов неизменной полярности, вызывающих интенсивное электролитическое разрушение металличе- . 4Ьь ских предметов, размещенных в горных вы- 40 работках шахт с контактной злектровозной откаткоп, Испопьаованпе репье, распопо- )ьь женных на почве выработок, в качестве тоководов в периоды работы электровоза приводит к невозможности определения появления случайного прикосновения к контактному проводу заземленного токоведущего предмета или прикосновения людей, так как в этом случае создается цепь, параллельная цепи двигателя электровоза.

Параллельная цепь возникает и в случаях ухудшения изоляции контактного провода, 1717849 что ведет к длительному существованию то- ния к контактному проводу заземленных токов замыкания на землю, копроводящих предметов или людей могут

Блуждающие токи неизменной поляр- приводить к развитию аварии с тяжелыми ности могут быть устранены применением последствиями, например к пожару в подпередачи электроэнергии по одному контак- 5 земных выработках шахт с контактной электному проводу и рельсам переменного тока, тровозной откаткой или к поражению например тока промышленной частоты. Та- людей. кие системы электроснабжения применяют- Целью изобретения является уменьшеся в электровозной тяге на ние стоимости и расхода материалов на сожелезнодорожномтранспорте. На электро- 10 оружение установки, уменьшение объема возах в этом случае применяются или дви- подземных горных выработок для размещегатели переменного тока или двигатели ния электрооборудования, снижение электпостоянного тока, питаемые от выпрямите- ролитического разрушающего воздействия лей, устанавливаемых непосредственно на блуждающих токов "„з металлические части электровозах. Однако в такой системе алек- 15 оборудования, размещаемого в подземных тропередачи электроэнергии к движущему- выработках, повышение безопасности прися электровозу невозможно обнаружение менения контактной электровозной откатки появления случайногоприкосновения к кон- в шахтах и рудниках путем осуществления тактному проводу заземленного токопрово- автоматического защитного отключения дящего предмета или человека. 20 контактного провода от источника электроИзвестна установка, в которой транс- энергии при случайном прикосновении к неформатор служит для согласования уровня му токопроводящего заземленного напряжения питающей сети переменного предмета или человека, тока и преобразовательного агрегата, пре- Для питания электровозов используетобразовательный агрегат служит для вы- 25 ся переменный ток промышленной частоты, прямлению переменного тока, контактный В цепь между трансформатором и контактпровод — для поДвода электроэнергии от ным проводом и между контактным токопреобразовательного агрегата к перемеща- сьемни ком электровоза и ющемуся электровозу. Электродвигатель электродвигателем электровоза включены постоянного тока, получая по контактному 30 последовательно силовые разделительные и оводу и рельсовому пути через токосьем- конденсаторы и силовые контакты силовых ное устройство и колеса электровоза элект- коммутационных аппаратов. Для обнаруже.роэн е р гию от преобразовательн oro ния случайного прикосновения к контактноагрегата, обеспечивает передвижение элек- му проводу заземляющего проводника или тровоза. Режим работы электродвигателя 35 человека кконтактномупроводу и рельсам регулируетсяпутемвключениявцепьякоря подсоединяется аппарат контроля токов и отключения пускорегулирующих сопро- утечки, работающий на принципе измеретивлений. ния сопротивления изоляции контролируеНедостаткомизвестнойустановкиявля- мой цепи, находящейся под напряжением ется то, что блуждающие токи неизменяю- 40 переменного тока, с помощью оперативнощейся полярности приводят к ro постоянного тока, наложенного на континтенсивному электролитическому разру- ролируемую цепь. Аппарат размещается у шению металлических частей оборудования источника питания тяговой контактной сев подземных выработках шахт и рудников, ти. Такой же аппарат устанавливается на

При случайном прикосновении к контактно- 45 электровозе и подсоединяется к скользящемупроводузаземленноготокопроводящего. му токосьемному и заземленным частям предмета или человека, что само по себе корпуса электровоза. является аварийной ситуацией, приводя- Аппарат контроля токов утечки содерщей к протеканию по токоведущему пред- жит включенные последовательно источник мету или человеку тока, значение которого 50 постоянного оперативного тока, индикатор не превышает значение тока, протекающе- постоянного тока и заградительный дросго через двигатель в процессе его работы, сель. не представляется возможным определить Когда нет гальванического соединения б словлен ли в этом случае ток в контакт- между контактным проводом и рельсовым ном проводе и рельсовом пути работой 55 путемтоки в индикаторах обоих аппара о т в электродвигателя или случайным прикосно- практически равны нулю. В случае прикосвением заземленного токопроводящего новения к контактному проводу человека предмета или человека. или заземленного токоведущего предмета

Необнаруживаемые" автоматическими ток в индикаторах аппаратов возрастает до средствами защиты случайные прикоснове- уровня срабатывания аппаратов, подающих

1717849 импульсы на отключение силовых коммута- ленным тоководом 16; корпус электровоза циомных аппаратов, которые своими кон- 21 имеет постоянное гальваническое соедитактами отсоединяют контактный провод и нение с постоянно заземленным тоководом скользящий токосъемник от конденсаторов 22, например, с рельсами-. Силовой коммуи заземляют их. 5 мационный аппарат 10 установлен у источНа фиг,1 представлена схема предлага- мика питания, аппарат 11. в корпусе емой установки; на фиг.2 — мостовая схема . электровоза 21, Электродвигатель 18 размес силовыми зажимами. щен в корпусе электровоза 21. Один силоУстановка содержит трансформатор 1 с вой зажим 19 электродвигателя 18 соединен силовыми зажимами 2 и 3, силовые разде- l0 с зажимом 9 силового разделительного сталительные статические конденсаторы 4 и 5 . тического конденсатора 5, второй зажим 20 с силовыми зажимами 6, 7, 8 и 9 силовые электродвигателя 18 соединен с корпусом коммутационные аппараты, например, кон- электровоза 21. В рабочем состоянии устатакторы или автоматические выключатели новки силовые коммутационные аппараты .10 и 11 с силовыми зажимами l2 и 13 и с 15 10 и 11 включены и их силовые контакты устройствами 14 и t5 для дистанционного гальванически соединяют электрическую оперативного и защитного отключений си- цепь на участке между силовыми зажимами ловых коммутационных аппаратов 10 и.11.. 7 и 8 силовых разделительных конденсатонеэаземленный токовод, например контак- ров 4 и 5. В отключенном состоянии устатный провод 16, скользящий токосъемник 20:новкиэтиаппаратыотключеныиихсиловые

17, электродвигатель переменного тока контакты подключают токовод 16 и токоэлектровоза 18 с силовыми зажимами 19 и .. съемник 17 к заземлению.

20, корпус электровоза-.21, постоянно за- . Вместо тягового электродвигателя пеземленный токовод, например рельсы 22, ременного тока 18 на электровозе может аппараты контроля токов утечки 23 и 24 в 25. быть применен тяговый электродвигатель исполнительными органами, например кон- постоянного тока. В этом. случае в дополнетактами токовых реле. Аппараты контроля нйе к описанному в корпусе электровоза 21 токов, утечки определяют сопротивление . устанавливается полупроводниковый выизоляции незаземленного токовода, напри- .: прямитель, соединенный по мостовой схемер контактного провода, относительно 30 ме с силовыми зажимами 27, 28, 29, 30. земли по измеренному значению наложен- : Силовой зажим выпрямителя 27 соединяетного оперативного постоянного тока.. ся с силовым зажимом 19 силового раздели° Аппарат контроля токов утечки 23 уста- тельного статического конденсатора 5, новлен на электровозе. Один его полюс под- :силовой зажим 28 выпрямителя соединяетсоединен с токосъемнику 1, второй к 35 сясэаземленнымкорпусомэлектровоза21; корпусу электровоза 21. Исполнительный силовые зажимы выпрямителя 29 и 30 соеорган 15 аппарата 23 электрически соеди- диняются с силовыми зажимами 10 и 20 нен с устройством 25 для дистанционного электродвигателя 19. оперативного и защитного отключения си- Установка работает следующим обралового коммутационного аппарата 11. 40 зом."

Аппарат контроля токов утечки 24 уста- .. Переменный ток от трансформатора 1 мовлем у источника питания — трансформа- через силовой зажим трансформатора 2. ситора 1. Одим полюс аппарата 24 соединен с ловой зажим 3, силовой разделительный незаземленным тоководом 16. например с статический конденсатор 4, силовые зажиконтактным проводом. второй полюс-с за- 45..мы 7 и 12, силовой коммутационный аппаземленным тоководом 22, например с рель- рат 10 подается на незаземленный токовод, . сами, На "землю" подключаются: .например на контактный провод 16, От конодноименные полюса аппаратов 23 и 24. тактного провода 16 через скользящий токоИсполнительныйорган26аппарата контро- съемник 17, силовой коммутационный ля тока утечки 24 электрически соединен с 50 аппарат 11, силовые зажимы 13 и 8, силовой исполнительным органом 14 для дистамци- разделительный статический конденсатор онного оперативного и защитного отключе- 5, силовые зажимы 9 и 19 ток проводится к мия силового коммутационного аппарата электродвигателю переменного тока 18. Да10. Силовой разделительный статический лее так от зажима 20 идет через токопровоконденсатор 4 размещен у источНика пита- 55 дящие части корпуса электровоза 21, ния1, комденсатор5 — вкорпусеэлектрово- . постоянно заземленный токовод, наприза 21. . мер, рельсы 22, силовой зажим 2 к трансСиловые зажимы 3 и 6, 7 и 12, 13 и 8, 9 . форматору 1. Электродвигатель 18 и 10 соединены между собой. Скользящий приводит е движение электровоз. токосьеммик 17 соприкасается с незазем1717849

В случае применения выпрямителя и электродвигателя постоянного тока ток идет через зажимы 27-30-19-20-29-28 в один полупериод и через зажимы 28-30-19-20-2927 — в другой полупериод. Недопустимое снижение сопротивление изоляции относительно земли участка электрической цепи на участке между зажимами 7 и 8 силовых разделительных статических конденсатоpos 4 и 5, в том числе и из-за случайного прикосновения к контактному проводу 16 стоящего на земле человека или заземленного проводника, приведет к увеличению оперативного постоянного тока, протекающего через аппараты контроля утечки 23 и

24, по своему значению безопасного для человека. Аппараты 23 и 24, срабатывая, своими исполнительными органами 15 и 26 подадут устройствам 14 и 25 сигнал на отключение силовых коммутационных аппаратов 10 и 11. Последние, отключаясь, отсоединят незаземленный токовод 16.. например контактный провод, скользящий токосъемник 17, электрические связи контактного провода 16 с силовым коммутационным аппаратом 10 и токосъемника 17 с силовым коммутационным аппаратом 11 от силовых разделительных статических конденсаторов и заэемлят отсоединенную цепь. Включение в работу установки будет. возможно после устранения нарушения изоляции.

Силовые разделительные статические конденсаторы 4 и 5 в процессе работы установки пропускают рабочий переменный ток от трансформатора 1 к электродвигателю 18 и не пропускают оперативный постоянный ток от аппаратов контроля токов утечки 23 и 24 к зажиму 3 трансформатора 1 и зажиму

19 электродвигателя 18. Источниками оперативного постоянного тока являются сами аппараты контроля тока утечки 23 и 24.

Область применения установки — рудничная контактная электровозная откатка и аналогичные установки с питанием подвижных электродвигателей с помощью контактного провода и рельсового пути.

Экономический эффект от применения изобретения возникает за счет уменьшения интенсивности разрушения оборудования блуждающими токами, уменьшение стоимости установки, уменьшение расхода материалов, уменьшения затрат на монтаж, обеспечения автоматического защитного людей.

25 конденсатора подключен к первому выводу

35

45

55 отключения контактного провода в случае непредвиденного прикосновения к нему заземленного токопроводящего предмета или

Формула изобретения

Электротехническая установка для подземной контактной электровозной откатки, содержащая трехфазную сеть с подключенной к ней первичной обмоткойтрансформатора, контактный провод со скользящим токосъемником, электродвигатель, первый вывод которого через колесо электровоза подсоединен к рельсовому пути, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности электровозной обкатки за счет предупреждения аварии путем отключения установки при прикосновении к контактному проводу заземленных предметов или людей, установка снабжена двумя блоками контроля утечки, двумя переключателями и двумя разделительными конденсаторами, первый вывод первого разделительного вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен к первому входу первого блока контроля утечек и к рельсовому пути, а второй вывод первого разделительного конденсатора подключен к. первому неподвижному контакту первого переключателя и первому выводу его катушки, к второму выводу которой подключен выход первого блока контроля утечек, второй вход которого подключен к контактному проводу и к подвижному контакту первого переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к первому пути, причем выход скользящего токосъемника подключен к подвижному контакту второго переключателя и первому выводу его катушки, второй вывод которой подключен к выходу второго блока контроля токов утечки, его первый выход подключен к первому выводу катушки второго переключателя, первый неподвижный контакт которого подключен к переоМу выводу электродвигателя, а второй. неподвижный контакт второго переключателя подключен к первому выводу второго разделительного конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу электродвигателя, а второй вход второго блока контроля токов утечки подключен к первому . выводу электродвигателя.

1717849

Составитель

Редактор Л.Алексеенко Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3272 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101