Тема занятия «Электрооборудование для освещения горных выработок».

Занятие 41.

 

Тема 1.5. Электрооборудование для освещения горных выработок

 

Узловые вопросы лекции:

 

    1.5.1. Значение освещения подземных горных выработок.

1.5.2. Основные светотехнические величины.

1.5.3. Электрические источники света, их свойства.

        

    Краткий конспект лекции

 

1.5.1. Значение освещения подземных горных выработок.

 

Рациональное освещение подземных горных выработок, рабочих мест позволяет:

1) повысить производительность труда (в среднем на 15-25%);

2) снизить зольность угля (на 2 – 4%);

3) улучшить наблюдение за кровлей и креплением горных выработок, за вращающими и движущимися исполнительными органами рабочих машин и механизмов, вследствие чего, снизить производственный травматизм;

4) улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

 

1.5.2. Основные светотехнические величины.

 

Интенсивность освещения и параметры источников света характеризуются светотехническими величинами, основными из которых являются следующие.

Световой поток F – это мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению глаза человека. Световой поток измеряется в люменах (лм).

Сила света I, определяется пространственной плотностью светового потока и равна отношению равномерного светового потока в некотором телесном угле к этому углу:

 

F

I = ¾¾¾.

ω

 

Телесный угол ω, измеряемый в стерадианах (ср), представляет собой отношение площади S, которую вырезает этот угол на поверхности сферы, описанной из его вершины, к квадрату радиусу R этой сферы, т.е. 

 

S

ω = ¾¾¾.

R²

Сила света измеряется в канделах (кд).

Освещенность Е представляет собой поверхностную плотность светового потока, равную отношению равномерно распределённого светового потока к площади освещаемой поверхности

 

F

Е = ¾¾¾.

S

 

 За единицу освещенности принят люкс (лк) – освещенность площади в 1м², когда на нее падает световой поток в 1 лм.

Если в центре шара радиусом R поместить источник силой света I, то освещённость внутренней поверхности шара определится   

F      I × 4p       I

Е = ¾¾¾ = ¾¾¾ = ¾¾¾, лк.

S       4p R²           R²

 

Освещенность прямо пропорциональна силе света и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до освещаемой поверхности.

Яркость – это сила света с единицы площади светящейся поверхности. Единица измерения кд/м² – яркость такой плоской равномерно светящейся поверхности, с каждого квадратного метра которой в перпендикулярном к ней направлении излучается сила света в 1 кд.

I

В = ¾¾¾.

S∙cosα

 

1.5.3. Электрические источники света, их свойства.

Электрические источники света делятся по способу получения светового излучения на лампы накаливания и разрядные лампы.

 1.5.3.1. Лампы накаливания.

 Действие электрических ламп накаливания основано на тепловом излучении твёрдых тел, нагреваемых током до яркого свечения.

В современных лампах накали­вания телом накала служит вольфрамовая нить, свитая в спираль (моноспи­раль).

В некоторых лампах моноспираль также свивают в спираль, образуя биспираль. Лампы мощностью 40—100 Вт имеют биспираль; лампы мощностью 150 и 200 Вт выпускаются биспиральными и моноспиральными; лампы большей мощности - только моноспиральными.

 

Тело накала помещают в стеклянную колбу, обеспечивающую его изоляцию от окружающей лампу среды. Колбу заполняют смесью аргона и азота (аргоновые лампы) или криптоном (крип­тоновые лампы).

Видимые излучения составляют 10-12%, тепловые потери 14-22%, невидимые 68-74% расходуемой энергии. Световой к.п.д. составляет 1-4%. Световая отдача, в зависимости от мощности лампы, составляет 6-20 лм/Вт в зависимости от мощности лампы. Средняя продолжительность горения не менее 1000 часов.

Наполнение колбы газом позволяет повысить температуру нагрева тела накала (по сравнению с пустотными, т.е. вакуумными лампа­ми) до 2800-3000 °С, в результате чего увеличивается световая отдача лампы, представляющая собой отношение светового потока лампы к мощно­сти потребления. Кроме того, возрастает доля средневолнового участка спектра видимого излучения (с длиной волн λ = 500-600 нм), чувствитель­ность к которому у человека выше.

Преимущества ламп накаливания — простота устройства и эксплуата­ции; небольшие размеры; низкая стоимость; возможность работы при лю­бой температуре окружающей среды.

Недостатки: малая световая отдача (10— 15 лм/Вт в лампах общего на­значения); высокая чувствительность к колебаниям напряжения; сравнительно невысокий срок службы (средняя продолжительность горения — 1000 ч); снижение светового потока ламп к концу срока службы примерно на 15 % из-за распыления вольфрамовой нити.

 

   1.5.3.2. Разрядные лампы.

 

 Принцип действия разрядных ламп основан на излучении света в результате разряда в газе (газоразрядные лампы), парах металлов или в смеси газа с парами металлов.

В разрядных лампах большая часть излучения — это невидимые ультрафиолетовые излучения.

Для повышения световой отдачи в видимой части спектра на внутреннюю поверхность колбы этих ламп наносят слой люминесцирующего вещества (люминофора), которое излучает свет в ре­зультате возбуждения ультрафиолетовым излучением разряда. Такие газо­разрядные лампы называют люминесцентными.

Люминесцентные лампы значительно экономичней ламп накаливания: их световая отдача составляет 40-50 лм/Вт; высокий срок службы – 2000 - 3000ч; малая яркость лампы; стойкость против толчков и ударов; низкая температура нагрева стенок трубки и электродов лампы (40-50^о С; 800-1000 ^о С).

Недостатки: чувствительность к колебаниям напряжения; чувствительность к колебаниям температуры; зависимость срока службы от количества включений (изнашиваются электроды); явление стробоскопического эффекта; удлинённая трубчатая форма лампы.

Рисунок 1 – Газоразрядная люминесцентная лампа

1. Стеклянная трубка. 2. Слой люминофора. 3. Капелька ртути, разрежённый аргон. 4. Вольфрамовая нить накала. 5. Изоляционная колодка. 6. Контакты.

 

1.5.3.3. Дуговые ртутные лампы.

 

К разрядным лампам относятся также дуговые ртутные лампы высоко­го давления. На угольных шахтах в настоящее время применяются ртутные лампы высокого давления ДРЛ с исправленной цветностью. Они изготовля­ются мощностью от 80 до 1000 Вт с двумя или четырьмя электродами. Световая отдача ламп ДРЛ также достаточно высокая: 40—50 лм/Вт; срок службы — до 5000 ч. Они имеют меньшие размеры, чем люминесцентные лампы.

 

Рисунок 2 – Общий вид баллона четырёхэлектродной лампы ДРЛ (а) и схема зажигания (б)

 1-2 – рабочие электроды; 3-4 – зажигающие электроды.

 

   Источником излучения в четырёхэлектродной лампе служит кварцевая разрядная лампа, наполненная парами ртути, с двумя рабочими 1 и 2 электродами и двумя электродами зажигания 3 и 4. Разрядная лампа помещена в стеклянную колбу с цоколем и заполненную углекислым газом.

   При включении лампы в сеть переменное напряжение 220 В подаётся на рабочие электроды 1 и 2 непосредственно, а на электроды зажигания 3 и 4 – через резисторы, причём к расположенным рядом электродам рабочему и зажигания (1 и 3, 2 и 4) подключаются различные фазы. В результате между электродами 1 и 3, а также 2 и 4 возникает тлеющий разряд, который затем переходит в дуговой разряд между рабочими электродами.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

    1 Что позволяет осуществить рациональное освещение подземных горных выработок, рабочих мест?

   2 Что представляет собой световой поток?

   3 В каких единицах измеряется световой поток?

   4 Как определяется сила света?

   5 В каких единицах измеряется сила света?

   6 Что представляет собой освещённость?

   7 В каких единицах измеряется освещённость?

   8 Что представляет собой яркость?

   9 В каких единицах измеряется яркость?

   10 На каком принципе основано действие ламп накаливания?

   11 Каково устройство ламп накаливания?

   12 Каковы основные показатели ламп накаливания?

   13 С какой целью осуществляется заполнение колбы лампы газом?

   14 Каковы достоинства ламп накаливания?

   15 Каковы недостатки ламп накаливания?

   16 На каком принципе основано действие газоразрядных ламп?

   17 Какова конструкция люминесцентной лампы?

   18 С какой целью на внутреннюю поверхность колбы люминесцентной лампы наносится люминофор?

   19 Каковы достоинства люминесцентных ламп?

   20 Каковы недостатки люминесцентных ламп?

   21 Какова конструкция четырёхэлектродных дуговых ртутных ламп высокого давления?

   22 Каков принцип работы четырёхэлектродной дуговой ртутной лампы высокого давления?

 

Список рекомендуемой литературы

 

    1. Л.С. Бородино. Горная электротехника. М., Недра, 1981.(с.126-135).

    2. Е.Ф. Цапенко, М.И. Мирский, О.В. Сухарев. Горная электротехника. М., Недра, 1986.

(с. 389-393).

 

 

 

 

Занятие 42.

 

Узловые вопросы лекции:

 

1.5.4 Стационарные и переносные рудничные осветительные приборы. Назначение, типы, конструкция, технические данные, схемы включения в электрическую сеть.

1.5.5 Электрооборудование и принципиальные схемы электрических осветительных установок.

 

Краткий конспект лекции

 

1.5.4 Стационарные и переносные рудничные осветительные приборы. Назначение, типы, конструкция, технические данные, схемы включения в электрическую сеть.

 

Для освещения подземных горных выработок применяются специальные рудничные светильники с соответствующим уровнем взрывозащиты.

Промышленностью выпускаются: рудничные светильники повышенной надёжности против взрыва (РП); рудничные взрывобезопасные светильники (РВ). Типы и технические характеристики светильников приведены в таблице 1.

 

Основные параметры	Величина параметра для светильника
	РП-100М	РП-200	РПЛ01-20	РПЛ01-40	РВЛ-20М	РВЛ-40М	СЗВ-60
Напряжение питания, В	127	127	127	220	127	220	127
Тип лампы	Б-127-100	Г-127-200	ЛБ-20, ЛТБ-20	ЛБ-40, ЛТБ-40	ЛБ-20, ЛТБ-20	ЛБ-40, ЛТБ-40	Г127-60
Мощность лампы, Вт	100	200	20	40	20	40	60
К.п.д. светильника, %	60	60	≥65	≥65	65	65	60

 

    Светильники рудничные типа РП.

 

    Светильник РП-100М (рисунок 3) состоит из корпуса 5, крышки 2, лампы 6 типа

Б125-135-100, стеклянного колпака 7 и защитной решётки 8 с фланцем для крепления решётки и колпака на корпусе. Внутри корпуса крепится резьбовой патрон 9, а снаружи имеются два вводных устройства 4 для подвода питающего кабеля и отходящего кабеля к следующему светильнику. В концевом светильнике неиспользуемое вводное устройство должно быть закрыто заглушкой 10. Болт 3 служит для прижатия кабеля с целью предохранения его от выдёргивания. В верхней части корпуса имеется скоба 1 для подвески светильника. 

   Взрывозащита светильника обеспечивается заключением искрящих при нормальной работе частей во взрывонепроницаемую камеру.

 

   Светильники рудничные типа РВЛ-20М.

   Светильник РВЛ-20М (рисунок 4) состоит из двух корпусов 3 и 9, жёстко соединённых трубой 4. В корпусы встроены патроны 8 для установки люминесцентных ламп 7. Лампа защищена от механических воздействий трубкой 5 из органического стекла и защитной сеткой 6, закреплённой концами в корпусах 3 и 9. К корпусу 9 крепится накидной гайкой коробка вводов 10 с двумя вводными устройствами 11. В корпусе 3 располагается пуско-регулирующий аппарат 2, закрываемый крышкой 1.

    Взрывобезопасность достигается специальной конструкцией патронов. Напряжение к штырям лампы подводится через подпружиненные подвижные контакты. При разрушении лампы подвижные контакты смещаются, и разрыв цепи происходит во взрывонепроницаемой камере за время не более 4 мс.

Устройство опережающе­го отключения (рисунок 5) состоит из корпуса 1, изго­товленного из прочной пластмассы, в котором смон­тированы неподвижные кон­такты 2и подвижные кон­такты 3. Контакты 3пружинами 4удерживаются в крайнем левом положении.  Камеры, где перемещаются подвижные контакты и обра­зуются искры при разрыве цепи между контактами 2и 3, выполнены во взрывобезопасном исполнении.

В нормальных условиях работы люминесцентной лам­пы ее штыри 5прижимают подвижные контакты 3к не­подвижным 2, и электрический ток проходит через них в лампу. При повреждении баллона лампы штыри 5те­ряют опору, в результате чего пружины 4за 2—3 мс перемещают контакты 3в левое положение и разрывают электрическую цепь [1, с.139].

   

  

 

Рисунок 3 – конструкция светильника РП-100М

 

Рисунок 4 – конструкция светильника РВЛ-20М

 

 

 

Рисунок 5 – Устройство опережающего отключения для светильников в исполнении РП и РВ

 

 

Светильник забойный взрывобезопасный СЗВ-60.

 

Светильник состоит из корпуса с отдельной обособленной полостью кабельных вводов, крышки, внешнего защитного колпака, внутреннего колпака, патрона и источника света.

Внешний колпак выполнен из прочного поликарбоната, предохраняет светильник от механических повреждений без защитной сетки.

Внутренний колпак изготовлен из силикатного стекла, способного выдерживать высокие

температуры. Светильники крепятся на подвесных секциях комплекса.

 

 Индивидуальные осветительные приборы.

 

В качестве индивидуальных осветительных приборов применяются шахт­ные головные аккумуляторные светильники. ПБ в угольных и сланцевых шахтах запрещают спуск в шахту, передвижение людей по выработкам, а также ведение работ без включенного индивидуального аккумуляторного светильника, который должен обеспечивать нормальное непрерывное горение не менее 10ч. Каждый аккумуляторный светильник имеет номер и закреп­ляется за определенным рабочим.

В настоящее время выпускаются головные светильники: СГГ-5; СГГ-5-1; СГД-5; СГД-5-1; "Кузбасс"; СГГ-1к с герметичной аккумуляторной бата­реей; светильники-индикаторы СИ-1 и СИ-2, снабженные дополнительным блоком — индикатором для определения неисправности электрических цепей при снятом рабочем напряжении в шахтах, опасных по газу или пыли.

Все указанные шахтные головные светильники имеют уровень взрывозащиты — повышенная надежность против взрыва. Они различаются типом примененной в них аккумуляторной батареи и имеют незначительные конст­руктивные особенности.

В светильниках применена рудничная лампа нака­ливания РЗ,75–1+0,5 с двумя нитями накала: рабочей — на 1 А и резервной – на 0,5 А.

Светильники шахтные взрывобезопасные головные СВГ2, СВГ5, сигнализатор метана СМС5 совместно с шахтным головным светильником СВГ1 имеют исполнение по взрывозащите РВИ_bC.

    Шахтный головной светильник СГГ-5 (СГГ-5-1) состоит из следующих основных узлов (рис. 6): корпуса б с батареей 7, крышки 3, фары 1и соединительного двухжильного шнура 2. На корпусе имеются две скобы 5, с помощью которых он закрепляется на поясе рабочего. Крышка 3крепится к корпусу винтами 4. Фара представляет собой литой пластмассовый корпус 14, в котором смонтированы контактная система и переключатель 8для включения рабочей или резервной нити накала лампы, а также установлена лампа 13. Отражатель 11и защитное стекло 10прижимаются к корпусу фары накидной

гайкой 9. В гайку ввинчивают стопорный винт 12и прово­локой диаметром не менее 1 мм пломбируют его методом сварки, чтобы фару нельзя было вскрыть

 

 

 

 

 

             Рисунок 6 - Шахтный головной аккумуляторный светильник СГГ-5

 

 

    Схема включения в сеть светильника РВЛ-20М.

 

    В светильниках РВЛ–20М используется схема включения лампы с предварительным подогревом (рисунок 7). В схему пускового устройства входят: лампа Л с электродами 2, дроссель Др – для ограничения тока, стартёр Ст – для запуска лампы, конденсаторы С1 – для повышения коэффициента мощности лампы, С2 – для уменьшения радиопомех.

При включении напряжения стартер Ст зажигается, в результате чего его электроды нагреваются и через некоторое время (0,5; 1 с) замыкаются. Величина тока в цепи увеличивается. Электроды лампы нагреваются, нагревается газ внутри трубки, происходит испарение ртути, газовое пространство ионизируется, возникает термоэлектронная эмиссия.

В этот момент, остывший биметаллический электрод стартера размыкает электрическую цепь. В дросселе Др возникает э.д.с. самоиндукции значительной величины, на электродах 2 появляется высокое напряжение (600 – 800 В), в результате чего лампа зажигается.

Так как при горении лампы Л на электроды стартера Ст подается напряжение ниже порога его зажигания, он не зажжется до тех пор , пока лампа не потухнет.

Так как лампа тухнет и при разрушении трубки, то стартер включится и подаст напряжение на электроды в момент непосредственного контакта с рудничной атмосферой, что может привести к ее воспламенению. Для предотвращения подобной ситуации светильники РВЛ–20М содержат устройство опережающего отключения с подвижными и неподвижными контактами, которые размыкаются и прекращают подачу напряжения на электроды лампы 2 при разрушении корпуса лампы.

 Рисунок 7 – Схема включения в сеть светильника РВЛ 20М

 

 

   1.5.5 Электрооборудование и принципиальные схемы электрических осветительных установок

 Подземные осветительные установки должны питаться согласно ПБ напряжением не выше 220 В, а осветительные установки очистных выработок и светильники местного освещения с лампами накаливания, встраиваемые в горные машины, - не выше 127 В. Это напряжение получают с помощью специальных понижающих трансформаторов. В настоящее время для питания осветительных установок шахт выпускают взрывобезопасные  трансформаторы ТСШ-4/0,7 и ТСШ-4/0,7-38 мощностью 4 кВ·А. Первичная обмотка может быть, с помощью перемычек, соединена в звезду или треугольник для подключения к сети напряжением соответственно 660 или 380 В. Вторичную обмотку для получения напряжения 230 В соединяют в звезду, для получения 133 В - в треугольник.

Трансформатор ТСШ-4/0,7-38 имеет дополнительную вторичную обмотку на 38 В, питающую ручные сетевые светильники, для которых ПБ допускают напряжение не выше 36 В. В эксплуатации находятся также выпускаемые ранее трансформаторы ТСШ-2,5/0,5.

Трансформатор типа ТСШ  заключен в кожух сварной конструк­ции с крышкой. К кожуху приварены коробка кабельных вводов, салазки и болт заземления. В коробке вводов размещены проходные контактные зажимы для присоединения жил кабелей.

Основными частями трансформатора являются магнитопровод, три катушки с обмотками высшего и низшего напряжения и клеммные контактные панели.

Трансформаторы ТСШ подключают к сети 380 или 660 В через магнитные пускатели

ПВИ-32 или ПВИ-63Б. Со стороны низшего напряже­ния (127 или 220 В) осветительную сеть включают и отключают ручными пускателями ПРШ-1 или ПРВ-3. Осветительная сеть может быть выполнена гибким или бронированным кабелем. В первом случае для ответвлений к светильникам пользуются тройниковыми муфтами ТМ-6, во втором слу­чае — ТМ-10. Если светильники имеют два вводных устройства, муфты не требуются.

Сопротивление изоляции осветительной сети 127 или 220 В контролиру­ют с помощью реле утечки РУ-127/220, отключающего при появлении недо­пустимой утечки на землю магнитный пускатель, через который питается трансформатор ТСШ.

Аппараты осветительные АОС-4 имеют стальной сварной корпус. С одной стороны корпуса приварено сферическое дно, а с другой фланцевое кольцо для соединения корпуса с крышкой. В верхней части корпуса размещена камера вводов, которая разделена на три части: отделение разъединителя и два отделения кабельных вводов. В отделении разъединителя помещён автоматический выключатель, а в отделениях кабельных вводов — про­ходные зажимы для присоединения жил кабелей. Автоматический выключатель служит для включения аппарата в сеть 660 и 380 В (для АОС-4) и защиты силового трансформатора аппарата от токов к. з. Два кабельных ввода служат для подсоеди­нения линий освещения, один для подключения дополнительно заземления и один — кабеля питающей сети. Конструкция кабельных вводов позволяет при­соединение и уплотнение кабелей диаметром до 30 и 40 мм.

В отделении разъединителя установлено восемь проходных зажимов: шесть силовых для подключения обмоток трансформатора аппарата к сети и для пере­ключения их со «звезды» на «треугольник» и два — для подключения отключаю­щей катушки.

На боковой поверхности камеры вводов расположена рукоятка привода ав­томатического выключателя и привода механической блокировки, которая позво­ляет открыть крышку только при отключенном автоматическом выключателе. Силовой трансформатор аппарата (трехфазный с отводами) служит для сту­пенчатого регулирования низшего напряжения. Число отводов трансформатора, выбрано исходя из условий точности стабилизации напряжения. Трансформатор крепится сзади корпуса аппарата болтами. Начала и концы обмоток высшего на­пряжения подсоединяются к проходным зажимам, на которых с помощью перемы­чек можно производить переключение на­пряжения с 380 на 660 В и наоборот.

Блоки полупроводниковых переклю­чателей предназначены для автоматиче­ского переключения отводов на обмотках силового трансформатора при изменениях напряжения в сети. Полупроводниковый переключатель выполнен на трех тирис­торах, размещенных на панели, которая заключена в корпус и засыпана гидро-фобизированным песком.

Выемная панель аппарата представ­ляет собой каркас сварной конструкции, на котором установлены легкосъемные блоки. На выемной панели крепятся пу­скатели ПМЕ-211, промежуточные реле и блоки максимальной токовой защиты.

Аппарат осуществляет защиту: от токов двухфазных и трехфазных к. з. осве­тительной сети, от токов утечки на землю при снижении сопротивления изоляции ниже допустимой величины, от замыкания и обрыва жил заземления и дистанционного управления, а также блокировку от подачи напряжения на поврежденную осветительную сеть.

Аппарат АОС-4В рассчитан на подключение к сети 660 или 1140 В.

Схема подключения осветительной сети приведена на рисунке 8.

 

 

                     ПВИ (АВ)                                     АОС-4                                             точка К.З

     к ТСВП

                                                  660 В                                                                          127 В

                                                                                                                             

             Рисунок 8 – Схема подключения осветительной сети с применением АОС-4

    Аппарат АОС-4 подключается непосредственно к сети к транзитному выводу пускателя (автоматического выключателя), обеспечивая все необходимые защиты, предусмотренные ПБ.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

    1 Каково назначение рудничных светильников?

    2 Какие типы светильников выпускаются промышленностью в настоящее время?

    3 Каковы конструктивные особенности светильников РП-100М?

    4 За счёт чего обеспечивается взрывозащита светильника РП-100М при нормальном режиме работы?

    5 Каковы конструктивные особенности светильника РВЛ-20М?

    6 За счёт чего обеспечивается взрывозащита светильника РВЛ-20М при разрушении лампы светильника?

    7 Каковы конструктивные особенности светильника СЗВ-60?

    8 Какова область применения светильников СЗВ-60?

    9 Какие типы индивидуальных головных светильников применяются в настоящее время?

    10 Каковы конструктивные особенности светильников СГГ5?

    11 Каков принцип зажигания люминесцентной лампы в светильнике РВЛ-20М?

    12 Каково назначение стартёра в схеме светильника РВЛ-20М?

    13 Каково назначение дросселя в схеме светильника РВЛ-20М?

    14 Каково назначение конденсаторов С1 и С2 в схеме светильника РВЛ-20М?

    15 Какова величина напряжения используется для питания осветительных сетей?

    16 Каков состав оборудования и аппаратов применяется при питании осветительных сетей напряжением 220 В?

    17 Какие виды защит предусматривается в схеме питания осветительных сетей напряжением 220 В?

    18 Какими аппаратами и элементами схемы питания осветительных сетей напряжением 220 В обеспечивается защита от токов короткого замыкания, от токов утечки в кабелях отходящих присоединений?

    19 Каков состав оборудования и аппаратов применяется при питании осветительных сетей напряжением 127 В?

    20 Какие виды защит предусматривается в схеме питания осветительных сетей напряжением 127 В?

    21 Какими аппаратами и элементами схемы питания осветительных сетей напряжением 127 В обеспечивается защита от токов короткого замыкания, от токов утечки в кабелях отходящих присоединений?

 

Список рекомендуемой литературы

 

1. Л.С. Бородино. Горная электротехника. М., Недра, 1981.(с.126-142).

2. Е.Ф. Цапенко, М.И. Мирский, О.В. Сухарев. Горная электротехника. М., Недра, 1986.(с.393-399).

3. Электрооборудование и электроснабжение участка шахты. Справочник. Р.Г. Беккер, В.В. Дегтярёв, Л.В. Седаков. М., Недра, 1983.(285-291).

     

 

Занятие 43

 

    1.5.7 Методы расчета электрического освещения в подземных горных выработках. Нормы освещенности рабочих мест. Требования Правил безопасности при эксплуатации осветительных сетей и установок.

 

      Узловые вопросы лекции:

 

    1.5.7.1 Методы расчета электрического освещения в подземных горных выработках.

    1.5.7.2 Нормы освещенности рабочих мест.

    1.5.7.3 Требования Правил безопасности при эксплуатации осветительных сетей и установок.

 

Краткий конспект лекции.

 

    1.5.7.1. Методы расчета электрического освещения в подземных горных выработках.

 

Существуют три метода расчёта освещения: метод коэффициента использования светового потока; точечный метод; метод удельной мощности.

Целью расчёта любым методом является определение количества светильников и их мощности для обеспечения минимальной освещенности Е_min.

Исходными данными для расчёта являются величина Е_min и площадь освещаемой поверхности S.

Метод коэффициента использования светового потока применяется при расчёте общего освещения горизонтально расположенных рабочих поверхностей. При этом методе учитывается также свет, отражённый от стен и потолка, и его целесообразно применять для помещений со светлыми стенами и потолком. К таким помещениям в шахте относятся закреплённые монолитным бетоном и побеленные камеры ЦПП, насосов главного водоотлива и др.

Порядок расчёта освещения этим методом следующий.

    Определяется световой поток всех светильников, необходимых для создания заданной минимальной освещенности по формуле

F = Е_мин. × S × Z × К_з × / К_исп., лм [1, с. 400],

    где Е_мин. – минимальная освещенность, лк, нормируемая в горизонтальной (вертикальной) плоскости [2, с. 124-125, таблица XV.1];

                  S – площадь освещаемой рабочей поверхности, м², определяется по формуле

S = а × в, м²;

          Z – коэффициент неравномерности освещения, равный отношению средней освещенности к минимальной, принимается Z = 1,3 –1,4 [1 с.400];

          К_з – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение прозрачных элементов светильника при эксплуатации и снижение светового потока ламп к концу срока их службы; К_з определяется по таблице XV.4 [2, с. 128]; 

          К_исп. – коэффициент использования светового потока, представляющий отношение светового потока, падающего на рабочую поверхность, к световому потоку всех ламп; определяется по кривым [1, с.401, рис. 18.5а ] в зависимости от показателя помещения i, определяемого по формуле

а × в

i = ––––––––––––,

н ×( а + в )

    где н – высота подвеса над рабочей поверхностью исходя из высоты выработки, расстояние светового центра светильника от потолка (принимается примерно 0,3 м) и уровня рабочей поверхности

н = Н – 0,3 – с,

    где Н – высота выработки, м;

           с – расстояние уровня рабочей поверхности от почвы выработки, м.

    Определяется необходимое число светильников для освещения выработки по формуле

п = F / F_св,

     где F_св, – световой поток светильника, лм, определяется по формуле

F_св, = F_л × h, лм,

     где F_л – световой поток лампы, лм;

           h - световой коэффициент полезного действия светильника.

 

    Например.

 

    Камера электровозного гаража имеет размеры 5´40 м, высоту 3,5 м. Стены и потолки побелены. Выбрать тип светильников, рассчитать их количество, определить расчетную мощность и выбрать осветительный трансформатор. Напряжение сети 127В.

    Решение.

    Определяется световой поток всех светильников, необходимых для создания заданной минимальной освещенности по формуле

F = Е_мин. × S × Z × К_з × / К_исп., лм,

    где Е_мин. – минимальная освещенность для камеры электровозного гаража Е_мин. = 10 лк, нормируемая в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от почвы;

                  S – площадь освещаемой рабочей поверхности, м², определяется по формуле

S = а × в = 5 × 40 = 200 м²;

          Z – коэффициент неравномерности освещения, равный отношению средней освещенности к минимальной, принимается Z = 1,3 –1,4;

          К_з – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение прозрачных элементов светильника при эксплуатации и снижение светового потока ламп к концу срока их службы; принимается К_з = 1,5; 

          К_исп. – коэффициент использования светового потока, представляющий отношение светового потока, падающего на рабочую поверхность, к световому потоку всех ламп.

    По кривой 1 [1, с.401] рис. 18.5, а при показателе помещения i , определяемого по формуле

                      а × в               5 × 40

       i = –––––––––––– = ––––––––––– = 1,85 принимается К_исп. = 0,35,

               н × ( а + в )  2,4 × ( 5 + 40)

      где н – высота подвеса над рабочей поверхностью исходя из высоты камеры (3,5 м), расстояние светового центра светильника от потолка (примерно 0,3 м) и уровня рабочей поверхности (0,8м).

н = 3,5 – 0,3 – 0,8 = 2,4 м.

F = 10 × 200 × 1,4 × 1,5 / 0,35 = 12000 лм.

      Для освещения камеры принимаются светильники РП–100М с лампами накаливания мощностью 100 Вт, имеющими световой поток 1540 лм; к.п.д. светильника h = 0,6 напряжением питания 127 В.

      Определяется необходимое число светильников для освещения камеры по формуле

п = F / F_св,

     где F_св, – световой поток светильника, лм, определяется по формуле

F_св, = F_л × h = 1540 × 0,6 = 924 лм.

п = 12000 / 924 = 13.

     Принимается 14 светильников, расположенных в два ряда (по 7 светильника в ряду).

Расстояние между светильниками (с учетом расстояния до стен камеры, вдвое меньшего, чем между светильниками): по длине – в/7 = 40/7 = 6 м; по ширине а/2 = 5/2 =2,5 м.

Расчетная мощность трансформатора для питания светильников определяется по формуле

 

, кВ×А [1, с. 406],

 

   где h_с – коэффициент полезного действия сети; h = 0,95;

           h_св – электрический коэффициент полезного действия светильника; h_св = 1,0;

           cosj_св – коэффициент мощности светильника; cosj_св = 1,0.

 

     Расчетная мощность трансформатора для питания светильников определяется

                        

                                                              14 × 100 × 10^–3

S_{тр.расч} = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 1,5 кВ×А;

                                                             0,95 × 1,0× 1,0

          

Для питания светильников принимается осветительный аппарат АОС-4 по условию

S_тр.н. = 4 кВ×А > S_{тр.расч.} = 1,5 кВ×А.

 

Точечный метод позволяет рассчитать освещённость любой точки поверхности, произвольно ориентированной в пространстве. Если имеется несколько светильников, то общая освещённость равна сумме освещённостей, создаваемых каждым светильником в отдельности. Для выполнения расчёта по точечному методу необходимо иметь кривые распределения силы света применяемого светильника [1, с. 395, рисунок 18.2 б и г]. Этот метод не учитывает отражений от стен и потолка световой поток. Поэтому действительная освещённость получается несколько большей расчётной. Однако при низкой отражательной способности стен и потолков указанное расхождение будет незначительным.

В основе расчёта лежит известное из курса физики положение, что освещённость какого-либо участка поверхности, создаваемая точечным источником света, пропорциональна силе I_α источника в заданном направлении (под углом α к оси светильника), косинусу угла ß падения лучей и обратно пропорциональна квадрату расстояния R от источника до участка поверхности

Е = I_α cos ß / R².

Так как по кривым распределения силы света определяется приведенная к лампе с потоком F^׀_л = 1000 лм сила света I^׀_α, то фактическое её значение - I_α (с учётом потока F_л установленной в светильнике лампы) составит

I_α = I^׀_α F_л / F^׀_л = I^׀_α F_л / 1000.

При расчёте горизонтальноё освещённости расстояние R удобно выражать через высоту подвеса светильника Н. Обычно светильники подвешивают так, что оси или плоскости их симметрии вертикальны. Поэтому α = ß и R = Н / cos α. Подставив это соотношение в формулу определения освещённости, получим с учётом коэффициента запаса к_з

I_α cos³ α

Е_г = ¾¾¾¾¾.

к_з Н²

Обычно расчёт сводится к определению расстояния между точками подвеса светильников в конкретной выработке. В этом случае принимаются рудничные светильники для освещения выработки в соответствии с областью их применения согласно требованиям ПБ.

По ПТЭ [2, с. 124-125] находится минимальная горизонтальная осве­щенность на почве выработки Е_г, а также коэффициент запаса к_з.

Наименьшая освещенность будет на перпендикулярной к выработке линии между дву­мя светильниками. Поскольку на этой линии каждый светильник должен обеспечить половину нормируемой освещенности (Е_г /2), расчет выполняется для одного светильника.

    Определяется значение I_α, пользуясь кривыми распределения силы света светильника выбранного светильника в поперечной плоскости (кривые на рис. 18.2,б и г) [1, с. 395].

Пользуясь формулой определения освещённости в горизонтальной плоскости, определяется cosα

cosα = .

По значению cosα находится значение тангенса угла α: tg α. Половина расстояния между светильниками определится

 L₀/2 = Н × tg α, м. Принимается L₀ с небольшим запасом.

Число светильников для освещения выработки определяется по формуле

;

    где L – длина освещаемой части выработки, м;

          L₀ – расстояние между светильниками, м.

Расчётная мощность трансформатора для освещения выработки определяется по формуле

 

, кВ×А.

    Например.

 

    Рассчитать освещение квершлага длиной 300 м. Крепление квершлага бетонное, высота 3,3 м. Шахта опасна по газу и пыли. Напряжение осветительной сети 127 В.

   

Решение.

При напряжении осветительной сети 127 В принимаем светильники РВЛ-20М с люминесцентной лампой ЛБ20ПТБ40 мощностью 20 Вт (световой поток F_л= = 980 лм) [3, с. 510] и располагаем их перпендикулярно к оси квершлага. Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью прини­мается 3 м исходя из высоты камеры (3,3 м), расстояния светового центра светильника от потолка (0,3 м).

По ПТЭ [2, с. 124-125] находится для квершлага минимальная горизонтальная осве­щенность на почве выработки Е_г = 2лк, а также коэффициент запаса к_з = 1,6.

Наименьшая освещенность будет на перпендикулярной к квершлагу линии между дву­мя светильниками. Поскольку на этой линии каждый светильник должен обеспечить половину нормируемой освещенности (1 лк), расчет выполним для одного светильника.

    Определим значение I_α, пользуясь кривой распределения силы света светильника РВЛ-20М в поперечной плоскости (кривая 3 на рис. 18.2, г) [2, с. 395].

 Хотя угол αнам не из­вестен, но из кривой 3видно, что при α = 0 ÷ 75° значение I_αпримерно постоянно и составляет 90 кд. Тогда согласно выражению

I_α= I ^׀_α ×F_л/1000 = 90 × 980/1000 = 88,2 кд.

 Пользуясь формулой (18.6) [2, с. 402], определяем cosα

cosα = = = 0,546,

   откуда находится значение тангенса угла α: tg α = 1,53. Половина расстояния между светильниками

 L₀/2 = Н × tg α = 3×1,53 = 4,59 м. Принимаем с небольшим запасом L₀ =8 м.

Число светильников для освещения квершлага определяется по формуле

;

где L – длина освещаемой части выработки, м;

      L₀ – расстояние между светильниками, м;

Число светильников для освещения квершлага определится

шт.

Расчётная мощность трансформатора для освещения квершлага определится

 

кВ×А.

 

По условию S_тр.н. = 4 кВ×А > S_тр.р. = 1,9 кВ×А принимаются осветительный трансформатор АОС-4 [3, с. 285-289].

    Сечение силовой жилы осветительного кабеля определяется по формуле

 

100 М

F_осв. = ¾¾¾¾¾¾¾, мм² ;

g ×U_н² ×DU_{доп .}

    где М - максимальный момент нагрузки на осветительный кабель, Вт·м; определяется по формуле

                                                          n _св. ×Р_л                            L

М = ¾¾¾¾ × 1,1×( L _о + ¾), Вт·м;

                                                              h_св                                 2

     где L _о – расстояние до первого светильника, м;

           DU_{доп .-} допустимая потеря напряжения в осветительной сети, %;  DU_{доп .}= 4% [2].

Расчет сечения силовой жилы осветительных кабелей осуществляется в соответствии с расчетной схемой, приведенной на рисунке 1.

 

        АОС-4           5                                  300

                                                                                                  

                                                                                                                                                        

                                                                                               

 

Рисунок 1 - Расчетная схема осветительной сети квершлага

    Определяется момент нагрузки на осветительный кабель квершлага

 

                                                   38×20                         300

М = ¾¾¾¾ × 1,1×(5 + ¾¾) = 152447 Вт·м;

                                                   0,85                              2

Определяется сечение силовой жилы осветительного кабеля квершлага

                       

                                                              100 × 152447

F = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 4,7 мм² .

                                                              50 × 4 × 127²

 

    Определяется расчётный ток осветительного кабеля по формуле

 

, А.

 

Расчётный ток осветительного кабеля штрека определится

 

 А.

 

По условию I_дл.доп = 54 А > 8,6 А принимается кабель КГЭШ сечением рабочей жилы 4 мм².

Окончательно для освещения квершлага к прокладке принимается кабель, сечением силовой жилы 6 мм², КГЭШ 3´6 + 1´4.

Метод удельной мощности используется для ориентировочных расчётов. Он базируется на средних значениях мощности, необходимой для создания требуемой освещённости при средних значениях коэффициента использования осветительной установки.

По удельной мощности Р_уд и площади освещаемой поверхности S определяется общая мощность Р ламп всех светильников

Р = Р_уд × S, Вт.

    Определяется количество светильников

Р

n = ¾¾¾¾,

Р_л

    где Р_л – мощность лампы светильника, Вт.

 

Например.

 

      Площадь камеры ЦПП составляет 160 м². Для освещения камеры выбраны светильники типа РВЛ–40М. Удельная мощность для освещения электромашинных камер составляет

Р_уд = 10 Вт/м². Определить необходимое количество светильников.

 

    Решение.

    Определяется общая мощность для освещения камеры

Р = Р_уд × S = 10 × 160 = 1600 Вт;  [1].

    Определяется количество светильников

Р

n = ¾¾¾¾,

Р_л

    где Р_л – мощность лампы светильника, Вт; Р_л = 40 Вт;

                                                                     1600

n = ¾¾¾¾ = 40 шт.

                                                                       40

 

    1.5.7.2 Нормы освещенности рабочих мест.

 

      Шахтные осветительные установки должны проектироваться и размещаться в выработках в соответствии с нормами, приведенными в таблицах XV.1 и XV.2 [2].

      В таблице XV.1 приводится минимальная освещенность для различных рабочих мест в нормируемой плоскости.

      В таблице XV.2 приводится расстояние между светильниками для освещения рабочих мест в выработках при обеспечении нормируемой освещённости в зависимости от типа светильника и мощности лампы [2]. В связи с этим, можно использовать упрощённый метод расчёта освещения, по которому определяется расстояние между светильниками в зависимости от типа светильников, применяемых для освещения рабочих мест конкретных выработок.

        

    1.5.7.3. Требования Правил безопасности при эксплуатации осветительных сетей и установок.

  

     Рудничные светильники и аппаратура освещения должны удовлет­ворять ГОСТам, техническим условиям и требованиям ПБ, ПУЭ. Для аккумуляторных светильников запрещено открывать светиль­ник или поворачивать контактную втулку в гнезде фары в газовой или пылевой среде шахты, так как это может привести к взрыву. Аккумуляторные светильники должны быть запломбированы проволокой диаметром не менее 1 мм; обеспечивать нормальное непрерывное горение продолжительностью не меньше 10 часов. Светильники должны оснащаться двухнитевыми лампами. Светильники, устанавливаемые в очистных забоях, должны иметь со стороны выработанного пространства защитные устройства, предохраняющие рабочих от слепящего действия ламп. Неисполь­зованные кабельные вводы на светильниках должны быть закрыты заглушками. При эксплуатации осветительных установок необхо­димо систематически очищать колпаки светильников от осевшей пыли и заменять сгоревшие лампы. Применение ламп без защит­ных колпаков недопустимо. Стационарные светильники в подзем­ных выработках должны подвешиваться так, чтобы исключить механические повреждения от движущегося по выработкам тран­спорта.

 [4, с. 327, 328], [5, с. 444].

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

    1 Какие методы существуют для расчёта освещения подземных горных выработок?

    2 Какова цель расчёта любого из известных методов?

    3 Какие величины являются исходными при расчёте освещения?

    4 В каких случаях используется метод использования светового потока?

    5 По какой формуле определяется световой поток всех светильников, необходимых для создания минимальной освещённости?

    6 Как определяется минимальная освещённость, нормируемая в горизонтальной (вертикальной) плоскости?

    7 Как определяется площадь освещаемой поверхности?

    8 Что учитывает коэффициент запаса и как определяется его значение?

    9 Что представляет собой коэффициент использования светового потока и как определяется его значение?

    10 По какой формуле определяется световой поток светильника?

    11 По какой формуле определяется необходимое число светильников для освещения выработки?

    12 В каких случаях используется точечный метод расчёта освещения?

    13 По какой формуле определяется освещённость участка поверхности, создаваемая точечным источником света, через расстояние от источника света до участка освещаемой поверхности?

    14 По какой формуле определяется освещённость участка поверхности, создаваемая точечным источником света, через высоту подвеса светильника?

    15 По какой формуле определяется косинус угла падения лучей?

    16 По какой формуле определяется расстояние между точками подвеса светильников?

    17 По какой формуле определяется расчетная мощность трансформатора для питания светильников?

    18 В каких случаях используется метод удельной мощности?

    19 По какой формуле определяется общая мощность ламп всех светильников, необходимых для освещения выработки, по методу удельной мощности?

    20 По какой формуле определяется количество светильников, необходимых для освещения выработки, по методу удельной мощности?

 

Список рекомендуемой литературы

 

    1 Е.Ф. Цапенко, М.И. Мирский, О.В. Сухарев. Горная электротехника. М., Недра, 1986.

    2 Правила технической эксплуатации в угольных и сланцевых шахтах. М., Недра, 1976.

    3 Электрооборудование и электроснабжение участка шахты. Справочник. Р.Г. Беккер, В.В. Дегтярёв, Л.В. Седаков. М., Недра, 1983.

    4 Г.Д. Медведев. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий. М, Недра, 1988.

    5. Правила безопасности в угольных шахтах. Киев. 2000.

 

Занятие 44

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 12.

Тема. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СТАЦИОНАРНОЙ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.   

  

Цель. ИЗУЧИТЬ КОНСТРУКЦИЮ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СТАЦИОНАРНОЙ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.   

 

    1 Оборудование, инструменты, приспособления:

    1.1 Рудничные светильники РН–200, РП–100, РВЛ–20, РВЛ–40, СЗВ–60, СВЛ 1.1М. 

    1.2 Осветительные аппараты АОС–4.

    1.3 Тройниковые муфты ТМ–6.

    1.4 Соединительные муфты СМ–6.

    1.5 Набор торцевых и гаечных ключей.

   2 Порядок выполнения:

2.1. Изучите конструкцию рудничных светильников РН–200, РП–100, РВЛ–2О, РВЛ–40, СЗВ–60, СВЛ 1.1М.

2.2. Изучите конструкцию осветительных аппаратов АОС–4.

2.3. Изучите конструкцию тройниковой муфты ТМ–6.

2.4. Изучите конструкцию соединительной муфты СМ–6.

2.5. Подключите стационарную осветительную установку к сети и опробуйте работоспособность осветительных приборов, защит и блокировок осветительного аппарата АОС–4.

 3 Техника безопасности.

    Работы по проведению операций практического занятия, включающие проверку работоспособности, защит и блокировок осветительного аппарата проводятся без снятия напряжения, поэтому запрещается касаться неизолированных проводников. При выполнении операций по изучению конструкций электрооборудования необходимо соблюдать осторожность, так как не исключена возможность травматизма острыми кромками и заусенцами крышек и корпусов аппаратов.

    4 Методические указания.

    Перед проведением практического занятия изучите теоретический материал темы. Обратите внимание на обеспечение взрывозащиты рудничных светильников, осветительных аппаратов. Изучите способ подсоединения осветительного аппарата к сети и кабеля отходящего присоединения к осветительному аппарату. Изучите порядок подсоединения светильника к осветительному кабелю. Установите, правильно ли заземлен осветительный аппарат и исправна ли механическая блокировка. Откройте крышку осветительного аппарата и изучите конструктивные особенности элементов, находящихся внутри аппарата. Выясните назначение каждого элемента. 

   Закройте быстрооткрываемую крышку, подключите осветительный аппарат к сети, включите его рукояткой выключателя, повернув ее на себя, а затем от себя. Нажатием кнопки «Пуск» кнопочного пульта управления, расположенного на корпусе осветительного аппарата, подайте напряжение на осветительную сеть. О подаче напряжения свидетельствует загорание ламп светильников. Опробуйте   работоспособность защит и блокировок, предусмотренных электрической схемой осветительного аппарата. Для опробования работоспособности защиты от токов короткого замыкания, встроенной в автоматический выключатель, поверните флажок кнопок проверки и совместите его с гнездом под надписью «АП», а затем нажмите флажок. При исправных элементах схемы защиты должен отключится автоматический выключатель. 

   Для опробования работоспособности аппарата защиты от утечек тока поверните флажок кнопок проверки и совместите его с гнездом под надписью «РУ», а затем нажмите флажок. При исправных элементах схемы защиты должен отключится автоматический выключатель.

   Для опробования схемы блокировки включения отходящего присоединения с низким сопротивлением относительно земли поверните флажок кнопок проверки и совместите его с гнездом под надписью «ПК1». При исправных элементах схемы блокировки загорается сигнальная лампа и исключена возможность включения осветительной сети кнопкой «Пуск».  

    5 Требования к знаниям студента.

    После проведения практического занятия студент должен знать:

    назначение и особенности конструкции рудничных светильников и элементов осветительного аппарата;

    способ подключения и схему электрических   соединений осветительного аппарата;  

    порядок проверки работоспособности всех видов защит и блокировок, предусмотренных схемой электрических соединений осветительного аппарата;

    уметь: 

    выявить дефекты, нарушающие взрывозащиту осветительного аппарата, рудничных светильников, и устранить их по мере возможности;

    выявить неисправности механической блокировки осветительного аппарата, рудничных светильников и устранить их по мере возможности;

    подключить осветительный аппарат к сети и нагрузке, опробовать работоспособность осветительной установки и всех видов защит и блокировок осветительного аппарата;

    сделать вывод о пригодности осветительной установки к дальнейшей эксплуатации.

    6 Содержание отчета.

    6.1 Опишите особенности конструкции рудничных светильников РП–100, РВЛ–20М и способы обеспечения взрывозащиты.  

    6.2 Опишите особенности конструкции осветительного аппарата АОС–4, а также виды защит и блокировок, предусмотренные электрической схемой аппарата. 

    6.3 Опишите способ подсоединения аппарата к сети и нагрузке. 

    6.4 Опишите способ подключения светильника к сети.

    6.5 Ответьте на вопросы:

    6.5.1 как проверить работоспособность защиты от токов короткого замыкания, встроенной в автоматический выключатель?;

    6.5.2 как проверить работоспособность схемы блокировки от утечек тока?;

    6.5.3 как проверить работоспособность защиты от утечек тока?;

    6.5.4 как заземляется корпус рудничного светильника?

 

Список рекомендуемой литературы

 

   1 Правила безопасности в угольных шахтах. Киев. 1996.

   2 Электрооборудование и электроснабжение участка шахты. Справочник. Р.Г. Беккер, В.В. Дегтярев, Л.В. Седаков, М., Недра, 1983 (с. 285–293).    

     

Занятие 45

  Семинарское занятие 4.

 

Тема занятия «Электрооборудование для освещения горных выработок».

 

  Цель занятия: Закрепить полученные знания по теме предмета. Научиться выполнять расчёт освещения рабочих мест в подземных выработках.

 

   Перечень вопросов и заданий, выносимых на семинарское занятие:

 

   1 Значение освещения подземных горных выработок.

   2 Основные светотехнические величины. Световой поток F, сила света I. Определение, размерность.

   3 Основные светотехнические величины. Освещённость Е, яркость В. Определение, размерность.

   4 Электрические источники света, их свойства. Лампы накаливания: принцип работы, достоинства и недостатки.

   5 Электрические источники света, их свойства. Люминесцентные лампы: устройство, принцип работы, достоинства и недостатки.

   6 Электрические источники света, их свойства. Дуговые ртутные лампы: устройство принцип работы, достоинства и недостатки.

   7 Схема зажигания и включения в сеть светильников РВЛ-20М, РВР-40М. Назначение основных элементов. Принцип работы схемы.

   8 Конструктивные особенности светильника РП-100М. Способ обеспечения взрывозащиты. Область применения светильников.

   9 Конструктивные особенности светильника РВЛ-20М. Способ обеспечения взрывозащиты. Область применения светильников.

   10 Конструктивные особенности шахтного головного аккумуляторного светильника РГГ-5. Область применения светильников.

   11 Оборудование осветительных сетей: осветительные трансформаторы и аппараты. Назначение, конструктивные особенности.

   12 Схема осветительной сети с использованием осветительного трансформатора ТСШ. Назначение основных элементов схемы. Принцип работы схемы.

   13 Схема осветительной сети с использованием осветительного аппарата АОС-4. Назначение основных элементов схемы. Принцип работы схемы.

         14 Решение типовых задач по выбору типа светильников, их количества для освещения выработок в соответствии с нормируемой освещённостью; определению расчётной мощности и выбору осветительного аппарата.

 

Методические указания к подготовке студента к семинарскому занятию.

 

     Задания, выносимые на семинарское занятие, цель темы занятия очень актуальны, так как формируют Вас как специалиста по избранной Вами специальности.

    Целью изучения темы является получение знаний, умений и навыков, необходимых в период эксплуатации и ремонта электроосветительных сетей и установок.

При подготовке к семинарскому занятию необходимо повторить пройденный материал по темам занятий:

41 Значение освещения подземных горных выработок. Основные светотехнические величины. Электрические источники света, их свойства.

42 Стационарные и переносные рудничные осветительные приборы. Назначение, типы, конструкция, технические данные, схемы включения в электрическую сеть. Электрооборудование и принципиальные схемы электрических осветительных установок.

43 Методы расчета электрического освещения в подземных горных выработках. Нормы освещенности рабочих мест. Требования Правил безопасности при эксплуатации осветительных сетей и установок.

     При повторении материала следует уяснить принципиальные различия между такими понятиями, как световой поток, сила света и освещенность.

Необходимо обратить внимание на конструктивные особенности, принцип работы основных источников света и их свойства; конструктивные особенности рудничных стационарных и переносных светильников и способы обеспечения взрывозащиты. Конструкцию осветительных аппаратов и трансформаторов; на принципиальные отличия электрической схемы осветительной сети при применении осветительных аппаратов и осветительных трансформаторов; на требования ПБ, распространяемые на область применения осветительных приборов, устройство и эксплуатацию шахтных осветительных сетей.

    Изучая методику расчета осветительных сетей, следует иметь в виду, что для соответствующих горных выработок «Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт»

[с. 124-125, таблица XV.1] устанавливают определенные нормы освещенности и рекомендации по размещению светильников. Для горных выработок, приведенных в таблице (камер ЦПП, насосов главного водоотлива, локомотивных гаражей, подземных здравпунктов), расчёт освещения следует выполнять уточнённым методом коэффициента использования светового потока.

    В таблице XV.2 «Правил технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт» приводится расстояние между светильниками для освещения рабочих мест в выработках при обеспечении нормируемой освещённости в зависимости от типа светильника и мощности лампы [2]. В связи с этим, можно использовать упрощённый метод расчёта освещения, по которому определяется расстояние между светильниками в зависимости от типа светильников, применяемых для освещения рабочих мест конкретных выработок (людских ходков, уклонов, бремсбергов, квершлагов, откаточных и конвейерных штреков.).

 

    Требования к знаниям и умениям студента:

   Студент должен знать:

 

    1 Определение, размерность основных светотехнических величин и формулы, по которым они рассчитываются.

    2 Электрические источники света, их свойства, устройство, принцип работы, достоинства и недостатки.

    3 Конструктивные особенности рудничных светильников. Способ обеспечения взрывозащиты. Область применения светильников.

    4 Оборудование осветительных сетей. Назначение, конструктивные особенности осветительных трансформаторов и аппаратов.

    5 Схемы осветительных сетей с использованием осветительных трансформаторов и аппаратов. Назначение основных элементов схемы. Принцип работы схем.

    6 Методы расчёта освещения подземных горных выработок.

Студент должен уметь:

      1 Выявить дефекты, нарушающие взрывозащиту осветительного аппарата, рудничных светильников, и устранить их по мере возможности.

    2 Выявить неисправности механической блокировки осветительного аппарата, рудничных светильников и устранить их по мере возможности.

3 Подключить осветительный аппарат к сети и нагрузке, опробовать работоспособность осветительной установки и всех видов защит и блокировок осветительного аппарата.

    4 Решать типовые задачи по выбору типа светильников, их количества для освещения выработок в соответствии с нормируемой освещённостью; определению расчётной мощности и выбору осветительного аппарата.

---

Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 1131; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!