Perspektywy zwiększania bezpieczeństwa eksploatacji sieci elektroenergetycznych kopalń metanowych w oparciu o ultraszybkie wyłączanie dopływu energii

(1)

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄ SKIEJ S é r i a s G órnictw o z . 61

_________1974 Nr k o l . 406

Z bign iew K o w e lsk i Henryk P u dełk o

PERSPEKTYWY ZWIĘKSZANIA BEZPIECZEŃSTWA EKSPLOATACJI SIE C I ELEKTROENERGETYCZNYCH KOPALS METANOWYCH W OPARCIU O ULTRASZYBKIE WYŁĄCZANIE DOPŁYWU ENERGII

S t r e s z c z e n i e . P r z e d sta w io n o z a g a d n ie n ia b e z p ie c z e ń s tw a e k s p l o a t a c j i g ó r n ic z y c h s i e c i e le k t r o e n e r g e t y c z n y c h n i s k i e g o n a p i ę c i a o r a z p e rsp e k ty w y k o n s t r u k c ji u l t r a s z y b k i e g o w y łą c z n ik a w o p a r c iu o s t a ty c z n e ł ą c z n i k i i ele m en ty p ó łp rzew o d n ik o w e. Omówiono sp o só b o g r a n i

c z a n ia e n e r g i i w m i e js c u u s z k o d z e n ia i z o l a c j i o r a z podano a n a l i z ę p r z e b ie g u w y łą c z a n ia . O p isan e p roblem y mogą z n a le ź ć s z c z e g ó ln e z a s t o s o w a n ie p r z y e l e k t r y f i k a c j i k o p a lń o z a g r o ż e n iu metanowym i py

łowym.

1 . Wstęp

Kom pleksow e b e z p ie c z e ń stw o e k s p l o a t a c j i s i e c i e le k t r o e n e r g e t y c z n y c h j e s t podstawowym problem em e l e k t r y f i k a c j i p o d z ie m i k o p a l ń ,s z c z e g ó l n i e n i e b e z p ie c z n y c h z u w agi n a w y stę p o w an ie p y łu w ęglow ego i m etan u .

D a ls z y ro zw ó j g ó r n ic tw a zw iązan y j e s t z k o n ie c z n o ś c i ą z a s t ą p i e n i a en er

g i i p n e u m aty czn ej e n e r g ią e le k t r y c z n ą i c a ł k o w it ą e l e k t r y f i k a c j ą o d d z ia łów wydobywczych. O chrona od skutków r a ż e n i a prądem e le k try c z n y m o r a z od sku tków wybuchu p y łu i m etanu j e s t elem entem kom pleksow ego b e z p ie c z e ń s tw a . E n e r g ia w y d z ie lo n a w m i e js c u u s z k o d z e n ia i z o l a c j i sta n o w i głów ny c z y n n ik o k r e ś l a j ą c y s k u t e c z n o ś ć t e j o ch ro n y . D otyohczasow y sy ste m z a s i l a n i a o - p a r t y j e s t n a s i e c i a c h i s k r o b e z p ie c z n y c h sła b o p rą d o w y c h i n i e i s k r o b e z - p ie c z n y c h iz o lo w an y c h siln o p r ą d o w y c h .

W w arun kach e l e k t r y f i k a c j i p o d z ie m i k o p a lń z n ag ły m i w yrzu tam i m etanu i k o p a lń o z a g r o ż e n iu pyłowym p r z y j ę t e k r y t e r i a s ą n ie w y s t a r c z a ją c e . B e z p ie c z e ń stw o e k s p l o a t a c j i s i e c i e le k tr o e n e r g e ty c z n y c h j e s t f u n k c ją param e

trów R , L , C u k ła d u e n e r g e ty c z n e g o , c z a s u t r w a n ia z a k ł ó c e n i a , e n e r g i i , m ocy, n a p i ę c i a i p r ą d u . K r y t e r i a ocen y ty c h p aram etrów o k r e ś lo n e n a d r o d ze e k s p e r y m e n ta ln e j r ó ż n i ą s i ę z n a c z n i e ,z a l e ż n i e od p r z y j ę t e j m etodyki b a dań i a n a l i z y r o d z a ju z a g r o ż e n i a .

W y stę p u ją c e z a g r o ż e n i a n a r u s z e n ia b e z p ie c z e ń s tw a e k s p l o a t a c j i o b e jm u ją d z i a ł a n i a t wybuchow o-pożarow e i ra ż e n io w e . Podstawowym źró d łe m z a g r o ż e n ia wybuchowego s ą z w a r c ia łukow e doziemne i m ię d zy fazo w e , zarów no w y s tę p u ją ce w p rzew o d ach e le k t r o e n e r g e t y c z n y c h j a k i w o s ło n a c h budowy z a m k n ię te j.

O słon y o g n i o s z c z e ln e mogą w n ie k o r z y s t n y c h p rz y p a d k a c h w ew nętrznego zw ar

c i a łukow ego n i e st a n o w ić ż a d n e j o c h ro n y , j e ż e l i p o w s ta łe u k ła d y e l e k t r o d

(2)

66 Z bign iew K o w a lsk i, 'len ryk Pudełko

s k i e r u j ą s t r u m ie n ie plazm y n a obudowę. P rzy d o s t a t e c z n e j e n e r g i i tych s lr u - m ie n i n a s t ą p i p r z e p a l e n i e o s ło n y i p r z e n i e s i e n i e z a g r o ż e n ia n a ze w n ątrz .

M in im aln a e n e r g ia z a p ło n u m ie sz a n in y m etanu i p o w ie t r z a j e s t rz ę d u s e te k m i l i d ż u l i . E n e r g ia w y d z ie la ją c a s i ę p rz y z w a rc ia c h łukow ych wynosi k i l k a d z i e s i ą t do k il k u t y s i ę c y w ato sek u n d .

O słon y o g i i o s z c z e l n e l o k a l i z u j ą m i e js c e ew en tu aln ego z a g r o ż e n i a , j e ż e l i w y s tę p u je w o b r ę b ie obudowy. Z uw agi n a m ałe m oce,obw ody i s k r o b e z p i e c z - n e o b e jm u ją u k ła d y s t e r o w a n ia , s y g n a l i z a c j i i z a b e z p ie c z e ń a w ięc ró w n ież n i e r o z w ią z u ją z a g a d n ie n ia kom pleksow ego b e z p ie c z e ń stw a wybuchowego.

O g r a n ic z e n ie e n e r g i i w m i e js c u u sz k o d z e n ia wpływa d e c y d u ją c o na b e z p ie c z e ń stw o e k s p l o a t a c j i s i e c i e le k tr o e n e r g e ty c z n y c h . W s y s t e m ie s e p a r a c j i ź r ó d e ł e n e r g i i od m i e j s c a u sz k o d z e n ia i z o l a c j i z a s a d n i c z ą r o l ę o d g ry wa c z a s tr w a n ia z a k łó c e n ia , n ie d o p u s z c z e n ie do p r z e n i e s i e n i a w yładow ania łukow ego p o z a o s ło n y k a b l i i przewodów o r a z o s ło n y o g n io s z c z e ln e ma i s t o t n e z n a c z e n ie d l a b e z p ie c z e ń stw a wybuchowego i ra ż e n io w e g o .

System s e p a r a c j i m i e j s c a u sz k o d z e n ia i z o l a c j i od ź r ó d e ł e n e r g i i p o le g a n a w y łą c z e n iu głów nego ź r ó d ła z a s i l a n i a o r a z z w ie r a n iu ź r ó d e ł in d u k u ją cy ch s i ł y e le k tro m o to r y c z n e po w y łą c z e n iu . W z a k r e s i e z a g r o ż e n ia r a ż e n i o wego n a le ż y s i ę l i c z y ć z n ie b e z p ie c z n y m d z ia ła n ie m p rąd u e le k tr y c z n e g o na org an izm c z ło w ie k a powodowanym a m p litu d ą p rąd u i czasem p rze p ły w u .

R o z rz u t mocy i e n e r g i i p rz y z a g r o ż e n iu wybuchowym i rażeniow ym j e s t b a r

dzo duży i z m ie n ia s i ę od p rzy p ad k u do p rzy p ad k u . Wybór m in im a ln e j e n e r

g i i ,w y n i k a j ą c e j z a n a l i z y w s z y s t k ic h z a g r o ż e ń ja k o k ry te riu m b e z p ie c z e ń stw a e k s p l o a t a c j i , j e s t n ie m o żliw y z uw agi n a t r u d n o ś c i w z a k r e s i e p r a k t y c z n e j r e a l i z a c j i pom iarów . Isto tn y m z a ś j e s t n i e z a g a d n ie n ie m inim alnej ener

g i i a z a g a d n ie n ie i lo ś c i o w e i ja k o ś c io w e p rz e k a z y w a n ia e n e r g i i do m i e js c a z w a r c ia o r a z w j a k i sp o s ó b j e j w a r to ś ć z a le ż y od param etrów obwodu e le k t r y c z n e g o . S tą d jedynym możliwym do p r z y j ę c i a k r y te r iu m b e z p ie c z e ń stw a dla ro zw ażan y ch p aram etrów u k ład u s i e c i j e s t c z a s o d se p e ro w a n ia u szk o d zo n eg o o d c in k a s i e c i od ź r ó d e ł e n e r g i i . A n a liz a k r y te r ió w b e z p ie c z e ń stw a s i e c i z izolow anym punktem zerowym z punktu w id z e n ia z a g r o ż e n ia ra ż e n io w e g o u jaw n i a b a rd z o ważne w ł a ś c iw o ś c i. P rzy p o je m n o śc ia c h s i e c i w yższych od o k re ś l o n e j w a r t o ś c i w z ro st r e z y s t a n c j i i z o l a c j i s i e c i pow oduje z w ię k sz e n ie w a r t o ś c i p rąd u u s z k o d z e n ia . W s i e c i a c h z izolow anym punktem zerowym z kom

p e n s a c ją prądów p ojem n o ścio w ych , w p rzy p ad k u p rzekom pen sow ania o k r e ś lo n e j w a r t o ś c i i n d u k c y jn o ś c i , p o d w y ższen ie r e z y s t a n c j i i z o l a c j i s i e c i spow oduje w z r o st p rą d u u s z k o d z e n ia . W zw iązku z tym r e z y s t a n c j a i z o l a c j i f a z s i e c i w sto su n k u do z ie m i n i e może sta n o w ić b ezw zględ n ego k ry te riu m b e z p ie c z e ń stw a e k s p l o a t a c j i . W p rzy p ad k u m e ch an iczn ego u sz k o d z e n ia i z o l a c j i obwodu e le k tr y c z n e g o n ie b e z p ie c z n e ro z ła d o w a n ie e n e r g i i w m ie js c u u szk od zen ia pow

s t a n i e n i e z a l e ż n i e od t e g o , ja k a w a r to ść r e z y s t a n c j i i z o l a c j i p o p r z e d z a ła s t a n z a k łó c e n ia .

W artość p o je m n o śc i s i e c i , p rz y k t ó r e j z w ię k sz e n ie r e z y s t a n c j i i z o l a c j i sp o w o d u je z w ię k sz e n ie p rąd u p r z e p ły w a ją c e g o p r z e z c z ło w ie k a z a l e ż y od j e

(3)

P ersp ek ty w y z w ię k s z a n ia b e z p ie c z e ń s tw a e k s p l o a t a c j i . . 67

go r e z y s t a n c j i . Im r e z y s t a n c j a b ę d z ie w ię k s z a tym m n ie js z a b ę d z ie w a r t o ś ć t e j p o je m n o ś c i. A w ię c p o jem n o ść s i e c i w y ższa od o k r e ś l o n e j w a r t o ś c i lu b in d u k c y jn o ś ć m n ie js z a p rz y p o d w yższan iu r e z y s t a n c j i i z o l a c j i p o g a r s z a ją w aru n ki b e z p ie c z e ń s tw a . U z n a ją c s ł u s z n o ś ć p ow yższych s t w ie r d z e ń d l a kom

p le k so w eg o b e z p ie c z e ń stw a e k s p l o a t a c j i s i e c i sto s o w a n ie k o m p e n sa c ji n ie a u to m a ty c z n e j prądów p o je m n o śc io w y c h ,tra n sfo rm a to ró w s e p a r a c y j n y c h ,j e s t z p un ktu w id z e n ia och ron y r a ż e n io w e j i wybuchu m etanu m ało s k u te c z n e a p rzy jm o w an ie ja k o k r y te r iu m b e z p ie c z e ń stw a t y lk o r e z y s t a n c j ę i z o l a c j i n ie w y s t a r c z a ją c e .

Kom pleksow e b e z p ie c z e ń stw o e k s p l o a t a c j i można zapew n ić w s y s t e m ie u lt r a s z y b k ie g o w y łą c z e n ia i s e p a r a c j i ź r ó d e ł e n e r g i i ,

M ech an iczn e u sz k o d z e n ia przewodów p row ad zą do dwóch z a s a d n ic z y c h z a k łó c e ń : z w a r c ia doziem nego lu b z w a r c ia m ięd zy fazo w eg o . W s i e c i a c h e l e k t r o e n e r g e ty c z n y c h w a r t o ś c i s k u te c z n e sk ład o w y ch okresow ych prądów z w a r c ia o - s i ą g a j ą p r z y n a p i ę c i a c h do 1000 V k i l k a t y s i ę c y am per. N a jc z ę ś c i e j w y stę

p u ją u s z k o d z e n ia przewodów w z a sta w k a c h p r z e n o ś n ik a o r a z p r z e z wyrwanie z wpustów i sp rz ę g n ik ó w . Z a sa d a s z y b k ie g o w y łą c z a n ia prądów i s e p a r a c ji źró d e ł e n e r g i i od m i e j s c a u s z k o d z e n ia i z o l a c j i może zapew n ić b e z p ie c z e ń stw o e k s p l o a t a c j i pod w arunkiem sk u te c z n e g o w y łą c z a n ia w od pow iedn io k ró tk im c z a s i e i o g r a n i c z e n i a dopływu e n e r g i i do m i e j s c a u s z k o d z e n ia . N iezn an e s ą a k t u a l n i e p r ę d k o ś c i u sz k o d z e ń m ech an iczn ych p ro w ad zący ch do z a k łó c e ń e l e k t r y c z n y c h , u sz k o d z e ń k t ó r e z a c h o d z ą p rz y wyrwaniu przewodów z wpustów o r a z p rz y n a r a ż e n ia c h m ech an iczn ych przewodów w ś c i a n i e e k s p l o a t a c y jn e j.

R e a ln ie w y s tę p u ją c e u s z k o d z e n ia zarów no p r z y wyrywaniu j a k i z g n ia t a n i u od b y w ają s i ę z p r ę d k o ś c i ą m n i e js z ą n i ż 5 m /s. W z a k r e s i e u sz k o d z e ń mecha

n ic z n y c h przew ody z ekranem izolow anym z n a c z n ie k o r z y s t n i e j e li m i n u ją o - r a z z m n i e js z a ją p raw d o pod ob ień stw o wybuchu w p o łą c z e n iu z u k ład am i u l t r a s z y b k ie g o w y łą c z a n ia i s e p a r a c j i ź r ó d e ł e n e r g i i , n i ż przew ody z ekranem uziem ionym . I n a c z e j w y g ląd a z a g a d n ie n ie w prow adzen ia przewodów do m aszyn i u r z ą d z e ń . W tym p rzy p ad k u czy n n ik ie m g w aran tu jący m b e z p ie c z e ń stw o może być w y łą c z n ie s p r z ę g n ik lu b w pust z z a b e z p ie c z e n ie m p r z e d w yrw aniem .Każde w yrw anie przew odu m u si być zw iązan e z w c z e śn ie js z y m w y łączen iem i zw arciem ź r ó d e ł e n e r g i i .

Z p un ktu w id z e n ia kom pleksow ego b e z p ie c z e ń stw a e k s p l o a t a c j i s i e c i e le k try czn y ch ^ sy s te m u l t r a s z y b k i e g o w y łą c z a n ia pow in ien obejm ować z a b e z p ie c z e n i a od sk u tk ó w :

- w yrw ania przewodów z wprow adzeń do m aszyn i a p a ra tó w ,

- n a r a ż e ń m e ch an iczn y ch przewodów b ez u sz k o d z e n ia ze w n ę trz n e j opony (zw ar

c i a w e w n ętrzn e),

- n a r a ż e ń m e ch an iczn y ch z u szk o d ze n iem z e w n ę trz n e j opon y,

- p r z e n i e s i e n i a zw arć łukow ych w o s ło n a c h o g n io s z c z e ln y c h n a zew n ątrz w sk u tek n is z c z ą c e g o d z i a ł a n i a s tr u m ie n i p lazm y .

(4)

68 Z bign iew K o w a lsk i, Henryk P u dełko

S z y b k ie w y łą c z a n ie p rą d u p rz y p odan ych r o d z a ja c h u sz k o d z e ń z n a c z n i e z m n ie js z a p raw d o p o d o b ień stw a z a g r o ż e n ia wybuchowego i rażen iow ego.K om p le k so w e b e z p ie c z e ń stw o powinno u w z g lę d n ia ć och ron ę s i e c i z u lt r a s z y b k im w y łączan iem w p rzy p ad k u z a i s t n i e n i a k ażd eg o z w ym ienionych zagrożeń .W sy s t e m ie tym i s t n i e j ą r e a l n e s z a n s e r o z s z e r z e n i a z a k r e s u s to s o w a n ia ż y ł k a

b l i i przewodów z alum inium z a m ia s t m ie d z i ró w n ie ż w p o d z ie m ia c h k o p a lń m etanow ych, co m iało b y poważny a s p e k t ekonom iczny.

B a d a n ia prow adzone w z a k r e s i e u p r z e d z a ją c e g o w y łą c z a n ia w I n s t y t u t a c h MAKHII i WOSTHII n a s u w a ją i s t o t n e w n io sk i d l a d a ls z y c h b ad ań i opracow ań k o n str u k c y jn y c h . P r z y szy b k im w y łą c z e n iu i o d se p aro w an iu m i e j s c a u sz k o d z e n i a i z o l a c j i od ź r ó d e ł e n e r g i i , w y ładow an ia e le k t r y c z n e łukow e n i e wydo

s t a j ą s i ę n a zew n ątrz o s ło n a e n e r g ia w yładow an ia p r a k t y c z n ie n i e z a l e ż y od mocy t r a n s f o r m a t o r a , o b c ią ż e n i a i n a p i ę c i a s i e c i . O d c ię c ie dopływu en er

g i i do m i e j s c a u sz k o d z e n ia i z o l a c j i od ź r ó d e ł z a s i l a n i a o r a z stw ie r d z o n e o b n iż e n ia w a r t o ś c i prądów i n a p ię ć u z a s a d n i a ją p ow yższe s p o s t r z e ż e n i a .S p o ś r ó d w i e l k o ś c i s e n e r g i a , m oc, p r ą d , n a p i ę c i e , r e z y s t a n c j a i c z a s tr w a n ia z a k ł ó c e n i a , ja k o k r y te r iu m kom pleksow ego b e z p ie c z e ń stw a e k s p l o a t a c j i moż

n a u zn ać je d y n ie c z a s . C zynnik c z a s u p o s i a d a ró w n ie ż i s t o t n e zn ac ze n ie d la r e a k c j i o rgan izm u c z ło w ie k a . C zas p rzep ły w u p rą d u z e w zględ u n a s k u t k i r a ż e n ia o r a z c z a s tr w a n ia z a k łó c e n ia ze w zglę d u n a z a g r o ż e n ie wybuchowe9o d - p o w ia d a ją wymaganiom kom pleksow ego b e z p ie c z e ń s tw a . W o p a r c iu o p rzep row a

dzon e p o r ó w n a n ia ,z a g a d n ie n ie b e z p ie c z e ń stw a e k s p l o a t a c j i można sp ro w a d z ić do u k ła d u z s z y b k o d z ia ł a ją c y m i łą c z n ik a m i i z a b e z p ie c z e n ia m i o k r ó tk ic h c z a s a c h d z i a ł a n i a p o n i ż e j 1 m s. R e a l i z a c j a z a g a d n ie n ia w o p a r c iu o te c h n ik ę p ółp rzew od n ik ow ą z w ię k sz a s z a n s e p ow od zen ia p r z e d s i ę w z i ę c i a , u m o ż li

w ia r e a l i z a c j ę k r ó t k ic h czasó w z a d z i a ł a n i a p r z y d u ż e j t r w a ł o ś c i i n ie z a w o d n o śc i c a ł e g o sy ste m u .

2 . ffybór u k ła d u modelowego

B a d a n ia e k sp e ry m e n ta ln e w Z a k ła d z ie E l e k t r y f i k a c j i K opalń ZKMPW nad system em u lt r a s z y b k i e g o w y łą c z a n ia p rzep row ad zon o w t r ó jf a z o w e j s i e c i o n a p i ę c i u 220 V z tra n sfo rm a to re m 3 ,5 kVA, z a s i l a j ą c y m s i l n ik w i e r t a r k i e l e k t r y c z n e j o mocy 1 kff. Schem at blokow y u k ła d u u l t r a s z y b k ie g o w y łą c z a n ia i s e p a r a c j i ź r ó d e ł z a s i l a n i a p r z e d s t a w ia r y s . 1.W s y s t e m ie za sto so w a n o w y łą c z n ik w obw odzie p rą d u s t a ł e g o o rów n o ległym u k ł a d z ie gaszeniow ym do ł ą c z e n i a p u n ktu gw iazdow ego t r a n s f o r m a t o r a z a s i l a j ą c e g o . R ów n oległy u k ła d g a sz e n io w y w y k azu je n ie c o s ł a b s z e o g r a n i c z e n i e prądu zwar

ciow ego n i ż sze re g o w y u k ła d g a sz e n io w y , l e c z n i e pow oduje o s t r y c h p r z e p i ę ć , k t ó r e s ą n ie o d łączn y m z ja w isk ie m u k ład u sz e re g o w e g o . E n e r g ia p o

t r z e b n a do w y łą c z e n ia zgrom adzona J e s t w k o n d e n sa to r z e gaszeniow ym d o ła dowywanym w sp o s ó b c i ą g ł y n a p ię c ie m t r a n s f o r m a t o r a z a s i l a j ą c e g o . R o zład o wywanie c z ę ś c i e n e r g i i s i e c i o r a z o d c i ę c i e ź r ó d e ł s i ł e le k tro m o to r y c z n y c h

(5)

P e rsp ek ty w y z w ię k s z a n ia b e z p ie c z e ń s tw a e k s p l o a t a c j i . . 69

od m i e j s c a u s z k o d z e n ia i z o l a c j i przewodów r e a l i z u j ą n a z a c i s k a c h w y jś c io wych t r a n s f o r m a t o r a i o d b io r n ik a t r ó jfa z o w e s t a t y c z n e z w ie r a c z e .

R y s. 1 . Schem at blokow y u k ła d u u l t r a s z y b k i e g o w y łą c z a n ia i s e p a r a c j i ź r ó d e ł e n e r g i i

1 - z e s p ó ł łą c z e n io w y , 2 - ź r ó d ło z a s i l a n i a , 3 - z e s p ó ł elem entów pomoc

n ic z y c h , 4 - o d b io r n i k , 5 - z e s p ó ł z w ie r a c z a lin io w e g o , 6 - z e s p ó ł zw ie

r a c z a m aszyn ow ego, 7 - z e s p ó ł s t e r u j ą c y

Z e sp ó ł łą c z e n io w y s k ł a d a s i ę z t y r y s t o r a ro b o c z e g o w u k ł a d z i e p ro sto w a n i a t r ó jfa z o w e g o p e łn o o k re so w e g o o r a z u k ła d u wymuszonego g a s z e n i a , ź r ó d ło z a s i l a n i a sta n o w i t r a n s f o r m a t o r m ocy, k t ó r e g o u z w o je n ie w tórn e j e s t k o ja rz o n e w g w ia z d ę z a pom ocą z e s p o łu łą c z e n io w e g o .

W s k ł a d z e s p o łu s t e r u j ą c e g o wchodzą obwody z a p e w n ia ją c e :

- w y tw o rzen ie o d p o w ie d n ieg o s y g n a łu w y z w a la ją c e g o d l a t y r y s t o r a ro b o c z e g o i u k ła d u g a sz e n io w e g o ,

- s t e r o w a n ie manewrowe i sy ste m b lo k a d z e sp o łó w z w ie r a ją c y c h , - d e t e k c ję s t a n u a w a ry jn e g o w obw odzie z a s i l a n i a o d b io r n ik a .

Ha r y s . 2 p r z e d sta w io n o sch em at obwodów e le k tr y c z n y c h m odelu o równo

le g ły m u k ł a d z i e gaszeniow ym w y łą c z n ik a ze sp r z ę ż e n ie m zwrotnym , z r e a l i z o wanym z a pomocą b o c z n ik a i d y sk ry m ln a to r a d l a stan ó w za k łó c e n io w y c h o r a z z e ste ro w n ik ie m kontaktronow ym d l a p r a c y m an ew ro w ej.D y sk ry m in ato r s p e ł n i a r o l ę s z y b k o d z ia ł a ją c e g o z a b e z p ie c z e n ia n ad p rąd ow ego. Z aw iera elem en ty p r z e ł ą c z a j ą c e z a p e w n ia ją c e s t a ł y poziom z a d z i a ł a n i a o o k r e ś l o n e j w a r t o ś c i . D y sk ry m in ato r w s t o p n iu w ejściow ym z a w ie r a c z ło n c a ł k u ją e o - r ó ż n i c z k u ją c y , r o z r ó ż n i a ją c y p r z e c i ą ż e n i a od zw arć. A lt e r n a t y w n ie » d la b ad ań m odelu p r z e w id z ia n o w m i e j s c e b o c z n ik a t r a n s f o r m a t o r r ó ż n i c z k u ją c y d i / d t . C z a s z a ł ą c z a n i a u k ła d u g a s z ą c e g o j e s t sumą czasó w o p ó ź n ie n ia w ła sn e g o z a p ło n u t y r y s t o r a u k ła d u g a s z ą c e g o , c z a s u w ła sn e g o z a d z i a ł a n i a u k ła d u s t e r u j ą c e g o i c z a s u z a d z i a ł a n i a d y s k r y m ln a to r a . W p rzy p ad k u w yrw ania przew odu z w p u stu , c z a s z a ł ą c z e n i a u k ła d u g a s z ą c e g o j e s t sumą o p ó ź n ie n ia 1 c z a s u w ła sn e g o u - k ła d u s t e r u j ą c e g o o r a z o p ó ź n ie n ia w ła sn e g o z a p ło n u t y r y s t o r a , a p r z y p r a cy manewrowej sumą czasó w o p ó ź n ie n ia w ła sn e g o z a p ło n u t y r y s t o r a i c z a su w ła sn e g o u k ła d u s t e r u j ą c e g o .

(6)

70 Z bign iew K o w a lsk i, Henryk Pudełko

1 • 1 - aJ ©

& 'Ö >łPł 0 to O © * O-H

•H-oO-PH B 03 *H ©4»

•d

i ö a3 ta ©

£>*0 o»d 1 ,0 H o os n

O s

MM bOO<Tv O .M .* •!«

?>>d u r-

»d 0 03

>» , £ 4» -H - 1 o n o iMbO 0 >s3 bo rl0) « S f c l S

O e

•H P-Ö 8f M n © N rl f I M O n o ą)

* « +»OJ bo 0©£4 d 0 0 'd d .0^u 0 3^

<a Oi + * 0

* 1 >,.04»

■H 1 « O (0

a 0, 0 0

N ^ in ° 6 O Ä ,o 34 © flf • 0 o*d rM >> -fc -p n 0 4» 00

£ af'ö äM

•nN n h

O 03 -H O O d bO rł *d +> *4 rl a> •H 00 n

■H 0 d >»c ©

M d o h S ^

X> S «f>>3< O

>> ■H 4» 4» 'd

N xi a d

o *0 3 1 1 M

u a © 4» r-oj d © 4» >» ta &4 ł.©

rH J Jh'O ¿4 0 0 d O O.'« • £ fj•H 0^d«<0^co

•H N ^ ^ a # f < o

«H AD o ^ o a bO • ^ 0 0 4»

U hd4> n 0

©

§

a -o o >» ►>

0 fi O H N 0 -H n 0 ©

►» o« «3 n iHł© 434» 10a 1

*d M ^ bO-H _

VD © © *

H • £ ©

©MOkO

•HO© •

>» m n © * >»

N •h £ 3-, 00 O q 0 3 -H d*

H h O f l S

•H © O-H O s0)©

•H 04» ar4 d

©rM bo

* 1 © >J

N a 0 ©

>»

a

W 0 d 4»

•co bon «3

>» © © 0 0>» S ^ S S S

u flO N Ń -d

4» of d n

34 ■nkn >i O

d © 34 4» I 0 4» 4» O

•dd ^U O > » * O H ń o rM

&

VłrM >, 0X3 0 4» • C ftbO 0 O B© 1 (0

• 14 © * • OJ 4 » « O x iO

OB4 d*

• l i d ta

O *4 • O

& Ł 0,0 d E4h3 nS4 to

(7)

K o n d e n sa to r g a sz e n io w y j e s t ładow any w sp o s ó b c i ą g ł y z w ew nętrznego ź r ó d ł a z a s i l a n i a p o p r z e z r e z y s t a n c j ę , k t ó r e j w a r to ś ć s p e ł n i a w arunek

R >

g d z i e :

U - n a p i ę c i e ź r ó d ł a ,

1^ - p a r a m e tr o k r e ś l a j ą c y p r ą d p rz e w o d z e n ia t y r y s t o r a w n a j n i e k o r z y s t n i e j s z y c h w arunkach te r m ic z n y c h .

K o le jn e z a ł ą c z e n i e j e s t m o żliw e po ponownym n ała d o w a n iu k o n d e n s a t o r a , to j e s t po u p ły w ie o k o ło t a 5 T d l a T = RC. O g r a n ic z e n ie s t r o m o ś c i n a r a s t a n i a do w a r t o ś c i d o p u s z c z a ln e j w obw odzie u k ła d u g a s z ą c e g o t y t y s t o - r a r e a l i z u j e d ła w ik , k t ó r e g o in d u k c y jn o ś ó s p e ł n i a n ie ró w n o ść

o

L > ”"33!---U°

max g d z i e :

- d o p u s z c z a ln a str o m o ś ó n a r a s t a n i a p rąd u anodow ego.

max

3 . O p is d z i a ł a n i a

Sy stem u lt r a s z y b k i e g o w y łą c z a n ia ma n a c e l u o g r a n ic z y ć o r a z w strzy m ać dopływ e n e r g i i do m i e j s c a u sz k o d z e n ia p r z e d p ow stan iem z a g r o ż e ń wybucho

wych, p ożarow ych i ra ż e n io w y c h w p rz y p a d k a c h u s z k o d z e n ia i z o l a c j i p rzew o

dów lu b w yrw ania przewodów z wpustów .

W yposażen ie e l e k t r y c z n e sy ste m u s t a n o w ią : u l t r a s z y b k i w y łączn ik s t a t y c z n y , przew ód ekranow any o r a z s t a t y c z n e z w ie r a c z e lin io w y i m aszynow y.

W p rzy p ad k u u s z k o d z e n ia i z o l a c j i przew odu n a s t ę p u je z a d z i a ł a n i e z a b e z p i e c z e n i a upływow ego p o d a ją c e g o s y g n a ł d l a d z i a ł a n i a w y łą c z n ik a .W y łą c z n ik o d łą c z a ź r ó d ło z a s i l a n i a od u sz k o d z o n e j s i e c i » R ó w n o c z e śn ie d z i a ł a j ą z w ie - r a s z e od s t r o n y t r a n s f o r m a t o r a z a s i l a j ą c e g o i s i l n i k a .

Z m i e c e n ie przew odu p ro w ad zące do m ięd ayb iegu n ew ych zw arć w ew nętrz

n ych pow oduje z a d z i a ł a n i e z a b e z p ie c z e ń zw arcio w ych , p o d a n ie s y g n a łu d l a d z i a ł a n i a w y łą c z n ik a i z w ie r a c z y .

W p rzy p ad k u w yrw ania przew odu z w pustu n a s t ę p u je p r z e d u t r a t ą o g n io - s z c z e l n o ś c i , p o ł ą c z e n i a p rz e w ó d -sk rz y n k a p r z y łą c z o w a ,p r z e r w a n ie obwodu s t e r o w a n ia , u l t r a s z y b k i e w y łą c z e n ie prądów ź r ó d ł a o r a z z w a r c ie z a c i s ków t r a n s f o r m a t o r a z a s i l a j ą c e g o i o d b io r n ik a .

(8)

72 Z b ig n iew K o w a lsk i, Henryk Pu dełko

Z w ie r a c z e m a ją z a z a d a n ie w ytłu m ić e n e r g ię e le k tr o m a g n e ty c z n ą w i r u ją cy c h s i l n i k ó w , ro z ła d o w a ć p o je m n o śc i l i n i i p rz e sy ło w y c h i w yelim in ow ać do

pływ e n e r g i i e l e k t r y c z n e j do m i e j s c a u s z k o d z e n ia .

W y p rz e d z a ją c e w y łą c z a n ie w p o łą c z e n iu z przewodem z dodatkowym ekranem izolow anym zap e w n ia s k u t e c z n i e j s z e e lim in o w a n ie z a k łó c e ń w p o s t a c i p r z e c i ę c i a przew odu lu b z g n ie c e n i a z u szk o d ze n iem zew nętrznym opony.W przypad-;

ku zw arć w ew nętrznych i w yrw ania z w pustu k a b l i lu b przewodów z ekranem u z ie m io n y m ,u lt r a s z y b k ie w y łą c z e n ie o r a z s e p a r a c j a ź r ó d e ł z a s i l a n i a s t a n o w ią w y s t a r c z a ją c ą o c h r o n ę ,e lim in u ją c ą z a g r o ż e n ie w ybuchow e,pożarow e i r a - żen io w e .

Ł ą c z e n ia manewrowe d o k o n u je ste r o w n ik k on tak tron ow y p r z e z p o d a n ie im

p u ls u n a t y r y s t o r T 1. T y r y s t o r k o ja r z y u z w o je n ie w tórn e t r a n s f o r m a t o r a za-, s i l a j ą c e g o T r w g w iazd ę i pow oduje z a ł ą c z e n i e o d b io r n ik a M. W y łączen ie o d b io r n ik a d o k o n u je s te r o w n ik p r z e z p o d a n ie im p u lsu w obwód s t e r o w a n ia t y r y s t o r a T 2. T y r y s t o r T1 z o s t a j e w y łączon y n a p ię c ie m k o n d e n sa to r a g a sz e n io w e g o . S z y b k o ść zm ian p rą d u o b c ią ż e n i a zew n ę trzn e go wymusza p rą d ł a dow an ia k o n d e n s a t o r a C w obw odzie z d ław ik ie m L i t y r y s to r e m T 2 .J e ż e l i p r ą d ła d o w a n ia k o n d e n sa to r a z m a le je do w a r t o ś c i p rą d u p o d trz y m a n ia t y r y s t o r a T 2 , n a s t ą p i w y łą c z e n ie p rąd u o b c ią ż e n i a tr ó jfa z o w e g o s i l n i k a M i

z a ł ą c z e n i e z w ie r a c z y Pr3 1 P r 4 .

W p rz y p ad k u a w a ry jn e g o w y łą c z a n ia ,im p u ls s t e r u j ą c y z o s t a j e podany za pom ocą b oczn ikó w lu b tr a n s fo r m a to r ó w Tp p o p r z e z d y sk ry m in a to r r ó ż n i c z k u ją c y De i z e s p ó ł a p a r a t u r y p o m o c n icz e j Łp do u lt r a s z y b k i e g o w y łącz n i k a o r a z z w ie r a c z y .

M ech an iczn e u s z k o d z e n ie opony przew odu sp ow od u je p o d a n ie s y g n a łu wyzwa

l a j ą c e g o p o p r z e z s z y b k o d z i a ł a ją c e z a b e z p ie c z e n ie upływowe D s1.

W yrwanie przew odu zw iązan e j e s t z podaniem im p u lsu w y łą c z a ją c e g o z a po

śre d n ictw e m obwodu ste r o w n ik a k o n tak tro n o w e go SK.

4 . Schem at z a s t ę p c z y u k ła d u i z a ł o ż e n i a w stęp n e a n a l i z y

M odel d l a a n a l i z y p rz e b ie g ó w za c h o d z ą c y c h w obwodach p r z y w yłączan iu o b c i ą ż e n i a p r z e d s t a w ia u k ła d je d n o fazo w y wg r y s . 3 , k tó r y z a w ie r a p o łą c z e n i e sz e re g o w e 4 czw rónlków . T r a n s fo r m a to r odwzorowany j e s t p rz y pomocy c z w ró n ik a " T " , l i n i a p r z e s y ło w a p r z y pomocy czw ó rn ik a " J r " ,a o d b io rn ik przy pomocy z w a rte g o czw ó rn ik a " T " . W obw odzie sze reg o w o z n a jd u je s i ę p o n ad to c z w ó m ik p r o s t y z ło ż o n y z im p e d a n c ji z a w i e r a j ą c e j elem en ty RŁC* zw arte ł ą c z n ik ie m W1 odw zorow ującym z łą c z n ik ie m W2 d z i a ł a n i e u l t r a s z y b k i e g o wy

ł ą c z n i k a . Z w ie r a c z e lin io w e i maszynowe s ą odwzorowane p r z y pomocy jedno-*- biegunow ych łą c z n ik ó w mechanizmowych W3 i W4.

(9)

P ersp ek ty w y z w ię k s z a n ia b e z p ie c z e ń s tw a e k s p l o a t a c j i . . . _____________________ 73

R y s. 3 . Schem at z a s t ę p c z y u k ła d u u l t r a s z y b k i e g o w y łą c z n ik a i z w ie rac z y dla f a z y w y łą c z a n ia

W1 - w y łą c z n ik sy m u lu ją c y t y r y s t o r r o b o c z y , W2 - w y łą c z n ik sy m u lu ją c y t y r y s t o r g a sz e n io w y , W3 - ł ą c z n i k sy m u lu ją c y t y r y s t o r z w ie r a c z a lin io w e g o , W4 - ł ą c z n i k sy m u lu ją c y t y r y s t o r z w ie r a c z a m aszyn ow ego, Cw - p o jem n o ść g a s z e n io w a , Iw , Rw - in d u k c y jn o ś ć i r e z y s t a n c j a t łu m ią c e d i / d t p rą d u ob

wodu g a sz e n io w e g o , L t , R t - p a r a m e try t r a n s f o r m a t o r a , L l , R l , R i , C i - p a r a m e try l i n i i , l o , R o , S - p areim etry o d b io r n ik a

U p r a s z c z a ją c u k ła d z a s t ę p c z y d l a w ykon an ia o b l i c z e ń n i e u w zględ n io n o obwodów m a g n e su ją c y c h s i l n i k a 1 t r a n s f o r m a t o r a ,b o c z n ik u ją c e g o wpływu s tr a t w ż e l a z i e o r a z z a ło ż o n o l in io w e zm iany in d u k c y jn o ś c i r o z p r o s z e n i a t r a n s fo r m a to r a i s i l n i k a . W p r z e d z i a l e c z a s u t Q< t < t 1 w k tórym w ystępuję wy

ł ą c z e n i e , p r z y j e t o s t a ł ą w a r t o ś ć n a p i ę c i a z a s i l a n i a Uo . P o n ad to w ob

l i c z e n i a c h n i e u w zględ n io n o zam ykan ia z w ie r a c z y W3 i W 4,przy czym moment o t w a r c ia w y łą c z n ik a W1 p r z y ję t o d l a t Q - 0 . U p ro sz c z o n y sch em at d l a a n a l i z y p r z e b ie g u w y łą c z a n ia p r z e d s t a w i a r y s . 4.

W,

R y s. 4 . U p ro sz c z o n y sch em at z a s t ę p c z y u l t r a s z y b k i e g o w y łą c z n ik a d l a f a z y w y łą c z a n ia

O z n a c ze n ia j a k n a r y s . 3

D alszym u p ro sz c z e n ie m u k ła d u j e s t p r z y j ę c i e n a j n i e k o r z y s t n i e j s z e g o p rzy

p adku o d p o w ia d a ją c e g o warunkom« 1 , % ✓$> 1 i U2 “ 0 . R o z p o c z ę c ie p r z e b ie g u w y łą c z a n ia t 0 » 0 od pow iad a o t w a r c iu w y łą c z n ik a W1 n a t o m ia s t c z a s z a k o ń c z e n ia p r z e b ie g u w y łą c z a n ia t 1 ( d l a I = O j, o tw a r c iu w y łą c z n i

k a T 2.

(10)

74 Z b ign iew K o w a lsk i, Henryk Pudełko

5 . A n a liz a o s c y l a c y jn e g o p r z e b ie g u w y łą c z a n ia

Równanie ró żn ic z k o w e obwodu z a s t ę p c z e g o w y łą c z n ik a s z y b k ie g o d l a fa z y w y łą c z a n ia ma p o s t a ć :

L d i / d t + Ra + ^ f i d t - UQ

W ró w n an iu d l a u p r o s z c z e n ia z a p i s u p r z y ję t o

L " \ + L z t + L1 + Lzo

o r a z

R “ ®w + Rz t + R1 + Rzo

Z a s t ą p i e n i e w i e l k o ś c i

du

i d t = n cp i » C - j | Ł o r a z £ / i

w ró w n an iu c h a r a k te r y sty c z n y m n a p ię ć obwodu sze re g o w e g o z elem en tam i R1C

L d i / d t + R . i + ^ J i d t « 0 ,

p ro w a d z i «4.0 ró w n a n ia ró żn ic z k o w e g o d r u g ie g o rz ę d u

d2u „ „ du.

- d 2 - ! - j f ® + X 5 uc P “ ° *d t

o r a z p o s t a c i o p e r a to r o w e j c h a r a k te r y s ty c z n e g o ró w n an ia ró żn iczk o w e g o

p2 + I p + TC 3 °*

C h a r a k te r p r z e b ie g u z a le ż y od p aram etrów obwodu, t j . p ie r w ia stk ó w rów

n a n i a c h a r a k t e r y s t y c z n e g o .

U z y sk a n ie k r ó t k ie g o c z a s u w y łą c z a n ia wymaga s p e ł n i e n i a warunku wymusza

ją c e g o c h a r a k t e r o s c y l a c y jn y p r z e b i e g u :

R < 2

(11)

Z p o d a n e j z a l e ż n o ś c i w yznaczono w a r to ść p o je m n o śc i k o m u ta c y jn e j t y r y s t o r a d l a r z e c z y w is t y c h p aram etró w obwodu R i L'.

D la p r z e b ie g u o s c y la c y jn e g o p i e r w i a s t k i ró w n an ia s ą u r o jo n e i m a ją po

s t a ć :

RO I

p1,2 3 ■ k i j<lJo ^ IC ~ 4L:

R o z w iąz a n ie ró w n an ia można z a p i s a ć

u cp = A " ^ í ' e_ICt 8 Ín í J o t +

R ó ż n ic z k u ją c pow yżspą z a le ż n o ś ć otrzym an o ró w n an ie p rąd u

i » A e_k1: cos(oJ0 t + B + Tp)

Z warunków brzegow ych

t = 0 u 0 = 0 ,

t = 0 i = i 0

w yznaczono s t a ł e c a łk o w a n ia

U U Ę ) I - D l 2 + ł o 2 Ł2 I 2

_______ u o _ L ' 2 X •‘•p p J t ł v o •“ o = _

( j ) c o s ' f - U ) 0 1 s i n 1/’

o r a z

P o d s ta w ia ją c z a m ia s t

A = Ijjj o r a z B + y = 'f

o trzym an o z a p i s fu n k c y jn y p rąd u

1 = 1^ e“ k t cos(iUQ t + ' f )

(12)

76 Z bigniew K o w a lsk i, Henryk Pudełko

i n a p i ę c i a p r z y ło ż o n e g o do n ie w y ste ro w an y ch elem entów p ółprzew odnikow ych

Uc t ■ Do " \ e" k t c o e H * + W - U 0 L e in t + ) ]

P o jem n ość k o n d e n sa to r a k o m u ta c ji m u si zap e w n iać wymagany k r ó t k i c z a s w y łą c z a n ia p rz y d o p u sz c z a ln y c h p r z e p i ę c i a c h łą c z e n io w y c h .

W y łąc ze n ie n a s t ę p u je w c h w i li p r z e c h o d z e n ia p rąd u p r z e z z e r o . C zas wy

ł ą c z a n i a o k r e ś l a ró w n an ie

JT

f - (B + 7 ; J T - 2 (B + 7 ) J l _ R 2 '

0.5 1.0 1.5

t, Cms]

W 2.5

R y s, 5 . Z a le ż n o ś ć prądów w y łączen iow ych od czasó w w y łą c z a n ia i p o je m n o śc i k o m u ta c y jn e j obwodu modelowego u k ła d u d l a R^ ■ 0 , ■ 0

(13)

S t a ł ą c a łk o w a n ia •?? w yzn acza ró w n an ie

t g

- R

W yniki o b l i c z e ń czasó w w y łą c z a n ia w y łą c z n ik a s z y b k ie g o t^

K ■ 3700 . 10“ 6 p r z e d sta w io n o n a ry su n k u 5 a d l a ¿w =

R2 R

ry su n k u 6 .

C - i . f ' 2 U „ 360 . 10^,-6‘

tiLmsl

d la n a

R y s. 6 . Z a le ż n o ś ć prądów w y łączen iow y ch od czasó w w y łą c z a n ia i p o je m n o śc i k o m u ta c y jn e j obwodu m odelow ego u k ła d u d l a R j - 4 ,7 t ó 2 i ] , = 0 , 4 . 10“ -* H

(OnGek 5 x 4 mm*j

(14)

78 Z bign iew K o w a lsk i, Henryk Pu dełko

6 . D y sk u sja wyników o r a z z a k r e s badań

A n a liz ę wpływu p aram etró w obwodu n a c z a s w y łą c z a n ia w y łą c z n ik a p r z e p r o wadzono p r z y jm u ją c w a r to ść sk ła d o w e j o k re so w e j p o c z ą tk o w e j p rąd u z w a r c ia tr ó jfa z o w e g o I = 420 A n a z a c i s k a c h t r a n s f o r m a t o r a mocy 3 ,5 kVA o p r z e k ł a d n i 5 0 0 /2 3 1 V ja k o g r a n ic z n ą w a r to ść p rąd u zak łó c e n io w e g o .

M aksym alne c z a s y w y łą c z a n ia w y s tę p u ją p rz y n a jm n ie js z y c h w a r t o ś c ia c h p r ą d u . D la k o n d e n sa to r a kom u tacy jn ego o w a r t o ś c i p o je m n o śc i od 10 ^uF do 100 ¿uF c z a s y w y łą c z a n ia w yn oszą od pow iedn io 0 , 2 do 0 ,5 8 m s.

N a jd łu ż s z e c z a s y w y łą c z a n ia w y s tę p u ją p rz y zahamowanym s i l n i k u p r z y p a r a m e tr a c h l i n i i z a s i l a j ą c e j R » 0} L « 0 ( r y s . 5 ) i w yn oszą d l a ko n d en sa

t o r a k o m u tacy jn ego o w a r t o ś c i od 10 ¡uF do 100 ¿¿F od pow iedn io 0 ,6 9 f 2 ,5 3 ms.

U d z i a ł p aram etró w l i n i i z a s i l a j ą c e j ( r y s . 6 ) wpływa k o r z y s t n ie n a o g r a n i c z e n i e czasó w w y łą c z a n ia prądów . E rzy l i n i i d ł u g o ś c i 1 km i p r z e k r o ju 4 mm d l a w a r t o ś c i p o je m n o śc i k o m u ta c y jn e j 100 ^uF, m aksym alne 2 c z a s y w yłą

c z a n ia n i e p r z e k r a c z a ją 2 ,3 m s. Z a le ż n o ś c i o b lic z e n io w e p r z e d sta w io n e na w y k re sa c h r y s . 5 i 6 u m o ż liw ia ją wybór o p ty m a ln e j p o je m n o śc i k o n d e n sa to r a k o m u ta c y jn e g o .

100 ZOO 500 100

OcLAl

R y s. 7 . Z a le ż n o ś ć czasó w w y łą c z a n ia t od p rąd u I Q i p o je m n o śc i kom uta

c y jn e j C obwodu m odelowego u k ład u d l a R^ = 0 , = 0

(15)

Z a le ż n o ś c i p rąd u od c z a s u d l a p aram etrów m odelow ego u k ła d u w y n ik a ją c e z ró w n an ia

i - 3^ e~k t c o s(w 0 t + V )

p r z e d s t a w i a j ą w ykresy n a r y s . 6 d l a E j = 0 i l j = 0 i n a r y s . 7 d l a R^ =

= 4 ,7 p i j i = 0 , 4 . 1 0 - 3 H (OnGek 5 x 4 mm2 ) . Z a le ż n o ś c i czasó w w y łą c z a n i a t od p rą d u I Q i p o je m n o śc i k o m u ta c y jn e j C p r z e d s t a w i a j ą w ykresy n a r y s . 8 d l a R-j = 0 i l j * 0 i n a r y s . 9 d l a R^ = 4 , 7 ( j 2 i J i =

= 0 ,4 . 1 0 ' 3 H (OnGek 5 ^ 4 mm2 ) .

R y s. 8 . Z a le ż n o ść czasó w w y łą c z a n ia t od p rą d u I i p o je m n o śc i kom uta

c y jn e j C obwodu m odelow ego u k ła d u d l a R^ = 4 ,7 [i5Q, 1^ = 0 ,4 . 10“ 3 H (OnGek 5 x 4 mm^j

(16)

80 Z bign iew K o w a lsk i, Henryk Pu dełko

P r z e d sta w io n e z a l e ż n o ś c i i lo ś c i o w e i ja k o ś c io w e z o s t a ł y p o tw ie rd z o n e b ad an iam i prow adzonym i w a s p e k c i e z a g r o ż e n i a powodowanego«

- wyrwaniem przew odu z w pustów ,

- zw arciem m iędzyfazow ym w ew nątrz przew odu z uziem ionym ekranem b ez u sz k o d z e n ia z e w n ę trz n e j opon y,

- u szk o d ze n iem zew nętrznym opony i wewnętrznym e k r a n - f a z a , p o p rze d z a ją c y m z w a r c ie m ięd zy fazo w e przewodów ,

- n ie b e z p ie c z n y m d z ia ła n ie m s t r u m ie n i p lazm y p rz y z w a r c ia c h w ew nątrz o s ło n o g n io s z c z e ln y c h .

7 . Podsumowanie

1 . T y ry sto ro w e w y łą c z n ik i s z y b k ie i z w ie r a c z e mogą być z powodzeniem wyko

r z y s t a n e w s i e c i a c h e le k tr o e n e r g e ty c z n y c h p o d z ie m i k o p a lń ja k o o c h ro n a od skutków r a ż e n i a , wybuchu m etanu i p y łu w ęglow ego pod warunkiem sto s o w a n ia o d p o w ie d n ie j k o n s t r u k c ji sp rz ę g n ik ó w , k a b l i , przewodów i u - kładów z a b e z p ie c z e ń .

2 . U k ład s z y b k ie g o w y łą c z a n ia i s e p a r a c j i ź r ó d e ł z a s i l a n i a s tw a r z a k o r z y s t ne w aru n ki ekonom iczne i p e rsp e k ty w y d l a s z e r o k i e g o u ży tk o w an ia m ate

r i a ł ó w p rzew o d zący ch i i z o l a c y jn y c h n i e d o p u szczo n y ch d o ty c h c z a s do

st o s o w a n ia w p o d z ie m ia c h k o p a lń .

3 . Cenną z a l e t ą u k ła d u j e s t m o żliw o ść w y k o r z y s ta n ia ró żn y c h f u n k c ji ł ą c z e n io w y ch , manewrowych i z a b e z p ie c z e n io w y c h p r z y pomocy t e g o sam ego ł ą c z n ik a .

4 * Pozytyw ne w yn ik i badań w s i e c i m odelow ej 220 V z tra n sfo rm a to re m 3 ,5 kVA z a s i l a j ą c y m s i l n i k 1 kW, u z a s a d n i a ją ce lo w o ść o p raco w an ia u k ła d u modelowego d l a s i e c i 500 V i 1000 V z tr a n s fo r m a to r a m i i s i l n ik am i o p a r a m e tra c h p rz y d a tn y c h do z a sto so w a ń p rzem ysło w ych .

LITERATURA

[1j| G en try P . E . , G u tz w ille r F .W ., H olonyak H ., Z astro w V .: T y r y s t o r y ,p ó ł przew odnikow e p r o s to w n ik i ste ro w a n e . WHT, W arszawa 1969.

[ 2 ] Stah n A . : U b e rsp an n u n g sch u tz b e i T h y r i s t o r S t r o m r ic h te r n z u r E rreg u n g von G le ic h stro m m a sc h in e n . E l e k t r i e 7 , 1 9 6 6 .

[33 B ożek W., Boron W.« C e n tr a ln e z a b e z p ie c z e n ie u pływ n ościow e g ó r n i c z e j s i e c i e l e k t r o e n e r g e t y c z n e j 1000 V. Mech. Górn. n r 4 2 /1971 i 7 3 /1 9 7 1 . [4] S z i s z k i n H .P . 1 P ro b lje m a k o m p lje k sn o j e l e k t r o b j e s o p a s n o s t i i z a d a c z i

n au czn y ch i s l j e d o w a n i j w o b ł a s t i e l e k t r i f i k a c j i s z a c h t . Moskwa 1966.

[53 P a w e lsk i W.t T y ry sto ro w e w y łą c z n ik i s z y b k i e . P r z e g lą d E le k t r o t e c h n i c z ny 9 /1 9 6 6 .

(17)

[ 6 ] P a w e lsk i W.: A n a liz a p r a c y w y łą c z n ik a s z y b k ie g o o szeregow ym u k ł a d z i e gaszeniow ym sp rzężo n y m tr a n s fo r m a to r o w o . P r z e g lą d E le k t r o t e c h n ic z n y 9 /1 9 6 8 .

[ 7 ] Ż y b o r s k i J . , C zucha J . , M rozow ski J . : W yłączn ik s z y b k i ty ry sto r o w y p r ą du s t a ł e g o . P r z e g lą d E le k t r o t e c h n ic z n y 6 /1 9 7 2 .

[ 8 ] B a n a sz k ie w ic z A .8 T y r y s t o r y . W arszaw a, WNT 1966.

IiPOEJIEMH El3CN A CH 0CT M SKCM OATAIW M 3 JIEKT PO 3H E P r ETK 4 EC KkX G ETEti B luAXTAX OliACHbiX 110 T A 3 y HA E A 3 E yJIŁTPA C K C PC C T H O rO BH K JlB 'iEH K ii

P e s ⁿm e

npe^OTaBJieHH npofiJieua Ce3cnacHoS SKcnjiyaT'auHH ropHtix BJieKTpooHepreTH- HeCKiix ceTefi HM3Koro HanpaseHHH, a T a o e n e p c n e K T H B U K O HC Tp yK U HH yntipa-.

C Kopoc T Ho ro BUKjiircaTeJia Ha 6a3e c t st hh e cK HX coexzHHTejieii h noaynpoBOflHHKo- błdc 3JieueHTOB. OficyacjeH c nocod o r p a H H H e H H H 3HeprHH b ueCTe noBpeatseHHa H3oaai(HH h yKa3aH aHaan3 xo,na bukjieheasia. Oi w caHHue npofifleuŁi uoryT Ha0Tn ocofieHHoe npHLieHeane npn 3jieKTpH$HKai;nH niaxT onacHHX no M e Ta Hy b hłuih»

THE PERSPECTIVES OP INCREASING THE SAFETY IN EXPLOITATION OP THE ELECTRICAL NETWORKS BY THE ULTRASPEED BREAK-OUT

S u m m a r y

T h ere a r e p r e s e n t e d th e p ro b le m s o f s a f e e x p l o i t a t i o n o f th e e l e c t r i c a l n e tw o rk s up t o 1000 V in c o a l m in e s and th e p e r s p e c t i v e s o f c o n s tr u c t io n o f u l t r a s p e e d g a t e end s w it c h g e a r w hich a r e made on th e b a s e o f s e - m ic o n d u c tiv e s e le m e n ts .

T h ere i s d e s c r i b e d th e way o f l i m i t i n g th e v a lu e o f en e rg y in th e f a u l t p l a c e . T h ere i s g iv e n th e a n a l y s i s o f th e a c t r a n s i e n t in th e p r o c e s s o f b r e a k .

The p r e s e n t e d p ro b le m s can be p a r t i c u l a r l y a p p l i e d f o r th e m ethane and c o a l d u s t c o n d i t i o n s in c o a l m in e s.