Тяговая сеть, преобразовательные подстанции, гаражи.

В комплекс откатки контактными электровозами входят преобразовательная подстанция и тяговая сеть, состоящая из контактного провода положительной полярности, рельсового пути отрицательной полярности, питающих и отсасывающих линий, оборудования для защиты и коммутации вспомогательной арматуры и др. От подстанции, преобразующей трехфазный ток шахтной сети в постоянный ток напряжением 250 или 600 В, электроэнергия по питающим кабелям подается в тяговую сеть, поступает через токоприемники электровоза к его тяговым двигателям и возвращается к подстанции по рельсам и отсасывающим кабелям. На шахтах напряжение постоянного тока в тяговой сети составляет 250 В, на шинах подстанции – 275 В.

Применяются две схемы электроснабжения тяговой сети: централизованная (рис.19.1, а) – тяговая сеть одного или нескольких откаточных горизонтов питается от подстанции, расположенной в околоствольном дворе; децентрализованная (рис.19.1, б) – тяговая сеть разбита на участки, каждый из которых питается от отдельной подстанции. Централизованную систему питания используют при небольшой длине откатки, децентрализованную – при большой длине откатки, что снижает падение напряжения в тяговой сети и повышает надежность работы электровозной откатки.

Для удобства обслуживания и надежной работы тяговой сети при большой длине откатки контактный провод разделяют секционными включателями на отдельные участки (секции) длиной 500 м, питание к которым подводят по отдельным кабелям. В двухпутных выработках провода соединяют между собой параллельно и устанавливают выключатели (разъединители) на каждом контактном проводе.

Форма сечения контактного провода, изготовляемого из меди, обеспечивает удобство его подвески (рис.19.2, а). Типовой контактный провод имеет площадь поперечного сечения 65, 85 и 100 мм². Контактный провод сечением 65 мм² применяют при плечах откатки не более 1-1,5 км и небольшом числе электровозов (от 1 до 3), работающих на этом участке. При бóльших длинах откатки и большем числе электровозов применяют контактный провод сечением 85 или 100 мм².

Контактный провод удерживается зажимами, подвешенными на эластичных оттяжках (рис. 19.2, б, в), что обеспечивает хорошие условия токосъема. В местах пересечения выработок и прохода через вентиляционные двери контактный провод подвешивают на жесткой подвеске. Расстояние между точками подвеса провода на прямолинейных участках не должно превышать 5 м, на криволинейных – 3 м. Оттяжки с обеих сторон должны быть изолированы.

Рис.19.2Сечение контактного провода (а) и схемы подвески его при деревянном (б) и бетонном (в) креплениях выработки: 1 – подвес; 2 – зажим; 3 – изолятор; 4 – оттяжка; 5 – крюк; 6 – натяжная муфта

Высота подвески контактного провода от головки рельсов в выработках, по которым передвигаются люди, и в околоствольных дворах должна составлять не менее 2,2 м. В выработках с механизированной перевозкой людей допускается высота подвески 1,8 м. Расстояние от контактного провода до кровли выработки (крепи) должно быть не менее 0,2 м.

Рельсовый путь, выполняющий роль обратного провода, должен обладать достаточно высокой электропроводностью. В результате плохой изоляции рельсов с почвой часть тока, проходящего по рельсам, ответвляется в почву и протекает по ней в направлении к тяговой подстанции. Такой ток называется блуждающим. Чем больше сопротивление рельсового пути, тем больше блуждающие токи. В трубопроводах, кабелях, находящихся рядом с рельсовыми путями и соприкасающимися с почвой, блуждающие токи вызывают коррозию металла. Напряжение блуждающих токов достигает иногда нескольких десятков вольт, что может привести к воспламенению электродетонаторов.

Для снижения величины блуждающих токов уменьшают сопротивление рельсового пути посредством установки стыковых электросоединителей на каждом стыке рельсов и обходных электросоединителей на стрелочных переводах и съездах. Кроме того, через каждые 50 м между нитками рельсов устанавливают междурельсовые соединители, а через каждые 100 м – межпутевые соединители между отдельными рельсовыми путями в двухпутных выработках. Для снижения электрического сопротивления стыков рекомендуется также наносить графитовую смазку на очищенные от ржавчины накладки и концы рельсов.

Питающие и отсасывающие пункты (см. рис.19.1) соединены с подстанцией питающими и отсасывающими бронированными кабелями с медными жилами на напряжение до 1 кВ. Электроэнергия от питающего пункта по кабелю через разъединитель подается к контактному проводу. Отсасывающий кабель при помощи специальных наконечников приваривают к обеим ниткам рельсов.

Подпитывающие кабели исключают падение напряжения в контактной сети более чем на 10-12% при большом грузопотоке и более чем на 20% - при малом грузопотоке. Они прокладываются от тяговой подстанции параллельно питающим кабелям и подсоединяются к контактной сети через каждые 200-300 м.

На всех отходящих от тяговых подстанций присоединениях, питающих тяговую сеть, устанавливают автоматические выключатели, обеспечивающие защиту тяговой сети от токов короткого замыкания.

Тяговые подстанции обычно располагают в околоствольном дворе и совмещают с центральной подземной подстанцией или устанавливают в специальных камерах. При неглубоких шахтах (до 50 м) подстанции располагают на поверхности.

В состав тяговой подстанции входят: питающая трансформаторная подстанция; выпрямительный агрегат; система охлаждения силового блока вентилей; устройства для выравнивания токов и напряжений на вентилях; аппараты управления, защиты, контроля и сигнализации; защитно-коммутационные аппараты и контрольно-измерительные приборы. Наибольшее распространение на рудных шахтах получили стационарные автоматизированные тяговые подстанции АТП-500/275М и АТП-500/275М1-У5 на полупроводниковых кремниевых выпрямителях, питающихся от трехфазной сети 6 кВ и преобразующие переменный ток промышленной частоты в постоянный. Мощность тяговой подстанции 137,5 кВт.

При эксплуатации шахтных аккумуляторных электровозов зарядку аккумуляторных батарей производят в зарядных преобразовательных подстанциях, основным оборудованием которых являются силовой трансформатор, полупроводниковый выпрямитель на кремниевых вентилях, аппаратура управления и контроля.

На шахтах широкое распространение получили полупроводниковые зарядные устройства типа ЗУК-75/120 и ЗУК-155/230М (в условном обозначении цифры в числителе указывают выпрямленный (зарядный) ток в амперах, в знаменателе – выпрямленное напряжение в вольтах). В зарядных устройствах автоматическая стабилизация зарядного тока осуществляется самонасыщающимся магнитным усилителем.

Более совершенные зарядные устройства типа УЗА-150/120 или УЗА-215/300 позволяют заряжать аккумуляторную батарею при неизменном напряжении, при котором ток во время зарядки батареи уменьшается, что позволяет исключить перегрев электролита и существенно сократить время зарядки аккумуляторной батареи.

Осмотр и ремонт электровозов производят в гаражах (подземных депо), располагаемых в обособленных выработках в районе околоствольного двора. В зависимости от числа обслуживаемых электровозов гараж оборудуют одним или несколькими заездами и не менее чем двумя выходами. Он должен хорошо освещаться и проветриваться. В гараже для контактных электровозов имеются отделения для стоянки и осмотра электровозов, ремонтной мастерской, а для аккумуляторных электровозов – еще и специальное, хорошо проветриваемое зарядное отделение, в котором расположены специальные столы для зарядки батарей.

Рис.20.1Схема электровозного аккумулятора

Для осмотра и ремонта электровозов в гараже устраивают смотровую яму. Ремонтную мастерскую оборудуют грузоподъемными механизмами (талями и кранами) и необходимыми приспособлениями. Для перестановки аккумуляторных батарей с электровоза на зарядные столы и обратно в зарядных отделениях установлены мостовые краны грузоподъемностью 5-7 т.