СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ Искробезопасности ШАХТНЫХ ГОЛОВНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ 

Душевин В.Ю., Бершадский И.А.
Донецкий национальный технический университет

Источник: Материалы Всеукраинской научно-технической конференции студентов «Электротехника, электроника и микропроцессорная   техника»Украина, г.Донецк, ДонНТУ-2011,

Введение

Современные шахтные головные светильники (ШГС) характеризуются наличием в них источников света нового поколения – сверхъярких светодиодов cо схемами искрозащиты и управления. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с применяемыми в настоящее время аккумуляторными светильниками. Среди них можно выделить надежность (срок работы светодиода увеличен в 100 раз и составляет более 100 000 часов), экономичность (потребляемый ток уменьшен более чем в 2 раза), уменьшение массы и габарита более чем в 2 раза, способность адаптироваться к действующим зарядным станциям, обеспечение особо взрывобезопасного исполнения. 

Цель статьи состоит в анализе способов, применяемых в блоках искрозащиты ШГС с электронным ключом и сравнении относительной чувствительности их воспринимающих узлов в динамических условиях работы.

Способ 1.

Расчетная схема представлена на рис.1.

Рисунок 1 - Электрическая структурная схема шахтного головного аккумуляторного светильника с резистивным датчиком

Схема содержит датчик сигнала при перегрузках в виде резистора и реагирует на увеличение падения напряжения на нем в этом режиме.

Переходный процесс при коротком замыкании нагрузки определяется уравнением:

Решение представим в виде суммы установившейся и свободной составляющих: 

Чувствительность датчика в динамическом режиме:

, т.е это датчик пропорционального типа.

Способ 2.

Рассмотрим переходный процесс датчика коммутации (ДК), представляющем собой трансформатор тока (TA1). К его вторичной обмотке подключен преобразователь сигнала при перегрузке или коммутации, который с помощью ряда дополнительных блоков действует на схему управления электронного ключа.

Расчетная схема представлена на рис.2, и имеет датчик сигналов при перегрузке и коммутации в виде трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены последовательно с электронным ключом в канал потребителя электроэнергии [2].

Рисунок 2 - Электрическая структурная схема шахтного головного аккумуляторного светильника  с индуктивным  датчиком

Чувствительность датчика в динамическом режиме:

Принимаем одинаковую скорость нарастания тока нагрузки k = 99772 A/c, что соответствует моменту T развития аварийного режима (рис. 2 в).

В таблице 2 приведены результаты расчетов зависимости S_d(L₂/R₂T)  при постоянном сопротивлении R₂ = 130 Ом.

Таблица 2 - результаты расчетов зависимости S_d(L₂/R₂T) при постоянном сопротивлении R₂ = 130 Ом.

Указанные в табл. 2 параметры сети и нагрузки соответствуют критическому значению соотношения γ=1,446. При γ≤γ_кр – S_д≥1, а при γ>γ_кр - S_д<1, т.е. динамическая чувствительность хуже по сравнению с пропорциональным датчиком по способу 1.

Это же соотношение соблюдается для других контрольных длительностей разряда T и производной тока di(t)/dt=0,0012 А/с.

Перечень ссылок