Повышение эффективности и безопасности эксплуатации электротехнических комплексов горных предприятий при возникновении блуждающих токов, инициированных однофазными замыканиями на землю

• Автор: Бондарчук, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕДЕНИЯ РАБОТ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

1.1. АНАЛИЗ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ

1.2.1. Источники возникновения блуждающих токов

1.3. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ

ГЛАВА 2. ВЫБОР МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ

2.1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ

ПОЛЕЙ

2.1.1. Волновая модель поля

2.1.2. Квазистационарная модель
2.1.3. Стационарная модель
2.2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ПОЛЯ, ПРИ ОДНОФАЗНЫХ
ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ
3.1. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА БЛУЖДАЮЩИЕ ТОКИ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ
3.1.1. Влияние электротехнического комплекса карьера
3.1.2. Влияние электротехнического комплекса подземного рудника
3.2. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ ВО ВРЕМЕНИ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ
3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТКАХ
ГЛАВА 4. СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ БЛУЖДАЮЩИХ
ТОКОВ ИНИЦИИРОВАННЫХ ОДНОФАЗНЫМИ ЗАМЫКАНИЯМИ НА
ЗЕМЛЮ
4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ИМПУЛЬСА ТОКА
4.2. МЕТОДИКА РАНЖИРОВАНИЯ СПОСОБОВ ИЗМЕНЕНИЯ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ
4.3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ
4.4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК
4.4.1. Анализ опытных данных по измерению блуждающих токов
4.4.2. Исследования на модели блуждающих токов при однофазном замыкании на землю на Кировском руднике
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Большая часть работ по добыче полезных ископаемых проводится с применением взрывных работ. Подрыв зарядов взрывчатых веществ может осуществляться как электрическим, так и неэлектрическим способом.
В некоторых случаях, например, в шахтах и рудниках опасных по газу или пыли, электрический способ взрывания является единственно допустимым.
Основной тенденцией развития средств электровзрывания является обеспечение безотказного и безопасного взрывания зарядов. Усовершенствование средств электровзрывания повысило надежность электрического способа взрывания. Однако проблема предотвращения преждевременных взрывов зарядов блуждающими токами до сих пор еще не полностью решена.
Отечественная и зарубежная практика показывает, что при электровзрывании иногда происходят преждевременные взрывы зарядов. Такие взрывы представляют большую опасность, особенно если случаются во время закладки зарядов в шпуры или монтажа взрывной сети. Кроме того, преждевременные взрывы отдельных зарядов нарушают запроектированный эффект взрывных работ и могут привести к человеческим жертвам и большому материальному ущербу.
Преждевременные взрывы при электровзрывании могут быть вызваны проходящими через электродетонатор (ЭД) электротяговыми блуждающими токами и токами утечки из электрических установок, а также воздействием на
электродетонаторы электростатических зарядов, грозовых разрядов и электромагнитных излучений.
Все вышеперечисленные факторы могут являться источниками блуждающих токов. Одним из малоизученных источников блуждающих токов являются токи утечки из электрических установок, проникающие в электровзрывную сеть (ЭВС).
Опасность появления преждевременных взрывов при электровзрывании привела к тому, что в ряде случаев, без достаточных на то оснований, вместо электрического способа взрывания стали применять не менее безопасный и более дорогой способ - взрывание детонирующим шнуром.
Объясняется это возникновением следующей ситуации: в момент проведения монтажа ЭВС или непосредственно перед проведением взрыва на поверхности в сети карьера 6 кВ происходит однофазное замыкание на землю (033). Один участок цепи с поврежденной изоляцией взрывной сети касается металлического предмета, имеющего электрический контакт с корпусом электрооборудования, у которого произошел пробой изоляции и неисправно заземление, а другой участок сети касается грунта. Как показывают исследования, проведенные в Московском горном институте, ток утечки, проникший во взрывную сеть, лежит в пределах от сотых долей до одного ампера. Токи инициирования электродетонаторов (ЭД) лежат в пределах 0,05 до 5 А. Таким образом, при соответствующих условиях токи утечки из

частотой 50 Гц в рассматриваемой в работе среде показывает, что длина волны в реальных условиях рудников ОАО «Апатит» составляет от 12 до 12-105 км согласно:
Размеры поля карьера в двух координатах горизонтальной плоскости не превышают 2-3 км. Отсюда следует, что в реальных масштабах разрабатываемых выработок волновыми процессами можно пренебречь.
2.1.2. Квазистационарная модель
Для электромагнитных полей, относительно медленноменяющихся во времени, в уравнениях (2.3) можно пренебречь второй производной по времени по сравнению с первой производной, тогда эти уравнения принимают вид:
В этом случае уравнениями (2.1.7), (2.1.8) можно описать
квазистационарную модель распространения электромагнитного поля в неоднородной среде.
Фактически квазистационарная модель поля возникает, если в первом уравнении Максвелла пренебречь токами смещения (т.е. пренебречь магнитоэлектрической индукцией дВ/ді), сохраняя производную магнитного
где р= 1... 106 Ом-м,
А Е - рєдЕ / ді = 0,
(2.1.7)
АН-рад Н/Ы = 0.
(2.1.8)