Залежності механічних, теплових та електричних процесів, що забезпечують запобігання вибухам при експлуатації гнучких силових кабелів. Характеристика основних методів оцінки стійкості кабелю до дії чинників обумовлених умовами експлуатації і прокладки.
Аннотация к работе
Безпека експлуатації шахтних гнучких силових кабелів забезпечується електричними захистами, які з різних причин не завжди знімають напругу з кабелю у разі його пошкодження. У даний час немає будь-яких залежностей, що визначають безпеку експлуатації кабелю, особливо в аварійному режимі роботи. У звязку з цим, встановлення залежностей механічних, теплових та електричних процесів, що забезпечують запобігання вибухам при експлуатації гнучких силових кабелів, є актуальним завданням та сприяє підвищенню безпеки праці на вугільних шахтах. Для вирішення поставлених завдань використано: експериментальні методи - для досліджень параметрів аварійних режимів, параметрів гнучких силових кабелів, що забезпечують стійкість до циклічних, ударних і теплових впливів; методи математичної статистики - для досліджень критерію оцінки стійкості оболонки кабелю до тиску газів в режимі дугового короткого замикання; аналітичний метод - для досліджень теплових режимів роботи кабелів з розщепленою силовою жилою, а також для досліджень шунтувального впливу розщепленої жили кабелю на розвиток режиму дугового короткого замикання; метод альфа-калориметра - для досліджень теплофізичних характеристик ізоляційних матеріалів. Вибухобезпека експлуатації гнучкого силового екранованого шахтного кабелю досягається запобіганням можливості утворення джерела ініціювання вибуху електричними захистами, механічною міцністю оболонки кабелю, яка розрахована на тиск продуктів горіння електричної дуги, стійкістю ізоляції жил і оболонки кабелю до теплових впливів, фізико-хімічними властивостями ізоляційного матеріалу, продукти розкладання якого в режимі двофазного короткого замикання знижують тривалість горіння електричної дуги до 30 мс, застосуванням в конструкції кабелю розщеплених силових жил, що дозволяє знизити значення струму двофазного короткого замикання в 1,3-1,8 разу.Огляд публікацій та наукових звітів, а також аналіз конструкцій гнучких силових кабелів показав наступне: експлуатація гнучкого силового кабелю повязана з високою аварійністю; при швидкому пошкодженні кабелю безпечний час зняття напруги з кабелю знаходиться у межах 0,65-1,5 мс; час від моменту виникнення аварійного струму до початку короткого замикання в місці пошкодження ізоляції жил кабелю становить близько 3 мс; до цього часу в галузі не застосовуються засоби захисту, які б забезпечили випереджувальне вимикання джерел електричної енергії за час не більше 1,5 мс; гнучкі силові екрановані кабелі вітчизняного та закордонного виробництва за конструкцією і застосованим матеріалам знаходяться на одному технічному рівні; зміна конструкції гнучких силових кабелів у процесі їх розвитку були спрямовані на підвищення експлуатаційних характеристик і надійне виявлення аварійних режимів електричними захистами; як у вітчизняному, так і в світовому конструюванні гнучких силових екранованих кабелів до цього часу не розроблено вимоги до параметрів кабелів, що забезпечують вибухобезпеку їх експлуатації в нормальному і аварійному режимах роботи. Для кабелю з затиснутими кінцями збільшення довжини дроту, жили і кабелю в цілому призводить до виникнення деформацій стиснення і розтягування. Аналіз механізму руйнування кабелів і результатів оцінки стійкості кабелів до вигину з осьовим крученням показує наступне: - розщеплення основних жил в кабелі, а також накладення на скручування допоміжних жил оболонки підвищують стійкість мідних жил кабелю до деформацій кручення і згину за рахунок зниження значення приросту жили під час кручення; Проведеними дослідженнями стійкості кабелів до розтягування установлено: - критичні відносні подовження оболонок кабелів при розтягуванні до їх розриву становлять 25?40%, а розтяжні зусилля розташовані в діапазоні 8,2?20 КН для трижильних кабелів і 32 КН для кабелю з розщепленими силовими жилами, що становить 67,9 Н/мм2 або 187,7 Н/мм2 в перерахунку на сумарну площу мідних жил; Дослідженнями стійкості до механічних впливів серійних зразків гнучких силових кабелів і кабелю з розщепленими силовими жилами встановлено, що кабель КГЭШУС-ПБ має підвищені характеристики і може бути взятий як базовий зразок для подальших досліджень та обґрунтування параметрів кабелю, які забезпечують вибухобезпеку його експлуатації.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою у галузі охорони праці, у якій вирішено актуальне науково-технічне завдання - встановлення залежностей механічних, теплових та електричних процесів для запобігання вибухам при експлуатації шахтних гнучких кабелів. Аналіз нормативних вимог стандартів системи безпеки праці і досвід експлуатації показують, що на цей час немає вимог до параметрів гнучких силових кабелів, які забезпечують вибухобезпеку їх експлуатації, що є причиною їх підвищеної небезпеки під час пошкодження і може призвести до виникнення вибухів на вугільних підприємствах України. Запропоновано нову концепцію забезпечення вибухобезпеки експлуатації кабелів, яка ґрунтується в їх здатності самостійно запобігати утворенню джерела ініціювання вибуху, що досягається