Определение числа и мощности трансформаторов подстанций.

На ГПП карьеров, имеющих потребители 1-й и 2-й категорий по бесперебойности электроснабжения, должно быть установлено два трансформатора. При аварии или выводе в плановый ремонт одного из них второй должен обеспечивать всю нагрузку, потреби­телей. На карьерах, для электроснабжения которых сооружается несколько ГПП, на каждой из них может быть установлен один трансформатор, а резервирование осуществляется в этом случае по соединительным линиям напряжением 6 кВ.

На участковых подстанциях ПКТП 35-110/6 и 6,0/0,4 уста­навливают по одному трансформатору, мощность которого должна обеспечивать всю нагрузку участка и иметь резерв для подключе­ния дополнительных нагрузок. Необходимость резервной мощно­сти вызывается пересоединением передвижных машин с одной ПКТП на другую.

Мощность трансформаторов 6,0/0,4 определяется величиной нагрузки и возможностью прямого пуска асинхронных двигателей с к.з. ротором. Приближенно можно считать, что пуск наиболее мощного асинхронного двигателя с к.з. ротором, присоединенного к шинам ПКТП вместе с другими электроприемниками, возможен в том случае, если его мощность не превышает 30% мощности трансформатора при редких пусках и 20% - при частых.

Мощность электродвигателя с к.з. ротором может составлять 80% мощности трансформатора, установленного для питания только одного этого двигателя.

Определение мощности трансформаторов ГПП и ПКТП производится после расчета электрических нагрузок.

1. Все электроприемники группируют по напряжению 6 и 0,4 (0,66) кВ.

2. Одноковшовые экскаваторы группируют по технологическим процессам: вскрышные, добычные, на отвалах.

3. Горные машины и механизмы с электроприводом напряжением 0,4 (0,66) кВ группируют по участкам или технологическим процессам.

4. Определяют суммарные номинальные мощности электроприемников в каждой группе.

5. По таблицам принимают коэффициенты спроса и определяют активные и реактивные нагрузки каждой группы.

6. Определяют общие расчетные активные и реактивные нагрузки по экскаваторам, электроприемникам напряжением 6 кВ и суммарные – всех групп напряжением 6 кВ.

7. Находят суммарные нагрузки электроприемников напряжением 0,4 (0,66) кВ по участкам горных работ и поверхности.

8. Определяют суммарные активную и реактивную мощности на шинах 6 кВ ГПП.

9. Устанавливают общую расчетную мощность трансформаторов ГПП.

10. По расчетной мощности выбирают стандартную мощность трансформаторов ГПП и участковых ПКТП 35/6 кВ и 6/0,4 кВ.

ТЕХНИЧЕСКОЕОБСЛУЖИВАНИЕ КАРЬЕРНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК.

На основе нормативных документов, осмотров и испытаний на карьере составляют графики технического обслуживания электри­фицированного горнотранспортного оборудования (экскаваторы, буровые станки и др.), электросетевых устройств (ПКТП, ППИ, ЛРП), воздушных и кабельных ЛЭП, электрических машин, пла­новых проверок релейной защиты, устройств защитного отключе­ния, сезонной наладки электроприводов, профилактических испы­таний.

Все электрооборудование подготовляется для ввода в эксплу­атацию. Для этого составляется график, в котором подробно ука­зываются все операции по этапам подачи напряжения. В графике предусматриваются меры безопасности для персонала и оборудо­вания.

Все вновь вводимое в эксплуатацию электрооборудование карьеров подвергается приемо-сдаточным испытаниям, которые предусматривают проведение ревизии и наладки.

Ввод в эксплуатацию электрооборудования отдельной элект­роустановки или системы методически целесообразно производить в четыре основных этапа: предварительные, проверочные и ра­бочие испытания, собственно ввод в эксплуатацию.

Рассмотрим эксплуатацию отдельных видов электрооборудования и электросетей на открытых горных разработках.

Карьерные воздушные линии электропередачи. Техническое обслуживание ВЛ заключается в осмотрах (проверках) профилактических измерениях.

Осмотр состояния передвижных внутрикарьерных ВЛ произ­водится: лицами сменного горного надзора горных участков - еже­сменно; энергетиками и начальниками (помощниками начальни­ков) горных участков в пределах границ участков — еженедельно; главными энергетиком и инженером карьера или их заместите­лями— ежемесячно (выборочно). Результаты осмотра заносятся в соответствующие журналы. Внеочередные осмотры ВЛ произ­водятся в случае гололеда, сильных ветров, после отключении линии от действия защиты, после производства взрывных работ и после грозы.

Профилактические измерения и проверки на линиях проводят: ежемесячно – проверку и подтяжку болтовых соединений; еже­годно – проверку наличия и степени загнивания деревянных и ржавления металлических деталей опор; после каждой пере­движки опор на новое место – проверку заземления, размеров от проводов до земли, тяжения в оттяжках опор; после каждой пе­редвижки, но не реже 1 раза в год – проверку наличия и ширины раскрытия трещин в бетоне железобетонных оснований опор и визуальный осмотр изоляторов.

Кабельные линии с гибкими резиновыми кабелями. Проверка технического состояния гибкого кабеля предусматривает осмотры и измерения. Осмотры кабелей, передвижных электроприемников, производятся машинистами (помощниками машини­стов) горнотранспортных машин, буровых станков и других машин – ежесменно; электротехническим персоналом под руковод­ством энергетика участка – ежемесячно, главным энергетиком.

Проверка целостности токопроводящих, заземляющих, вспомогательных жил и экранирующих оплеток, измерение сопротив­ления изоляции жил и испытание изоляции повышенным напря­жением проводятся 2 раза в год перед весенним и осенним пери­одами.

Целостность указанных элементов кабеля проверяется прозвонкой контуров, состоящих из названных элементов. Сопро­тивление изоляции токопроводящих жил измеряется в течение 1 мин мегомметром на напряжение 2500 В, присоединяемым по­очередно к каждой из жил и остальными элементами, соединенными вместе. Электрическое сопротивление изоляции основных жил на 1 кмдлины при t = 20 °С должно быть не менее 50 Мом, в период эксплуатации — не ниже 20 МОм. Изоляция силовых жил кабеля испытывается выпрямленным напряжением постоянного тока, равным 2Uном, в течение 5 мин или импульсным напряжением, равным 3 Uном. Испытательное напряжение подается поочередно к каждой из жил и остальным элементам, которые должны быть соединены вместе и заземлены.

Электросетевые устройства (ПКТП, ПП, КРП, секционирующие устройства для ВЛ). Техническое обслуживание ПП преду­сматривает: ежесменный наружный осмотр (без отключения от сети) машинистом горнотранспортной машины; ежемесячный ос­мотр электротехническим персоналом под руководством энерге­тика участка; текущий ремонт 1 раз в 2 мес.; капитальный ремонт 1 раз в 2 года для ПП с масляным выключателем, 1 раз в 3 года - для ПП без выключателя и 1 раз в 5 лет – для ПП с ва­куумным-выключателем.

Техническое обслуживание других электросетевых устройств предусматривает своевременное (по графику) проведение осмот­ров, измерении, испытаний, текущих и капитальных ремонтов ана­логично указанному для ПП с учетом специфики оборудования. Так, в техническом обслуживании КТП предусматриваются очи­стка от пыли и грязи изоляторов трансформатора, устранение течи, доливка или замена трансформаторного масла, отбор проб для испытания. Капитальный ремонт оборудования КТП и КРП производится не реже 1 раза в год.

Электрические аппараты. Внешний осмотр станций управле­ния, пультов и шкафов горнотранспортных машин без снятия на­пряжения производится машинистом или электриком не реже 1 раза в смену. При осмотре особое внимание обращается на чи­стоту и состояние контактов пускорегулирующей аппаратуры и проводки. В объем текущего ремонта шкафов и панелей управле­ния входят: наружный осмотр и протирка шкафа, панели и аппа­ратуры: проверка наличия видимых повреждений электрической аппаратуры и электропроводки и их устранение: зачистка рабо­чих контактов, частичная замена изношенных деталей аппаратов (контактов, пружин и др.).

Для электрических машин и аппаратов открытых горных раз­работок предусматривается неснижаемый резерв в соответствии с действующими отраслевыми нормативами, но не менее 10 % от оборудования, находящегося в эксплуатации.

Релейная защита.Проверка и контрольная наладка электротехническим персоналом защиты от однофазных замыканий на землю проводятся не реже 1 раза в 6 мес., зашиты от многофаз­ных замыкании – не реже 1 раза в год. Лабораторная проверка аппаратуры защиты от утечек проводится 2 раза в год. Для периодической проверки исправности защиты рекомендуется пре­дусматривать устройство, имитирующее режим однофазного замыкания в защищаемом присоединении. Исправность реле утечки на КТП и горнотранспортных машинах проверяется перед нача­лом смены путем искусственного соединения фазы сети с допол­нительным заземлением через проверочное сопротивление, рав­ное уставке защиты.

Защита от перенапряжений. Перед вводом в эксплуатацию и в процессе эксплуатации средства защиты подвергаются периодическим внеочередным осмотрам и испытаниям. Внеочередные осмотры разрядников проводят при отключении линии во время грозы и при срабатывании разрядника. При периодических и вне­очередных осмотрах вентильных разрядников обращают внима­ние на чистоту и целостность фарфоровых покрышек, заземляю­щих спусков и т. п. Испытание вентильных разрядников проводят в следующих объемах и в сроки: измерение сопротивления эле­ментов разрядника – тегомметром на 2500 В — непосредственно после монтажа, капитальногоремонта и периодически; разрядников, отключаемых на зимний период – передвключением в сеть; разрядников, не отключаемых на зимний период – 1 раз в 3 года; измерение токов проводимости (утечки) разрядников при приложении повышенного выпрямленного напряжения - непосредст­венно после монтажа, капитального ремонта и периодически 1 раз в 3 года; измерение пробивного напряжения промышленной частоты – 1 раз в 6 лет. Испытание ограничителя перенапряжений производят периодическим измерением тока проводимости под рабочим напряжением.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ КАРЬЕРНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК.

Организация безопасного обслуживания электроустановок карь­еров включает в себя требования к их устройству и персоналу, организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ.

Требования безопасности к устройству электроустановок.Воздушные вводы ПП, имеющие расстояние от верхней кромки изолятора до поверхности земли менее 2,9 м, должны быть обо­рудованы сетчатыми ограждениями. Расстояние от неогражденных линейных выводов на напряжение 6-10 кВ из ПП и КТП до земли при отсутствии проезда для транспорта под вводами должно быть не менее 4,5 м; от воздушных вводов (выводов) напряжением 0,4 кВ – не менее 3,5 м.

Все двери РУ иКТП должны иметь надежные запирающие устройства. Ключи от запирающих устройств ПП не должны под­ходить к запирающим устройствам КТП. Ключи от запирающих устройств со стороны высшего напряжения КТП не должны под­ходить к запирающим устройствам со стороны низшего напря­жения.

На внешней стороне корпусов, на дверцах РУ и КТП должны быть сделаны четкие надписи, предупреждающие об опасности поражения электрическим током, указывающие наименование оборудования, находящегося за дверцами, инвентарный номер установки, и приведено изображение схемы электрических соеди­нений ячейки. Все коммутационные аппараты должны быть снаб­жены надписями, указывающими включаемый объект.

КТП и ПП должны устанавливаться на расстоянии не более 10 м от опоры, к которой они подключены.

Расстояние между передвижными опорами воздушной линии (ВЛ) электропередачи определяют расчетом, но оно не должно превышать 50 м. При устройстве поперечных линий (спуск с уступа) расстояние между опорами определяют по проекции линии на горизонтальную плоскость, которая не должна превышать 40 м.

На передвижных опорах запрещается совместная подвеска про­водов НЛ напряжением выше и до 1000 В. Расстояние между фазным и заземляющими проводами должно соответствовать рас­стояниям для фазных проводов данного класса напряжения. Заземляющий провод подвешивается на опорах ниже фазных про­водов посредством крючьев без изоляторов. Расстояние по вер­тикали от нижнего фазного провода до заземляющего провод­ника должно быть не менее 1,5 м. Монтаж провода и подъем на опору разрешаются после установки опоры на место и обеспе­чения ее устойчивости. Запрещается размещение на трассе ВЛ штабелей полезного ископаемого, отвалов породы, а также скла­дирование различных материалов.

Гибкий кабель, питающий передвижные карьерные электро­установки, должен прокладываться так, чтобы исключалась воз­можность его примерзания, ударов и раздавливания кусками гор­ной массы, наезда на него транспортных средств. В местах пере­сечения с железнодорожными путями и автодорогами кабель должен быть защищен от повреждений прокладкой его в трубах, коробах, желобах и др. Размеры защитных устройств должны, превышать ширину железнодорожных путей или дорог не менее чем на 2 м в каждую сторону. Кабели, находящиеся в зоне взрыв­ных работ, должны быть перемещены на время взрыва в безопасное место или защищены от повреждений при взрыве горной массы. На обводненных участках кабель должен быть поднят на козлы, расстояние между которыми из более 10 м, и распола­гаться над поверхностью воды на высоте не менее 0,3 м.

На электрических аппаратах (выключателях, контакторах, магнитных пускателях органах оперативного управления или в непосредственной близости от них), на лицевой стороне пуль­тов, щитов, панелей должна быть четкая надпись, указывающая, на включаемую машину, механизм, аппаратуру, режим работы и т.д. Ящики сопротивлений, реостаты, магнитные пускатели и другая аппаратура должны надежно закрепляться.

Общая часть заземления стационарных и передвижных машин и механизмов осуществляется путем непрерывного электрического соединения между собой заземляющих проводников и заземля­ющих жил кабелей. В качестве магистральных и заземляющих проводников, прокладываемых на опорах, могут использоваться стальные и алюминиевые многопроволочные провода сечением не менее 35 мм², а также стальная катанка диаметром не менее 6 мм. В распределительных сетях, выполненных гибким кабелем, допускается использовать в качестве магистрального заземляю­щего проводника заземляющую жилу кабеля. При этом рекомен­дуется контролировать целостность заземляющей жилы кабеля автоматическим устройством.

В местах пересечения, железных и автомобильных дорог заземляющий провод подвешивается таким образом, чтобы исклю­чить его обрыв движущимся транспортом. Если это выполнить невозможно, то осуществляется подземный переход. Магистраль­ный заземляющий провод прокладывают в защитной трубе, а спуски по опорам на высоте 1,8 м защищают от механических повреждений.

Осветительные установки должны иметь блокировочные уст­ройства, препятствующие их отключению при открытых дверях пусковых систем. На лицевой стороне двери должен быть нанесен знак высокого напряжения, на внутренней стороне двери - прин­ципиальная схема пускового устройства.

Требования к персоналу. К работе в электроустановках карь­ера допускаются люди, специально обученные и выдержавшие эк­замен в объеме, предусмотренном для занимаемой должности.

Эксплуатацию электроустановок карьеров проводит электро­технический персонал, который подразделяют на оперативный, оперативно-ремонтный и ремонтный.

К оперативному персоналу относятся дежурные подстанций и РУ, имеющие соответствующую квалификационную группу по технике безопасности не ниже III.

К оперативно-ремонтному персоналу относятся: электротех­нический персонал на электрифицированных горнотехнических машинах, входящий в состав экипажей этих машин; машинисты и помощники машинистов горнотранспортных машин и установок, имеющие квалификационную группу, регламентируемую ЕПБ (IV — машинисты экскаваторов, III — их помощники и машинисты буровых станков, II — их помощники). Лица, входящие в состав экипажа и непосредственно не связанные с обслуживанием элект­роустановок машин (слесари, мотористы, электросварщики, практиканты институтов, техникумов и училищ и т. п.) должны иметь квалификационную группу не ниже II; электротехнический персонал горных участков, ведущий обслуживание и ремонт элек­троустановок участка; дежурные электрики и энергетики смен.

К ремонтному персоналу относится электротехнический пер­сонал карьера, выполняющий только ремонт (монтаж, наладку и испытание) электроустановок.

Для обеспечения безопасного обслуживания электроустановок должны быть выполнены организационные и технические мероприятия. Для обеспечения общих условии безопасности при ре­монтах электрооборудования создается порядок организации работ (ПОР). Для организации безопасного обслуживания элект­роустановок карьеров в отделе (бюро) главного энергетика карь­ера должна быть соответствующая документация: журнал про­верки знаний Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуата­ции электроустановок потребителей и инструкций для персо­нала; списки лиц, имеющих право выдачи нарядов (распоряже­ний) на производство работ в электроустановках; списки лиц, назначенных распоряжением ответственными руководителями, производителями работ по нарядам (распоряжениям) и наблю­дающими; списки лиц, имеющих право единоличного осмотра электроустановок; журналы учета и содержания защитных средств; протоколы измерений освещенности рабочих мест, тер­ритории карьера и отвалов. Необходимо также нести журналы — оперативный; телефонограмм, заявок и изменений схем электро­снабжения; распоряжений; ежеквартального инструктажа персо­нала энергослужбы и учета бланков нарядов на производство работ в электроустановках и на ВЛ.

Работу в электроустановках выполняют по письменному на­ряду, устному распоряжению и в порядке текущей эксплуатации. Наряд – это письменное распоряжение на работу в электроустановках, определяющее место, время начала и окончания работы, условия ее безопасного проведения, состав бригады и лиц, ответ­ственных за безопасность работ. Бланки нарядов должны нумеро­ваться, регистрироваться и храниться, периодически они контро­лируются главным энергетиком карьера. Право выдачи нарядов предоставляется лицам электротехнического персонала, имеющим квалификационную группу V в установках напряжением выше 1000 В и группу IV —в установках напряжением до 1000 В, упол­номоченным на это распоряжением лица, ответственного за элек­трохозяйство.

По наряду выполняются работы: в электроустановках на ЛЭП напряжением выше 1000 В; на ВЛ при подъеме на опору выше 2 м, а также, работы, связанные с подъемом на ПП, КТП и дру­гие электроустановки; при ремонте гибких кабелей на месте их прокладки, наладка релейной защиты и испытание повышенным напряжением электрооборудования.

По устному распоряжению с записью в оперативном журнале в электроустановках напряжением выше 1000 В разрешается про­изводить работы: с частичным снятием напряжения— мелкий ремонт стоящих отдельно или установленных на горнотранспортных машинах ПП (замена или долив масла, ремонт привода ВМ), подключение и отключение кабелей в ПП, замену предохраните­лей, замену и зачистку контактов контакторов в КТП, наладку электропривода, а также отыскание и установление неисправно­стей в силовых цепях и цепях управления.

При этом с полным снятием напряжения выполняют замену, разделку, присоединение и отсоединение питающего кабеля, за­мену изоляторов в вводных коробках и кольцевых токоприемни­ках экскаваторов и т. п.

Обслуживающий электротехнический персонал должен быть обеспечен соответствующими защитными средствами (указатели напряжения, диэлектрические перчатки, боты, изолирующие шнтанги, защитные очки, переносные заземления, которые перио­дически следует испытывать и перед пользованием проверять). Ответственность за своевременное испытание защитных средств и за их замену несет энергетик участка. На каждом карьере дол­жен быть несжимаемый запас защитных средств в соответствии с ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей: не менее двух полных комплектов по нормативам на каждые 10 горнотранспортных машин, не менее 20 % нормируемого перечня для всего карьера.

Осмотр КРП без постоянного дежурства проводится при пол­ном снятии напряжения не менее чем двумя лицами электротех­нического персонала, одно из которых должно иметь квалифика­ционную группу не ниже IV, а остальные —не ниже III по рас­поряжению с записью в оперативном журнале.

Работы вблизи действующих ЛЭП проводят по наряду, вдали от действующих ЛЭП — по распоряжению.

Работы по ремонту и перестройке действующих передвижных внутрикарьерных ЛЭП, а также монтаж и подключение новых линий к источнику питания выполняются по наряду. Бригады, ведущие ремонт передвижных ВЛ, должны быть обеспечены за­щитными средствами (предохранительные пояса с карабином, диэлектрические перчатки, указатели напряжения, оперативные штанги и штанги для наложения заземления).

Все работы в кабельных линиях (ремонт, соединение, испыта­ние повышенным напряжением, подключение, отключение) про­водятся электротехническим персоналом соответствующей квали­фикации. Проведение работ, на кабеле в условиях карьера допу­скается только после отсоединения его в приключательном пункте и разрядки от остаточных зарядов путем наложения перенос­ного заземления. При подготовке гибкого кабеля к испытанию необходимо выполнить указанные выше работы, а также устано­вить предупредительные плакаты «Стой!», «Высокое напряже­ние!» и выставить контрольные посты вдоль трассы кабеля. Ис­пытание гибких кабелей 6—10 кВ повышенным напряжением проводят специально обученные лица, одно из которых должно иметь квалификационную группу не ниже IV. При периодических испытаниях кабеля напряжением до 1000 В с помощью мегом­метра работы могут выполняться одним обученным лицом с ква­лификационной группой III.

Наладку релейной защиты и испытание повышенным напря­жением электрооборудованияподстанций, распредустройств, приключятельных пунктов, КТП производят по наряду. Наладка электропривода электрифицированных машин, а также обнару­жение и устранение неисправностей в силовых цепях и в цепях управления проводятся не менее чем двумя лицами (один с груп­пой не ниже IV, остальные не ниже III) по устному распоря­жению или в порядке текущей эксплуатации с записью в оперативном журнале.

ЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ.

ОБЪЕКТЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ОСВЕЩЕНИЮ. НОРМЫ ОСВЕЩЕННОСТИ.

Работы на открытых горных разработках ведутся круглосуточно. Продолжительность темного времени суток зимой и летом в за­висимости от расположения района колеблется в широких преде­лах. В северных районах (60° северной широты) продолжительность ночи летом всего 4-6 ч, а зимой до 20 ч. На карьерах в районах Крайнего Севера работы ведутся круглосуточно в условиях дли­тельной полярной ночи. В связи с этим созданиеравномерного электрического освещения является одним из главных требований технологического процесса.

Правильно выполненное электрическое освещение способствует повышению производительности труда; качества выполняемых работ; улучшению условий труда (уменьшается зрительная, и об­щая утомленность); сокращению аварий и травматизма, а также обеспечивает безопасное передвижение людей и всех видов транс­порта в карьере.

Кроме того, нормальное освещение создает хорошую обозреваемость всей территории карьера, отдельных забоев, отвалов и промплощадки технологического комплекса.

При устройстве электрического освещения на карьерах необходимо учитывать следующие особенности: освещению подлежат большие открытые пространства; освещение должно быть эффективным при любой погоде(дождь, снег, туман, испарение в забоях в зимнее время); большую запыленность воздуха на освещенном участке.

Согласно правилам технической эксплуатации при работе в ночное время, на территориикарьера должны быть освещены места работы машин и механизмов, электроподстанции и рас­пределительные пункты, железнодорожные пути и станции, лест­ничные спуски и путихождёния людей, отвалы и вся территория в районе ведения работ. На поверхности карьера электрическое освещение должно быть во всех помещениях цехов и служб и других объектов. При расчете электрического освещения необходимо исходить из норм освещенности, установленных «Едиными пра­вилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом».

ПОНЯТИЕ О СВЕТОВЫХ ВЕЛИЧИНАХ И ЕДИНИЦАХ.

Лучистая энергия в пространстве распространяется в виде электромагнитных волн, электромагнитные излучения с длиной волны от 380 нм (фиолетовый цвет) до 760 нм (красный цвет) воздействуют на глаз, вызывая в нем ощущение света. В светотехнике для оценки эффективности действия лучистого потока принята система световых величин и единиц, одним из основных понятий в этой системе является световой поток — лучистый поток, оце­ниваемый по его действию на глаз. За единицу светового потока принят люмен (лм). Распределение светового потока в простран­стве характеризуется силой света.

Силой света называется угловая пространственная плотность светового потока,излучаемого источником. За единицу силы света принята кандела (кд), равная силе света точечного источника, который внутри единичного телесного угла излучает световой поток в 1 лм.

Телесный угол измеряется отношением площади, которую он вырезает на поверхности сферы, описанной из его вершины, к квадрату радиуса этой сферы.

За единицу телесного угла — стерадиан (ср) — принимается угол, который, имея вершину в центре сферы, вырезает на ее поверхности участок, равный квадрату радиуса.

Точечным источником света называется такой источник, раз­меры которого малы по сравнению с расстоянием до границ осве­щаемой им поверхности.

Для количественной оценки освещения какой-либо поверхности пользуются понятием освещенности, т. е. отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверх­ности.

За единицу освещенности принят люкс (лк), равный освещен­ности поверхности площадью 1 м², по которой равномерно рас­пределен световой поток в 1 лм.

Освещенность в 1 лк дает лишь возможность ориентироваться в окружающей обстановке, но не позволяет выполнять работу, требующую различения мелких деталей. Уровень светового ощу­щения определяется яркостью светящей поверхности источ­ника света или отраженного света.

Единицей яркости служит кандела на квадратный метр (кд*м^-2).

В светотехнике учитываются свойства тел поглощать, отра­жать и пропускать свет.

Количественно эти свойства тел оцениваются коэффициентами, которые определяются отношением светового потока Ф_р — отра­женного от тела, Ф_а — поглощенного телом, Фт — прошедшего через тело, к полному световому потоку, падающему на тело:

В расчетах освещенности наибольший интерес представляет коэффициент отражения, так как от его значения за­висит величина светового потока, отраженного от поверхностей.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

К электрическим источникам света относятся лампы накали­вания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания выпускаются мощностью до 1500 Вт на различные напряжения до 235 В. Принцип работы ламп основан на тепловом излучении раскаленной вольфрамовой нити, за­ключенной в стеклянную колбу. Нить накала изготовляется из вольфрамовой проволоки в виде одинарной или двойной спи­рали. Лампы накаливания выпускаются вакуумными и напол­ненными инертными газами или их смесями под давлением до 0,1 МПа (1 кгс/см²). Колбы изготовляются из прозрачного, матированного или молочного стекла, а также с зеркальным или диффузным отражающим слоем, заполняющим часть колбы около цоколя.

Тип ламп накаливания обозначается буквой и цифрами: В – вакуумные, Б – с биспиральной нитью, Г – газополые, К – с криптоновым наполнением, БК – с биспиральной нитью и криптоновым наполнением, НЗК и НЗС – с зеркальным отражающим слоем концентрированного (К) и среднего (С) светораспределения; цифрами обозначаются напряжение и мощность лампы. Промышленностью выпускаются лампы накаливания с вольфрамо-йодным циклом типа КИ мощностью 1000, 1500, 2000 Вт и выше. Конструктивно эти лампы представляют собой цилиндри­ческую колбу из нагревостойкого стекла (кварца). Вольфрамовая нить расположена строго по оси цилиндра. Колба наполняется инертным газом (аргоном, криптоном или ксеноном) с добавле­нием дозированного количества йода. В процессе горения внутри лампы протекает непрерывный цикл, в результате которого про­исходит регенерация вольфрамовой нити и увеличивается про­должительность работы до 2000 ч. У ламп же накаливания об­щего назначения средняя продолжительность горения не превы­шает 1000 ч.

Газоразрядные лампы. Принципом работы этих ламп является излучение газов или паров металла, возникаю­щих под действием проходящего через металл электрического тока. Наибольшее применение для освещения получили ртутные лампы.

В зависимости от давления паров ртути внутри стеклянной колбы лампы подразделяются на лампы низкого (1—1,5 Па) и высокого (0,3—1,5 МПа) давления. К лампам низкого давления относятся трубчатые люминесцентные лампы, а к лампам высо­кого давления — ртутные и ксеноновые лампы.

Люминесцентные лампы. Поцветности излучения их изготовляются пяти типов: ЛД — лампы дневные, ЛДУ - дневного света с улучшенным спектральным составом, ЛБ — лампы белые, ЛХБ— лампы холодно-белые, ЛТБ — лампы тепло-белые. Люминесцентные лампы выпускаются мощностью 15, 20, 30, 40 и 80 Вт. Средняя продолжительность горения люминес­центных ламп 5000 ч, световая отдача 40—60 лм/Вт.

Дуговые ртутные лампы.Лампы ДРЛ обладают высокой све­тоотдачей (40—45 лм/Вт), большой про­должительностью горения — до 7500 ч. С более высокой светоотдачей (65—/о лм/вт) выпускаются металлогалоидные лампы типа ДРИ мощностью 250, 500 и 700 Вт. Продолжи­тельность горения этих ламп ниже ламп ДРЛ и не превышает 3000 ч. Конструктивно лампы ДНИ не отличаются от ламп ДРЛ. В отличие от ламп ДРЛ в разрядную трубку ламп ДРИ вводятся добавки к парам ртути в виде йодидов натрия, таллия или индия.

Ксеноновые лампы. Это мощные газораз­рядные источники света мощностью до 100 кВт. Для освещения открытых горных работ начали ши­роко применять ксеноновые лампы ДКсТ-20000 мощностью 20 кВт, излучающие световой поток в 600 000 лм. Световая отдача ксеноновых ламп 20—28 лм/Вт, продолжительность горения от 500 до 2000 ч. Газоразрядные лампы включаются в сеть переменного тока последовательно с сопротивлением. В схемах с применением стар­теров люминесцентная лампа включается последовательно с дросселем, а в бесстартерных схемах подключается к индивидуальному трансформатору с большим рассеянием магнитного потока.

В настоящее время наиболее широкое применение получили двух- трех- и четырехламновые светильники с люминесцентными лампами.

Ксеноновая лампа ДКсТ-20000 включается в сеть напряжением 380/220 В от специального пускового устройства, схема которого основана на использовании искрового генератора в ка­честве источника тока высокой частоты.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ. ТИПЫ И УСТРОЙСТВО СВЕТИЛЬНИКОВ И ПРОЖЕКТОРОВ.

Освещение помещений и открытых объектов на карьерах осу­ществляется электрическими осветительными приборами ближнего и дальнего действия. К осветительным приборам ближнего действия относятся светильники общего назначения и светильник рудничного исполнения.

Светильник состоит из источника света (одной или нескольких ламп) и специального устройства, называемого осветительной арматурой. Светильники с газоразрядными лампами дополнительно комплектуются пускорегулирующими аппаратами для зажигания ламп.

Осветительная арматура предназначена для: перераспределе­ния светового потока ламп таким образом, чтобы большая его часть направлялась на освещаемую поверхность; защиты глаз от чрезмерной яркости; защиты окружающей среды от соприкосно­вения с источником (в светильниках рудничного исполнения); предохранения ламп от механических повреждений и загрязне­ния; крепления подводящих проводов или кабеля и самого све­тильника.

Основными характеристиками светильников являются светораспределение (кривые силы света, изображенные в системе координат), защитный угол и коэффициент полезного действия светильника, который определяется отношением его светового потока к световому потоку ламп.

На карьерах применяют светильники внутренней и наружной установки и рудничного исполнения с лампами накаливания, с люминесцентными и ртутными лампами.

К осветительным приборам дальнего действия относятся про­жекторы и светильники с ксеноновыми лампами. В отличие от светильников, имеющих широкое светораспределение, прожек­торы концентрируют световой поток в узкий пучок, направленный на освещаемую поверхность.

Светильник с ксеноновой лампой состоит из сталь­ного корпуса, внутри которого закреплен отражатель параболо-цилиндрической формы, и арматуры для крепления лампы ДКсТ. Температура вокруг лампы достигает нескольких сот градусов, поэтому отражатель и арматура изготовляются из термостойких материалов. Для улучшения охлаждения в светильнике не пре­дусматривается защитное стекло. В настоящее время на карьерах находят широкое применение светильники СКсН1-20000.

Применение этих светильников для освещения открытых гор­ных работ позволяет значительно сократить расход электроэнер­гии на освещение, материалов для сооружения воздушных осве­тительных ВЛ, сократить затраты труда на ремонт и переноску линий освещения, освободить площадки уступов от опор воздуш­ных осветительных линий и передвижных ТП, питающих освети­тельные установки. Годовые приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию освещения светильниками с ксеноновыми лампами на глубоких карьерах с большой протяженностью железнодорож­ных линий на 30-40 % ниже, чем при освещении светильниками и прожекторами.

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ. РАЗМЕЩЕНИЕ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ.

Система освещения открытых горных работ определяется глу­биной и площадью карьера, высотой уступов, числом забоев, машин и механизмов, а также протяженностью транспортных co­opужений и путей хождения трудящихся.

Системы, освещения, применяемые на карьерах, подразде­ляются на общую, местную, комбинированную. Система общего освещения состоит из системы общего равно­мерного освещения и системы общего локализованного освеще­ния. Системой общего равномерного освещения достигается необ­ходимая минимальная освещенность всей площади карьера. Об­щее локализованное освещение предусматривается в том случае, когда на различных участках карьера требуется более сильная освещенность, чем освещенность, создаваемая общим равномер­ным освещением (сложные участки дорог, места перехода через дорогу и ленточные конвейеры, перегрузки и т. д.). На этих участ­ках дополнительно устанавливаются осветительные приборы.

Общее освещение на карьерах осуществляется:

1) Светильниками наружной установки, размещаемыми вдоль всего фронта работ;

2) стационарными или передвижными прожекторными уста­новками, расположенными на бортах карьера или на рабочих уступах и предохранительных бермах;

3) светильниками с ксеноновыми лампами, устанавливаемыми на стационарных и передвижных мачтах, которые располагаются на бортах карьера и на нерабочих площадках в карьере.