ei_07_2003_s64-66.pdf

M ówiąc o sieciach

inż. Henryk Brachaczek

w przepisie wykonawczym [2]

do ustawy [1] jako obiekt bu-

dowlany zakładu górniczego,

w którym zapisano:

„Do obiektów budowlanych

zakładu górniczego w pod-

ziemnych zakładach górniczych

zalicza się w szczególności (...)

§ 619. 1 . „Podstawowe obie-

kty i urządzenia zakładu górni-

czego, o których mowa w § 30

ust. (tj. górnicze wyciągi szybo-

we, stacje wentylatorów głó-

wnych, centrale i dyspozytornie

(...), główne stacje sprężarek po-

wietrza (...), urządzenia główne-

elektroenergetycz-

nych w podziemnym

zakładzie górniczym mamy na

myśli sieci zlokalizowane na po-

wierzchni oraz w podziemnej

części zakładu.

W podziemnej części zakła-

du dopuszcza się sieci elektro-

energetyczne o następujących

poziomach napięć pracujące

w układzie IT:

sieci

elektroenergetyczne

Prądu zmiennego:

0,22 kV – do zasilania urzą-

dzeń ręcznych i sterowania

maszyn oraz urządzeń,

0,5 kV – do zasilania urzą-

dzeń stałych, przewoźnych

i ruchomych,

1 kV – do zasilania urządzeń

stałych, przewoźnych i ru-

chomych (większej mocy),

6 kV – do rozdziału energii

oraz do zasilania stacji

transformatorowych, ma-

szyn i urządzeń,

10 kV – do rozdziału energii

(sieć praktycznie niewdrożo-

na).

w podziemnych zakładach

górniczych

mieć, że jest to wyodrębniony

technicznie i organizacyjnie ze-

spół środków służących bezpo-

średnio do wydobywania kopa-

liny ze złoża, w tym wyrobiska

górnicze, obiekty budowlane

oraz technologicznie, związane

z nimi obiekty i urządzenia

przeróbcze. Prawo to mówi m.

in., że:

budynki stacji elektroenergety-

cznych oraz główne urządzenia

i sieci rozdzielcze wysokiego

i średniego napięcia”.

Jednocześnie w kolejnym

paragrafie rozporządzenia [2]

podano:

§ 612 . „Instalowanie, eks-

ploatacja oraz kontrola maszyn

i urządzeń i instalacji elektrycz-

nych w wyrobiskach powinny

odpowiadać wymaganiom okreś-

lonym w odrębnych przepisach

i w Polskich Normach (...)”.

go odwadniania, (...) zasila się

z rozdzielni mającej dwa nieza-

leżne zasilania w energię elek-

tryczną, przy czym jedno z za-

silań może być zrealizowane li-

nią prowadzoną wyrobiskami”.

Prądu stałego:

0,25 kV – do zasilania trak-

cji elektrycznej,

1 kV – do urządzeń w któ-

rych dopuszczono elektrycz-

ne układy regulacyjne.

Na powierzchni zakładu gór-

niczego stosowane są układy

sieci o poziomach napięć jw.

oraz sieć pracująca w układzie

TN-C, o poziomie napięcia

0,4 kV, do zasilania urządzeń

oświetleniowych, układów na-

pędowych mniejszej mocy itp.

niezależność

zasilań

Art. 57. 1. „Do projektowa-

nia, budowy, utrzymania

i rozbiórki obiektów budow-

lanych zakładu górniczego

stosuje się przepisy Prawa

Budowlanego chyba, że

ustawa stanowi inaczej.

W związku z nowelizacją

rozporządzenia 2 nie ukazały

się jeszcze wytyczne omawiają-

ce niezależność źródeł zasilania

oraz niezależność linii zasilają-

cych. Układy zasilania i roz-

działu energii elektrycznej za-

kładu górniczego były określone

w załączniku nr 20 [3] do po-

przedniej edycji rozporządzenia

[2], gdzie znajdujemy:

a) Za niezależne linie elektro-

energetyczne napowietrzne

lub kablowe uważa się linie

prowadzone różnymi trasami

w odległości gwarantującej

nieprzenoszenie się zakłóceń

z jednej linii na drugą, gdy

wykonywanie prac remonto-

wych i konserwacyjnych na

jednej linii nie jest uzależnio-

ne od wyłączenia pozosta-

zasilanie

w energię

elektryczną

Art. 58. ,Obiektami budowla-

nymi zakładu górniczego są

obiekty budowlane w rozu-

mieniu Prawa Budowlanego,

zlokalizowane w całości na

powierzchni ziemi, służące

do bezpośredniego wydoby-

wania kopaliny ze złoża.

Obiekty budowlane zakładu

górniczego w poprzedniej edy-

cji ustawy [1] były imiennie wy-

mienione, ale ustawodawca nie

wymieniał sieci elektroenerge-

tycznych jako obiektu budowla-

nego zakładu górniczego. Sieci

te zostały wymienione dopiero

podstawowe

akty prawne

Rozpatrując kolejny zapis

w rozporządzeniem [2] czytamy:

§ 616 . 1 . „Zakład górniczy

powinien mieć co najmniej dwa

niezależne zasilania w energię

elektryczną, przy czym: jedno

zasilanie zapewnia pełne zapo-

trzebowanie mocy zakładu gór-

niczego, drugie zasilanie zape-

wnia minimalne zapotrzebowa-

nie mocy, gwarantujące zacho-

wanie bezpieczeństwa ludzi,

mienia i środowiska (...)”.

Podstawowym aktem praw-

nym regulującym sprawy budo-

wy i eksploatacji obiektów

i urządzeń w podziemnym za-

kładzie górniczym jest Prawo

Geologiczne I Górnicze [1].

W rozumieniu tego prawa,

mówiąc o podziemnym zakła-

dzie górniczym, należy rozu-

www.elektro.info.pl 7/2003

łych linii (np. wzajemna od-

ległość linii kablowych pro-

wadzonych w ziemi powin-

na wynosić min. 4 m).

b) Niezależne linie elektroener-

getyczne nie mogą krzyżo-

wać się ze sobą, a jeżeli ta-

kie skrzyżowanie jest nie-

uniknione, jedną linię należy

ułożyć w ziemi, a drugą na

pomoście kablowym.

c) Nie należy uważać za nieza-

leżne linii napowietrznych

dwutorowych oraz linii kab-

lowych prowadzonych na je-

dnym pomoście kablowym,

niezależnie od ich rozwiązań

konstrukcyjnych (...).

d) Linie kablowe zasilające roz-

dzielnie głównego odwodnie-

nia (...) powinny być prowa-

dzone różnymi szybami.

pięciu 6 kV, z uwagi na galwa-

nicznie połączone części znaj-

dującej się w wyrobiskach za-

kładu górniczego, z częścią

sieci znajdującą się na powie-

rzchni. Przykładowy schemat

sieci 6 kV przedstawiony został

na rys. 1. Sieć ta wykonana jest

jako kablowa, promieniowa,

przy czym niektóre linie na po-

wierzchni prowadzone po tere-

nach objętych szkodami górni-

czymi mogą być wykonane

w specyficzny sposób, nie spo-

tykany gdzie indziej jako kablo-

wo – napowietrzne, tzn. kable

prowadzone są na linie nośnej,

mocowanej do konstrukcji

wsporczych (słupów).

Na powierzchni ochrona

przed porażeniem spowodowa-

nym dotykiem pośrednim reali-

zowana jest przez zastosowanie

uziemiania oraz wyłączenie za-

silania w czasie wynikającym

ze stopniowania nastaw zabez-

pieczeń. Wszystkie powierz-

chniowe linie elektroenergety-

czne połączone galwanicznie

Rys. 1 Uproszczony schemat kopalnianej sieci elektroenergetycznej wraz z

systemem uziemiajacych przewodów ochronnych “SUPO”

z siecią podziemną muszą być

wyposażone w zabezpieczenia

ziemnozwarciowe działające na

wyłączenie linii (urządzenia).

Oporność uziemienia ochron-

nego dobrana została na podsta-

wie ogólnie obowiązujących

przepisów z okresu budowy ko-

palni i w większości przypad-

ków wyznaczona została z za-

leżności podanej w [4] oraz [6].

Jako uziemienie ochronne:

ochrona przed

porażeniem

R z =

125

I z

lub jako uziemienie robocze:

W dalszej części artykułu

rozpatrywana będzie sieć o na-

R z =

I z

gdzie:

! "!

#$$ %&

' ( $

')* $+,,-.%

/ !

0 $" $&

$ ! #1&2 3$$ ! 4

'%5

!$6

(7#&-8-6 &

$$ &

9#:;#

9#<10:;<#%$ $

$$%

9' " $

( 1:+

3%$5%

20=0&)>

"#$%&#&$ $%&#

7/2003 www.elektro.info.pl

wartości rezystancji uzie-

mienia uziomów lokalnych

są bardzo zróżnicowane

i zawierają się w granicach

od ułamka oma do ponad

stu omów, przy czym decy-

dujący wpływ na tę wartości

ma sposób wykonania uzio-

mu i wilgotność wyrobiska

(dostępność wody),

nej i w części powierzchnio-

wej zakładu, a w przypadku

wystąpienia braku ciągłości

przewodów ochronnych spo-

woduje znaczne przekroczenie

dopuszczalnego napięcia na

sieci SUPO. W przypadku bra-

ku działania zabezpieczeń nad-

prądowych, zwarcie to jest wy-

łączane przez zabezpieczenia

ziemnozwarciowe reagujące na

składową zerową prądu (rys 2).

Nadmienić należy, że PN-

98/E-04700 (nieobowiązują-

ca) w pkt. 5.2.5 podaje: „Na-

pięcia rażeniowe (dotykowe

i krokowe) powinny być wy-

znaczane dla największych

spodziewanych prądów uzio-

mowych badanego obiektu

(...)” oraz „(...) w przypadku

sieci pracującej z izolowanym

punktem neutralnym transfor-

matorów będzie to prąd 2–fazo-

wego zwarcia przez ziemię”.

Rys. 2 Rysunek poglądowy rozpływu prądu przy zwarciu podwójnym

wartość rezystancji wzdłuż-

nej odcinków przewodów

ochronnych międzyuziomo-

wych zawierają się w grani-

cach od 0,01 do 2,45 przy

czym przeważają wartości

do 1,2.

Wobec powyższego widzimy, że

wielką rolę w ochronie przed

porażeniem spełniają przewody

powrotne w kablach. Brak

ciągłości tych przewodów skut-

kuje znacznym wzrostem za-

grożenia porażeniowego,

w szczególności w przypadku

wystąpienia zwarć podwójnych

w sieci.

Wyłączenie pierwszego do-

ziemienia w jak najkrótszym

czasie, przez zabezpieczenie

ziemnozwarciowe, powinno być

jednym z podstawowych wa-

runków bezpiecznej pracy sieci.

Dopuszczenie do pracy sieci

z doziemieniem w warunkach

zakładu górniczego stwarza du-

że zagrożenie pożarowe, wybu-

chowe i porażeniowe.

Niestety obecnie obowiązujące

rozporządzenie [2] dopuszcza

do pracy sieci z doziemieniem,

gdzie czytamy:

„§ 621. 1 W instalacji

o napięciu powyżej 1 kV

z izolowanym punktem neu-

tralnym stosuje się zabezpie-

czenia (...) powodujące wyłą-

czenie sieci, w której nastąpi-

ło obniżenie rezystancji izolacji

doziemnej (...).

2. Zamiast wyłączenia sieci do-

puszcza się stosowanie sygna-

lizacji uszkodzenia sieci do

miejsc, gdzie przebywa stała

obsługa (...)”.

Zwarcie podwójne może po-

wstać np. w części podziem-

125 – dopuszczalne napięcie

na uziomie ochronnym w [V],

65 – dopuszczalne napięcie na

uziomie roboczym w [V],

I Z – prąd uziomowy w [A] (w

tym przypadku całkowity prąd

ziemnozwarciowy sieci 6 kV

galwanicznie połączonej z sie-

cią podziemną).

Uziomy wykonywane jako

pojedyncze miejscowe R M lub

grupowe R G praktycznie są

połączone ekranami (żyłami

powrotnymi) kabli sieci kab-

lowej .

W części podziemnej zakła-

du ochrona przed porażeniem

jw. realizowana jest przez tzw.

„ S ystem U ziemiających P rze-

wodów O chronnych” w skró-

cie SUPO oraz przez stosowa-

nie zabezpieczeń ziemnozwar-

ciowych powodujących wyłą-

czenie sieci, w której nastąpiło

obniżenie rezystancji izolacji

doziemnej (...).

System ten polega na wyko-

naniu metalicznych połączeń

wszystkich dostępnych do do-

tknięcia części metalowych, kon-

strukcji oraz obudów urządzeń

elektrycznych znajdujących się

w wyrobisku ze zbiorem uzio-

mów kopalnianych za pomocą

przewodów ochronnych, uzie-

miających oraz żył powrotnych

(ekranów) w kablach .

Zbiór uziomów kopalnianych

(pod ziemią) to:

uziomy lokalne w podzie-

miach kopalń – R L .

Wypadkowa rezystancja uzie-

mienia SUPO powinna spełniać

zależność:

literatura

1. Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r.

Prawo Geologiczne i Górnicze

(Dz. U. z dnia 1 marca 1994 r.

z późniejszymi zmianami).

2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki

z dnia 28 czerwca 2002 r. w spra-

wie bezpieczeństwa i higieny pracy,

prowadzenia ruchu (...) w podziem-

nych zakładach górniczych (Dz. U.

z dnia 2 września 2002 r.).

1. Załącznik Nr 20 do Rozporządzenia

Ministra Przemysłu i Handlu

z dnia 14 kwietnia 1995 r. (Dz. U.

z dnia 19 czerwca 1995 r.).

2. Zarządzenie Ministra Górnictwa i Ener-

getyki oraz Ministra Budownictwa

i Przemysłu Materiałów Budowla-

nych z 5X 1965 r. w sprawie warun-

ków technicznych, jakim powinna od-

powiadać ochrona przeciwporażenio-

wa w urządzeniach. elektroenergety-

cznych o napięciu wyższym niż 1 kV

(Dz. B. z 1966 r. nr 17, poz. 70).

3. Winicjusz Boron, Mechanizacja

i Automatyzacja Górnictwa, nr 6–7

(312) z 1996 r.

4. Zarządzenie Ministra Górnictwa i

Energetyki oraz Ministra Bu-

downictwa i Przemysłu Materiałów

Budowlanych z 31 XII 1968 r.

W sprawie warunków technicznych

jakim powinna odpowiadać ochrona

przeciwporażeniowa w urządze-

niach elektroenergetycznych o na-

pięciu do 1kv. (Dz. B. Z 1969 r nr 4).

R ws • I z <42

gdzie:

42 – dopuszczalne napięcie

uziomowe na całej sieci SUPO

w [V],

I Z – całkowity prąd ziemnozwar-

ciowy w [A] sieci 6 kV galwa-

nicznie połączonej z siecią

podziemną.

Czas odłączenia zasilania

wynika z nastaw zabezpieczeń

ziemnozwarciowych, przy czym

dla urządzeń zlokalizowanych

w pomieszczeniach zagroże-

niem wybuchem, zwłoka cza-

sowa zabezpieczeń wynosi 0 s

(wymaga się stosowania urzą-

dzeń bezstykowych). Na pod-

stawie przeprowadzonych ba-

dań [5] można podać następu-

jące cechy charakteryzujące

rzeczywiste SUPO w kopal-

niach węgla kamiennego:

www.elektro.info.pl 7/2003

uziomy centralne w podzie-

miach kopalń (co najmniej 2)

– R C ,

liczba uziomów lokalnych

w kopalni waha się od kil-

kudziesięciu do ponad stu,

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: