Kann ein kleines -Strom-Erdschlusssuchgerät in unterirdischen Energiesystemen von Kohlebergwerken verwendet werden? Theoretisch ja. Aber die Kernfrage ist, ob man es tatsächlich installieren und ausführen kann, und das hängt von zwei oft-verwechselten-Voraussetzungen ab.
Schauen Sie sich zunächst die Netzwerkkonfiguration an. Unterirdische Verteilungssysteme für Kohlebergwerke verwenden in den meisten Regionen Kleinstrom-Erdungssysteme: Der Sternpunkt ist entweder isoliert oder über eine Lichtbogenunterdrückungsspule geerdet. Das ist alles andere als ein triviales Detail. Wenn in einem solchen Netzwerk ein einphasiger Erdschluss auftritt, bleibt der Fehlerstrom sehr niedrig -, normalerweise nur wenige Ampere -, da es keinen Pfad mit niedriger-Impedanz gibt, über den der Strom zur Versorgung zurückkehren kann. Dieser niedrige Fehlerstrom ist genau der Grund, warum es schwierig ist, Fehler zu lokalisieren, und weshalb Erdschlusssuchgeräte für kleine Ströme entwickelt wurden. Dieses Gerät wurde speziell-für diese Art von Netzwerk entwickelt. In fest geerdeten oder niederohmig geerdeten Systemen können Fehlerströme Hunderte von Ampere erreichen, und der Standard-Überstromschutz kann Fehler ohne spezielle Ortungsgeräte bewältigen. Unter dem Gesichtspunkt der Systemkompatibilität ist die Schlussfolgerung klar: Ein Ortungsgerät, das für Erdungssysteme mit geringem Strom ausgelegt ist, passt zu den technischen Szenarios in Kohlebergwerken.
Die wirklichen Kopfschmerzen bereiten die Betriebsbedingungen unter Tage. Grubenluft kann Methan und Kohlenstaub enthalten. Bei bestimmten Konzentrationen kann jeder elektrische Funke oder jede heiße Oberfläche eine Explosion auslösen. Alle elektrischen Geräte, die in explosionsgefährdeten Minenbereichen aufgestellt werden, müssen über eine Explosionsschutzzertifizierung verfügen. Der wichtigste internationale Standard ist IEC 60079, und Untertagebergbaugeräte fallen unter Gruppe I. Druckfeste Gehäuse für den Bergbau sind typischerweise mit Ex d I Mb gekennzeichnet. Ein Fehlerortungsgerät, das an der Oberfläche in einem Umspannwerk zuverlässig funktioniert, kann nicht einfach unter die Erde gebracht werden. Das Gehäuse, die Klemmenanschlüsse und alle internen Teile, die Funken erzeugen oder sich erhitzen könnten, müssen konstruiert und getestet werden. Die Ausrüstung muss eine interne Explosion eindämmen und verhindern, dass sie die umgebende Minenatmosphäre entzündet. Dabei handelt es sich nicht nur um eine Zertifizierungsformalität. Dazu sind Druckprüfungen, Flammenspaltprüfungen mit Toleranzen im Hundertstel-Millimeter-Bereich und manchmal auch interne Zündversuche erforderlich. Lieferanten können diese Ausrüstung nicht legal oder sicher für den Untertagegebrauch liefern, es sei denn, das Produkt hat diesen vollständigen Zertifizierungsprozess abgeschlossen.
Es gibt einen dritten Faktor, der über die Leistung in der realen{0}}Welt entscheidet. Selbst mit einem passenden Erdungsschema und einer gültigen Explosionszertifizierung muss das Ortungsgerät dennoch Fehler erfolgreich finden können. Herkömmliche Methoden im stationären Zustand, die auf der Nullstromstärke oder dem Phasenvergleich basieren, haben in Minennetzen Schwierigkeiten, insbesondere wenn der Neutralleiter eine Lichtbogenunterdrückungsspule verwendet. Die Spule kompensiert den kapazitiven Fehlerstrom, wodurch das Nullsignal auf dem fehlerhaften Kabel nahezu identisch mit dem Signal intakter Stromkreise werden kann. Intermittierende Störlichtbögen sind in von Kabeln dominierten Bergwerksnetzen weit verbreitet; Diese Fehler erzeugen vorübergehende Signale, die Steady-State-Algorithmen nicht erfassen können. Neuere Methoden extrahieren Richtungsdaten mithilfe transienter Nullstrom- oder Weitbereichsmessungen. Diese Techniken funktionieren immer noch mit Lichtbogenunterdrückungsspulen und hochohmigen Fehlern. Für Minenbetreiber geht es bei der Auswahl nicht nur darum, ob das Gerät in Erdungsnetzen mit geringer Stromstärke funktioniert. Die entscheidende Frage ist, ob es Fehler in *ihrem* Netzwerk lokalisieren kann, für die Arten von Fehlern, denen sie häufig begegnen - und vorzugsweise ohne Nullspannungsabtastung, die im Untergrund bekanntermaßen schwierig zu implementieren ist.
Wenn Minenbetreiber einen Fehlerorter bewerten, müssen sie eine Reihe praktischer Prüfungen durchführen. Überprüfen Sie zunächst, ob das Gerät für isolierte Neutralleiter oder geerdete Systeme mit Lichtbogenunterdrückungsspule ausgelegt ist. Wenn sich das Datenblatt nur auf fest geerdete Netze bezieht, ist es nicht geeignet. Zweitens müssen Sie sicherstellen, dass das genaue Modell über die erforderliche Explosionsschutzzertifizierung für die Gefahrenzone verfügt, in der es eingebaut werden soll. Zertifizierte Oberflächen-Einheiten können nicht als Ersatz für unterirdische-zertifizierte Einheiten dienen. Drittens prüfen Sie, welche Fehlertypen der Algorithmus verarbeiten kann. Ein Ortungsgerät, das bei metallischen Erdschlüssen gut funktioniert, intermittierende Lichtbögen jedoch nicht erkennen kann, löst nur die Hälfte des Problems.
Die Gerätekategorie selbst gilt für unterirdische Energiesysteme in Kohlebergwerken. Ein bestimmtes Produkt kann jedoch nur dann sicher und effektiv eingesetzt werden, wenn es alle drei oben genannten Anforderungen erfüllt.
