ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ И ПОГРУЗОЧНЫХ СРЕДСТВ ШАХТ И РУДНИКОВ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ И ПОГРУЗОЧНЫХ СРЕДСТВ ШАХТ И РУДНИКОВ
13.1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ЛЕБЕДОК И МЕХАНИЗМОВ ПОГРУЗОЧНЫХ ПУНКТОВ
В шахтах и рудниках применяются лебедки различного назначения: маневровые, предохранительные, грузовые, скреперные, подъемные и др.
Маневровые лебедки применяются для маневровых операций, связанных с подтягиванием состава вагонеток у погрузочного пункта на очистных участках. В качестве привода обычно применяется асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. В широко применяемых лебедках ЛВД, ШМ электродвигатель для компактности встраивается в барабан лебедки. Предназначенные для этого узкоспециализированные электродвигатели ВРЛ номинальной мощностью 3—13 кВт по уровню взрывозащиты имеют исполнение РВ-ЗВ.
Для маневровых лебедок применяют дистанционное управление с помощью кнопочных постов и реверсивных магнитных пускателей. Посты управления могут размещаться возле лебедки, на машине или механизме, которые обслуживает лебедка.-Например, маневровые лебедки, предназначенные для передвижения энергопоезда, имеют управление с кнопочных постов, расположенных на энергопоезде.
Предохранительные лебедки применяются в комплексе с выемочными машинами на крутых и наклонных пластах (с углами падения 9° и выше); они предназначены для перемещения и удержания комбайна от сползания в очистном забое. Универсальная комбайновая лебедка 1ЛГКН изготовляется в двухбарабанном исполнении для пологих, наклонных и крутых пластов. В качестве электропривода служит асинхронный электродвигатель ВР с короткозамкнутым ротором. Лебедка может работать в тяговом, предохранительном и тягово-предохранительном режимах. Управление двигателем может производиться с кнопочного поста, установленного на вентиляционном штреке; с поста управления на комбайне или с поста управления на магнитной станции, установленной для обслуживания электроустановок механизированного комплекса. Для предохранительных лебедок характерна установка на верхнем штреке, рядом с лебедкой, пускателя, от которого к комбайну прокладывается дополнительный кабель, ведущий к пульту управления лебедкой.
Грузовые лебедки предназначены для подъема и спуска грузов по наклонным и вертикальным горным выработкам и могут быть использованы для доставки по шурфам, уклонам, бремсбергам, печам, гезенкам и скатам грузов в скипах или вагонетках, для одноконцевой откатки при проведении горных выработок, спуска и подъема леса и оборудования, а также других транспортных и вспомогательных работ.
Применяемые в угольных шахтах грузовые лебедки ЛШГ и ЛШ имеют сходную конструкцию. В качестве главного электропривода лебедок служит асинхронный электродвигатель ВР с короткозамкнутым ротором. Управление осуществляется взрывобезопасным блоком БУВ-4, смонтированным на лебедке, и с помощью выносных кнопочных постов, которые могут быть дублированы. Для исключения превышения допустимой скорости при спуске груза  лебедки оснащены реле скорости УКСЛ с датчиком УПДС.
Для включения-отключения и обеспечения нормального режима работы лебедки применяют два варианта электропитания. Первый вариант предусматривает три пускателя: первый (ПВИ-250)—для подачи напряжения на все механизмы лебедки и на привод предохранительного тормоза, второй (ПВИР-250)—на двигатель лебедки, третий (ПВИ-63)—на двигатель рабочего тормоза. Этот вариант электропитания применяется обычно при установке лебедок в шурфах или других выработках с большим углом наклона и транспортированием груза в скипах, при котором плавное торможение, как правило, не применяется.
Второй вариант электропитания предусматривает применение двух пускателей вместо трех. В этом случае электрогидротолкатель рабочего тормоза либо включается от пускателя главного двигателя  лебедки и педаль плавного торможения исключена из работы, либо отключается и рабочий тормоз управляется только педалью. Этот вариант применяется при эпизодической работе на уклоне, когда при транспортировании груза в вагонетках необходимо торможение.
Скреперные лебедки предназначены для доставки горной массы по горизонтальным и наклонным (с углом наклона до 50°) выработкам. В качестве электропривода лебедок применяется асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. В угольных шахтах применяются лебедки 17ЛС с двигателями мощностью 17 кВт, в рудниках—лебедки ЛС-55, ЛС-100 с двигателями мощностью 55 и 100 кВт. Управление скреперной лебедкой—местное или дистанционное, последнее предпочтительнее, так как повышает безопасность обслуживания, производительность установки и т. д.
Подъемные лебедки относятся к разряду малых подъемных машин, предназначенных для систем откатки с бесконечным и концевым канатом, применяются на бремсбергах, уклонах, для чистки зумпфов и т. д. Для таких лебедок требуются регулирование скорости, реверсирование и торможение. Поэтому для электропривода лебедок применяются асинхронные электродви¬гатели с фазным ротором ВРК (37—90 кВт) и МА-Зб (40—320 кВт).
Для управления лебедками используют взрывобезопасную аппаратуру, предназначенную для электродвигателей до 160 кВт при напряжении 380 В и до 250 кВт при 660 В для условий работы в шахтах, опасных по газу или пыли. В состав аппаратуры входят: реверсор РКВ-ЗООМ, контактор динамического торможения КДТВ-ЗООМ, блок короткозамыкателя БКЗВ-400М, блок динамического торможения БДТВ-300. Уровень взрывозащиты — РВИ-2,5.
Аппаратура управления ротором подъемного электродвигателя выпускается в двух вариантах. Первый вариант—применение взрывобезопасных жидкостных реостатов ВЖР-250 (для двигателей мощностью до 250 кВт) или ВЖР-350 (для двигателей мощностью до 350 кВт) в комплекте с короткозамыкателями БКЗВ. Жидкостные реостаты ВЖР предназначены для регулирования частоты вращения ротора двигателя, его тока и развиваемого момента; регулирование производится изменением со¬противления электролита между электродами реостата.
Второй вариант—применение взрывобезопасных ящиков металличес-ких сопротивлений ЯСВ в комплекте с блоком управления. Взрывобезопасные ящики сопротивления ЯСВ служат для пуска и регулирования частоты вращения и момента двигателя и выпускаются в двух исполнениях: со встроенными контакторами и без контакторов. Блок управления взрывобезопасных БУВ-Я предназначен для размещения аппаратуры управления ящиками роторных сопротивлений со встроенными контакторами.
Погрузочные пункты предназначены для механизации и автоматизации процесса загрузки составов вагонеток при поточной локомотивной откатке. Основными механизмами погрузочного пункта являются загружатель и толкатель. Загружатель представляет собой короткий ленточный конвейер, устанавливаемый под приводной станцией (головкой) забойного конвейера над загружаемой вагонеткой.
В качестве электропривода загружателя и толкателя применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, управление которыми производится дистанционно из камеры оператора у погрузочного пункта. Управление загружателем осуществляется при помощи реверсивного пускателя и трехкнопочного поста управления, а толкателем—с применением нереверсивного магнитного пускателя и двухкнопочного поста управления. На отдельных шахтах вместо постов управления используют: для загружателя —командоаппарат в виде трехпозиционного переключателя, а для толкателя —выключатель с ножной педалью.

13.2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ КОНВЕЙЕРНЫХ УСТАНОВОК
Скребковые конвейеры—основное транспортное средство для доставки угля из лав. В качестве электропривода конвейеров применяется асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Основным типом конвейерного двигателя является ВРТ. Мощности (кВт) электроприводов применяющихся скребковых конвейеров и перегружателей колеблются в широких пределах: конвейер СК38—22; СР60, СР70М, СПбЗМи др.—45; С50, СП80К, ПТК-1—55; СП48М, СПЦ161—3X55; СП87П—2X110.
Для скребковых забойных конвейеров характерно широкое использование многодвигательного электропривода с различным числом двигателей, способов их расположения и, как следствие, схем электропитания. Наиболее часто применяется радиальная схема, при которой электропривод данного конвейера питается по отдельному кабелю, т. е. включение-отключение всех двигателей, как правило, осуществляется одновременно от магнитного пускателя или станции управления. Для этой цели в новых кон¬вейерах и конвейерных двигателях предусмотрена кабельная вводная коробка с отводом для подключения кабельной перемычки к ближайшему двигателю. Питание многодвигательных конвейеров с приводами большой мощности [27] осуществляется от двух магнитных пускателей (при применении станций управления—от двух отдельных контакторов). При этом рекомендуется выдержка времени между пусками электродвигателей верхнего и нижнего привода конвейеров.
Пластинчатые конвейеры предназначены для доставки угля и породы непосредственно от лавы до магистральной выработки (конвейер ПУ50),а также для транспортирования угля и породы по горизонтальным магистральным, криволинейным в плане и профиле выработкам (конвейеры П65, П65М). Электропривод—асинхронный, нерегулируемый. Мощности электродвигателей 22—37 кВт, число приводных блоков—2—5. Схема электроснабжения строится преимущественно по радиальному принципу.
Ленточные конвейеры—основное средство для транспортирования полезного ископаемого по штрекам, бремсбергам, уклонам. Для конвейеров небольшой длины регулирование скорости обычно не производится, поэтому в качестве привода применяется асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. На бремсбергах и уклонах значительной длины мощность приводных двигателей конвейеров возрастает, кроме того, возни-кает необходимость обеспечения плавного пуска для снижения динамических нагрузок, а также регулирования скорости. В этом случае в качестве привода используют асинхронный двигатель с фазным ротором. Мощности (кВт) электроприводов ленточных конвейеров составляют: конвейер 1Л80—40; 1Л100К1—75; 2Л80 —2X55; 1ЛБ100—100; 1Л100 —2x100; 2ЛЛ100 —2X250; 1ЛУ120 —500; 2ЛУ120А —2x500. Для ленточных конвейеров также характерны системы многодвигательного электропривода, что обусловливает разнообразие схем электропитания. Для последовательно работающих стационарных конвейеров на штреках и бремсбергах наиболее распростра-ненной схемой является магистральная, при которой группа конвейерных электродвигателей питается от общего магистрального кабеля.
Для дистанционного управления электроприводами магистральных ленточных конвейеров предназначены станции управления СУВ1Л-100 и СУВ2Л-120. Электрические схемы станций предусматривают автоматический режим работы, при котором управление ведется с пульта управления аппаратуры автоматизации, и индивидуальный режим работы, при котором управление электродвигателями конвейера ведется непосредственно со станции.
Последний режим предусмотрен для опробования электродвигателей в период наладки или ремонта.
Механизированные бункера предназначены для аккумулирования угля, породы или горной массы в подземных выработках при ведении очистные и подготовительных работ (бункера БС-60, БС-35П, БС-120), а также для аккумулирования грузопотока в периоды отказов звеньев внутришахтного транспорта (бункер БМ-200А). Бункера большой емкости и производитель¬ности имеют многодвигательный электропривод и соответствующие схемы электроснабжения. Электропривод бункера БМ-200А состоит из четырех двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью каждый 45 кВт. Электрооборудование бункера имеет взрывобезопасное исполнение и обеспечивает автоматическое перемещение подвижной емкости в зависимости от степени ее загрузки и разгрузки, контроль за номинальным предварительным натяжением тягового органа, блокировку и сигнализацию для обеспечения безопасности работ.
Схемы управления конвейерами. Для дистанционного управления одиночным конвейером используется магнитный пускатель соответствующего типоразмера с вынесенным в наиболее удобное место кнопочным постом управления.
Схемы управления конвейерными линиями, помимо соответствия общим требованиям ПБ к схемам дистанционного управления, должны обеспечивать: автоматический запуск конвейеров в последовательности против движения груза; запуск последующего конвейера только после достижения номинальных режимов работы предыдущим конвейером; автоматический контроль за исправной работой конвейерной линии; подачу звукового сигнала перед пуском линии. Для осуществления этих требований используют следующее оборудование: пускатели ПВИ; реле РСА, АУМ-1А или РС-67, которые обеспечивают контроль скорости движения подвижного органа конвейера (замыкающие контакты их замыкаются только тогда, когда скорость движения ленты или скребковой цепи достигает номинального зна¬чения), сигнальная установка, комплектуемая пусковым агрегатом АП-3.5М и сиренами ВСС-3.
При наличии в линии нескольких конвейеров применяется дистанционно-автоматизированное управление, при котором пуск первого конвейера осуществляют кнопочным постом управления, а последующие конвейеры включаются замыкающими блок-контактами пускателей предыдущих конвейеров. При остановке одного из конвейеров все конвейеры, несущие груз на остановившийся, автоматически отключаются, а расположенные впереди продолжают работать. При централизованном дистанционном управлении оператор с пульта управления производит последовательный пуск конвейеров и их последовательное отключение. Первым должен отключаться конвейер, принимающий груз (из лавы, штрека, бункера и т. п.), а последним—конвейер, передающий груз в место назначения.
13.3. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ САМОХОДНЫХ ВАГОНОВ
Безрельсовые (на пневмошинах или гусеницах) самоходные вагоны применяются при камерной системе разработки полезного ископаемого и относительно малой длине откатки (до 1 км), при проходке выработок, сильно искривленных в плане и имеющих большие (до 15°) углы уклона и подъема, а также для доставки людей, оборудования и материалов. Наиболее широкое применение самоходные вагоны получили в рудниках цветной металлургии и горно-химической промышленности.
Самоходные вагоны имеют: бункер-кузов, на дне которого находится скребковый конвейер для загрузки и разгрузки вагона; тяговые электродвигатели и редукторы; кабельный барабан; кабину управления. Бункер-кузов установлен на самоходном шасси в виде четырехколесной тележки с пневмоколе-сами. Вагоны выполняют, как правило, с.бортовыми приводами, т. е. ведущие колеса каждого борта приводятся в движение 
отдельным двигателем, причем для привода постоянного тока используют электродвигатели с последовательным возбуждением. а для привода переменного тока—асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором нерегулируемые или с регулированием частоты вращения переключением числа пар полюсов (двух- и трехскоростные двигатели). Для привода конвейера обычно применяется отдельный двигатель (редко два) параллельного или смешанного возбуждения при постоянном токе или двухскоростной—при переменном токе.
Сети переменного тока. Подземные электрические сети переменного тока выполняются трехфазными, трехпроводными с изолированной нейтралью. Электроснабжение самоходных машин характеризуется глубоким вводом напряжения 6 кВ на участки. Участковые электрические сети переменного тока имеют небольшое количество единиц подключенного оборудования и относительно небольшую (0,8—1,5 км) длину кабельных линий напряжением 660 В, питаемых от отдельных трансформаторных подстанций. Учитывая достаточно высокие установленные мощности электропотребителей участка (500 кВт и более), на участках устанавливают несколько (до 7) передвижных подстанций "(рис. 13.1).
Общая длина кабельных линий участка, выполненных гибким кабелем, достигает 5—7 км. Максимальное расстояние доставки самоходным вагоном при использовании для электропитания гибкого кабеля обычно не превышает 400 м, что определяется вместимостью кабельного барабана. В основном при¬меняются семижильные кабели ГРШЭ как для переменного тока, так и для постоянного. Как видно из рис. 13.1, электроснабжение самоходных машин осуществляют совместно с другими по-тпебителями участка от общих трансформаторных подстанций. При применении современных передвижных подстанций ТСВП мощностью 630—1000 кВ-А число подстанций мощностью

 
Рис. 13.1. Схема электроснабжения самоходных машин
переменного тока:
штриховой со сплошной линией обозначен бронированный или
гибкий кабель (ЭВТ, КШВГ), а сплошной - кабель ГРШЭ
250—400 кВ-А уменьшится в 2—3 раза, однако надо учитывать, что раздельное питание электропотребителей участка от нескольких трансформаторных подстанций значительно повышает уровень сопротивления изоляции и снижает емкость сети относительно земли, что повышает безопасность эксплуатации и способствует надежной работе устройств контроля изоляции и защиты [37].
Сети постоянного тока. Подземные электрические сети по¬стоянного тока, питающие самоходные машины, выполняют двухпроводными,  изолированными от земли. В качестве источников постоянного тока, как правило, применяют полупроводниковые преобразовательные агрегаты, например, АТП-500/600, питаемые через понижающие трансформаторы от сети переменного тока. Наличие электрической связи между цепями посто¬янного и переменного тока является специфической особенностью применяемых сетей постоянного тока. Основные потребители постоянного тока—кабельные и троллейно-кабельные самоходные вагоны грузоподъемностью 10—20 т с установленной мощностью электродвигателей 50—100 кВт. Электроснабжение самоходных вагонов нескольких участков одного горизонта осуществляют, как правило, от одной преобразовательной подстанции мощностью до 300 кВт. Централизованное питание постоянным током самоходных вагонов объясняется относительной сложностью преобразовательных агрегатов и необходимостью их резервирования. Это приводит к увеличению протяженности кабельных сетей до 6 км и снижению общего сопротивления изоляции сети из-за большого числа электрооборудования, питаемого от одной преобразовательной подстанции.

13.4. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ
При транспортировании полезного ископаемого на большие расстояния по горизонтальным выработкам из всех видов доставки наибольшее применение имеет электровозная откатка (до 90%). На ближайшие 15—20 лет этот вид подземного транспорта будет основным.
Аккумуляторные электровозы. Откатка аккумуляторными электровозами распространена на угольных шахтах, где на этот вид откатки приходится примерно 65 % общего числа электровозов.
Электровозы в исполнении РВ могут применяться во всех выработках шахт, опасных по газу или пыли. При этом в выработках с исходящей струей воздуха и подготовительных выработках шахт III категории, сверхкатегорных по газу и опасных по внезапным выбросам электровозы должны быть снабжены переносными автоматическими приборами контроля содержания метана.
Электровозы в исполнении РП разрешается применять во всех откаточных выработках шахт I и II категорий по газу или опасных по пыли, а также в откаточных выработках со свежей струей воздуха шахт III категории и сверхкатегорных по газу. В выработках со свежей струей воздуха на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа и с суфлярными выделениями, применение электровозов в исполнении РП допускается временно лишь при условии подхода их к очистным забоям на расстояние
 
не более 50 м. В выработках с исходящей струей воздуха и в подготовитель-ных выработках, проветриваемых вентиляторами местного проветривания, шахт III категории и сверх-категорных по газу применение электровозов в исполнении РП допускается  с разрешения технического директора объединения при наличии на электровозах переносных автоматических при¬боров контроля содержания метана и концентрации его в  исходящей струе не более 0,75 %.
Комплекс откатки аккумуляторными электровозами (рис. 13.2) состоит из: установленного в зарядной камере 1 комплектного зарядного устройства 2, в состав которого входят трансформатор с регулятором напряжения, аппарат защиты от утечек тока, выпрямитель с контрольно-измерительными приборами, автоматические выключатели; резервных тяговых батарей 3 (на заряде); комплекта механического оборудования для обслуживания и ремонта аккумуляторных батарей; аккумуляторных электровозов 4. Источник питания —аккумуляторные батареи—устанавливается на электровозе. Замена аккумуляторных батарей производится в зарядной камере.
В настоящее время изготовляются несколько типоразмеров шахтных аккумуляторных электровозов (АК, АРП, АРВ, AM). Их исполнение по уровню взрывозащиты определяется исполнением батарейного ящика; остальное тяговое электрооборудование исполнения РВ.
Аккумуляторные электровозы представляют собой двухосные локомотивы с одной кабиной управления (за исключением электровоза 13АРП1, имеющего две кабины). Каждая ось оборудована индивидуальным приводом.
Электрооборудование серийных шахтных электровозов с реостатной схемой управления состоит из двух тяговых двигателей; автоматического выключателя АВР со счетчиком ампер-часов; контроллера ГР-9М; пусковых сопротивлений ЯСВ-15А; фар
ФВУ-3 и аккумуляторной батареи, заключенной в батарейный ящик. На электровозе 5АРВ-4М батарейный ящик имеет исполнение РВ и, кроме того, используется прибор контроля водорода ПКВ-2. Монтаж силовых цепей электровозов выполнен проводом КРПМ (ПС-1000) сечением 16—35 мм2.
Недостатки схем со ступенчатым контактным управлением (реостатная, безреостатная) не позволяют полностью использовать тяговую способность электровозов, снижают надежность их работы. Благодаря развитию силовой полупроводниковой тех¬ники стали возможны принципиально новые системы управ¬ления—бесконтактные, с использованием неуправляемых и управляемых кремниевых вентилей. На основе применения тиристорной техники разработана двухтактная импульсная схема управления [14].
Электровозы нового типажного ряда (АРП10, АРП14, АРП28) оснащены унифицированным комплектом тягового электрооборудования с тиристорно-импульсной схемой управления, в состав которого входят: тяговые двигатели ЭТ, автоматический выключатель ВАР-4, тиристорный- блок управления БУТ, электрогидравлический реверсор РПВ, сопротивления СРВ и пульт управления. Кроме того, на электровозах устанавливаются средства контроля токов утечки батарей и защиты от токов к. з., приборы контроля скорости, пройденного пути и разряда батареи, устройства дистанционного управления стрелочными переводами, аппаратура связи, средства защиты, не допускающие пуска и движения электровоза без машиниста на рабочем месте.
Бесконтактные электровозы переменного тока повышенной частоты. Новой системой электровозной откатки является откатка электровозами, принцип действия которых основан на передаче электроэнергии от питающей подстанции к движущимся электровозам бесконтактным способом—методом электромагнитной индукции токов высокой частоты.
Комплекс высокочастотной откатки (рис. 13.3) состоит из преобразовательной (тяговой) подстанции 1, тяговой сети в виде двух специальных кабелей 3, компенсирующих конденсаторов 2 и электровозов 7.
Тяговая подстанция состоит из: преобразователя частоты (машинный или статический агрегат); пускорегулирующего оборудования; аппаратуры управления, регулирования, контроля, защиты и сигнализации; оборудования системы охлаждения преобразователя. Тяговая сеть представляет собой однофазную цепь, состоящую из двух специальных высокочастотных одно-жильных кабелей, проложенных над рельсовой колеей симметрично относительно ее оси и образующих замкнутый контур. Индуктивность кабелей компенсируется конденсаторами 2, включенными через определенные промежутки последовательно с кабелем. Вокруг кабелей возникает электромагнитное поле, которое на электровозе воспринимается специальным энергоприемником 4, представляющим собой две плоские 
 
обмотки из нескольких витков специального кабеля, уложенных в незамкну¬тые ферритовые сердечники. От энергоприемника 4 энергия поступает через выпрямитель 5 к тяговым двигателям 6.
Комплекс откатки испытан на шахтах Донбасса и в настоящее время находится в стадии совершенствования и промышленной доводки. В процессе эксплуатации электровозов при частоте тяговой сети 3000 Гц применяются преобразователи частоты ПВТ-3 мощностью 100 кВт и кабели КШСЛ-90, прокладываемые на расстоянии 400 мм друг от друга. В настоящее время испытывается также комплекс откатки при частоте тяговой сети 5000 Гц с электровозами В10 и В14. В комплекс электрооборудования откатки входят: тяговые двигатели ЭТ, приемно-выпрямительное устройство, новая аппаратура управления и контроля (контроллер КЭВВ, автоматический выключатель АЭВ, разъединитель РЭВВ), статический преобразователь час-тоты ТПЧ-250-5 мощностью 250 кВт и напряжением 1,5 кВ, конденсаторы КСПР, специальные кабели К.ШСТ-130. Взрывозащита комплекса электрооборудования—на уровне исполнения РП.
Испытания бесконтактных электровозов В10 и В10Б в Донбассе показали их высокие эксплуатационные качества и существенные преимущества по сравнению с аккумуляторными электровозами. Производительность откатки (т-км/сут) возросла в 2,5 раза, удельный расход электроэнергии (кВт-ч/(т-км)) снизился в среднем в 1,75 раза, упростилась эксплуатация транспорта. Выполненный технико-экономический анализ показал, что бесконтактный электровозный транспорт целесообразно приме-нять на основных горизонтах шахт большой производительности со значительными размерами шахтных полей по простиранию.
Контактные электровозы. Из разновидностей электровозной откатки наиболее распространена откатка контактными электровозами. В рудниках контактная электровозная откатка является главным средством магистрального транспорта. На угольных шахтах на долю контактных электровозов приходится около 30 % общего числа электровозов [14].
В комплекс контактной электровозной откатки (рис. 13.4) входят: преобразователь 1 со встроенным аппаратом защиты 3
От утечек тока, автоматические выключатели 2, контактный провод 4 с арматурой подвески, питающие кабели 5, участковые выключатели 6, рельсы 7, отсасывающие кабели 8, электровоз 9. Преобразовательное устройство (подстанция) предназначено для преобразования трехфазного переменного тока в постоянный ток напряжением 250 или 550 В. Постоянный ток с
помощью кабелей подается в контактную сеть (полярность «плюс»). Обратным проводом (полярность «минус») служат рельсовый путь и отсасывающие кабели. Электровозы получают питание от контактного провода через токоприемники (пантографы).
Контактные электровозы по сравнению с аккумуляторными дешевле и проще по конструкции, более удобны в эксплуатации, имеют большую мощность и скорость движения, а следовательно, и большую производительность. Однако искрообразование между токоприемниками и контактными проводами, а также между рельсами и колесами обусловливает преимущественное применение контактных электровозов в рудниках и шахтах, не опасных по газу и пыли. Применение контактных электровозов в исполнении РН с двумя токоприемниками для уменьшения искрообразования допускается в выработках со све¬жей струей шахт I и II категорий по газу и опасных по пыли. Эксплуатация электровозов с одним токоприемником (если установка второго не предусмотрена конструкцией электровоза) допускается только с разрешения технического директора объединения.
Комплект тягового электрооборудования серийных контактных электровозов со сцепным весом 70—140 кН включает: тяговые электродвигатели постоянного тока ЭДР или ЭТ; контроллер КВС или КС; сопротивления КЛ или ЯС; автоматический выключатель АВ-8А; фары ФЭ-52Т или ФГ1-В; токоприемники ТКР-1; сирену СС-2; электродвигатель компрессора ДП-12; регулятор давления АК-5А-1; выключатели освещения ВУ-233А; сигнал КУ или КСА. Монтаж силовой части выполнен проводом ПС-1000 сечением 25—70 мм2.
Для угольных шахт разработан новый параметрический ряд электровозов со сцепным весом 70—280 кН. Входящие в этот ряд электровозы К10 и К14 имеют улучшенные тяговые характеристики, оборудованы средствами защиты, не допускающими движения без машиниста. В опытной эксплуатации находится электровоз со Сцепным весом 280 кН (состоит из двух электровозов К14, сочлененных между собой). На новых контактных электровозах вместо реостатной схемы управления намечено внедрение более совершенной и экономичной бесконтактной схемы.
Системы и средства электроснабжения. Аккумуляторные электровозы поставляются шахтам с двумя аккумуляторными батареями: одна установлена на электровозе, вторая (резервная) обычно находится под зарядом.
Для совместной эксплуатации с зарядными устройствами предусмотрено реле утечки РУВ-Зар, которое автоматически отключает устройство в случае недопустимого снижения сопротивления изоляции зарядных цепей. Некоторые технические данные реле утечки: частота оперативного тока 25 Гц; напряжение оперативного тока 28 В; ток срабатывания реле 5,4 мА; уставка критического сопротивления изоляции 2,1 кОм; отключающее сопротивление однофазной утечки 13 кОм. Модернизи¬рованные устройства ЗУК-155/230М имеют встроенное реле утечки РКУ-Зар, схема которого подобна схеме реле утечки РУВ-Зар.
В последние годы интенсивно ведутся работы по совершенствованию и созданию новых типов зарядных устройств. Основные направления этих работ: совершенствование существующих зарядных устройств, разработка зарядных устройств с управляемыми вентилями (тиристорами) для индивидуальной и групповой зарядки батарей и создание зарядных устройств, размещаемых на электровозах.
Для контактных электровозов применяются системы электроснабжения постоянного тока с напряжением 275 и 600 В на шинах подстанции. 
В настоящее время используются две системы электроснабжения:
    централизованная, при которой контактная сеть шахты питается от одной тяговой подстанции и в целях безопасности и удобства производства ремонтных работ делится на секции, соединяемые между собой с помощью секционных разъединителей или выключателей;
    децентрализованная, при которой контактная сеть, состоящая из секций, питается от нескольких тяговых подстанций, подключенных к сети в разных точках.
Тяговая подстанция-это комплектный агрегат, состоящий из: силового блока вентилей, системы их охлаждения, устройств для выравнивания токов и напряжений на вентилях, аппаратов управления, защиты, контроля и сигнализации, защитно-коммутационных аппаратов и контрольно-измерительных приборов. Наибольшее распространение в шахтах и рудниках получили стационарные автоматизированные тяговые подстанции АТП. В схеме подстанции АТП-500/275М применены неуправляемые вентили, в схеме подстанции АТП-500/600—тиристоры. В отдельных горнопромыш-ленных районах применяются тяговые агрегаты общепромышленного исполнения: в сланцевых шахтах— ВУР-400-1000М, на шахтах Подмосковного бассейна—АТПП-500/275.
Принципиальная схема автоматизированной тяговой подстанции АТП-500/275М приведена на рис. 13.5. Питание подстанции осуществляется от трехфазной сети 6 кВ через трансформатор TV, вторичная обмотка которого соединена в треугольник и обеспечивает напряжение 220 В. Выпрямитель имеет 12 диодов VD1—VD12, соединенных по два параллельно в каждом плече.
 
Рис. 13.5. Принципиальная схема тяговой подстанции АТП-500/275М

Схема выпрямителя—трехфазная мостовая. От внутренних к. з. диоды защищены быстродействующими плавкими предохранителями F1—F6 типа ПНБ с устройствами сигнализации о срабатывании. При перегорании любого из предохранителей реле обратной последовательности фаз, установленное в блоке защиты, дает команду на отключение автоматического выключателя QS, который защищает выпрямители от внешних к. з. и отключается с помощью реле ЭО, реагирующего на скорость нарастания тока. Реактор Рто выполняет функции токоограничения и индуктивного датчика токовой защиты. Блок диодов и реактор обдуваются вентилятором В. Защита от 
перегрева диодов осуществляется термосигнализатором, термобаллон которого установлен на выходе нагретого воздуха.
Тяговая сеть состоит из контактного провода, рельсовой цепи, секционных разъединителей, питающих и отсасывающих кабелей.
В шахтах применяется контактный провод Тф (троллейный, фасонный) из чистой твердотянутой меди сечением 65—100 мм2. Подвеска контактного провода эластичная с помощью оттяжек из стального троса или проволоки. Контактный провод изолируется от земли пряжечными и орешковыми изоляторами. В промежуточных и вспомогательных выработках применяются рельсы Р18, в основных откаточных выработках—рельсы Р24 и РЗЗ. На стыках рельсы соединяются либо с помощью электросварки, либо перемычками из медного провода сечением не менее 50 мм2 со стальными наконечниками или из круглой и полосовой стали. В качестве питающих и отсасывающих кабелей в шахтах используются одножильные бронированные кабели СБшв или СП сечением 70—100 мм2. Секционные разъединители служат для электрического соединения отдельных участков контактного провода и устанавливаются через каждые 500 м и, кроме того, на всех ответвлениях.
Питающие тяговую сеть тяговые подстанции и распределительные пункты оборудуются автоматическими быстродействующими выключателями, осуществляющими максимальную токовую и нулевую защиты. Выключатели устанавливаются в начале контактной сети и на постах секцион