OBSAH ÚVOD...4 STANOVENÍ PODMÍNEK PRO PROVOZ EL. ZAŘÍZENÍ V DOLE PRO PROSTŘEDÍ S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU A URČENÍ OCHRANNÝCH OPATŘENÍ PŘI PŘEKROČENÍ

Transkript

1

2 OBSAH ÚVOD...4 STANOVENÍ PODMÍNEK PRO PROVOZ EL. ZAŘÍZENÍ V DOLE PRO PROSTŘEDÍ S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU A URČENÍ OCHRANNÝCH OPATŘENÍ PŘI PŘEKROČENÍ STANOVENÉ KONCENTRACE VÝBUŠNÝCH DŮLNÍCH PLYNŮ...4 Značení důlních prostorů z hlediska důlních plynů...5 Značení důlních prostorů z hlediska uhelných prachů...6 Měření koncentrace výbušných důlních plynů na rozhraní důlních prostorů SNM 0 a SNM 1 7 Vypínání elektrických zařízení při nebezpečí výbuchu...8 VYPRACOVÁNÍ METODIKY PRO ZAŘAZOVÁNÍ DŮLNÍCH PROSTOR Z HLEDISKA NEBEZPEČÍ VÝBUCHU VÝBUŠNÝCH DŮLNÍCH PLYNŮ...12 STANOVENÍ PRACOVNÍHO POSTUPU PRO POUŽITÍ EL. ZAŘÍZENÍ, KTERÉ SVÝM PROVEDENÍM NEODPOVÍDÁ PODMÍNKÁM PRO POUŽITÍ V PROSTŘEDÍ S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU NEBO VE VÝBUŠNÉ ATMOSFÉŘE A TO SAMOSTATNĚ PRO PRACOVNÍKY S ELEKTROTECHNICKOU ZPŮSOBILOSTÍ A SAMOSTATNĚ PRO PRACOVNÍKY BEZ ELEKTROTECHNICKÉ ODBORNOSTI...13 ZÁVĚR ÚVOD NÁVRH NA ÚPRAVU ZNĚNÍ VYHLÁŠKY ČBÚ Č.22/1989 SB DOPLNĚNÍ VYHLÁŠKY ČBÚ Č.45/1995 SB., O BEZPEČNOSTI A OCHRANĚ ZDRAVÍ PŘI PRÁCI A BEZPEČNOSTI PROVOZU V DOLECH S NEBEZPEČÍM DŮLNÍCH OTŘESŮ Zdůvodnění návrhu na doplnění a provedení změn bezpečnostních předpisů (část elektro) PŘÍLOHA 1 URČENÍ KAPACITNÍHO PROUDU SÍTĚ 6 KV S IZOLOVANÝM UZLEM POMOCÍ UMĚLÉHO UZLU ÚVOD POPIS METODY DOPORUČENÝ POSTUP MĚŘENÍ...31 PŘÍPRAVA...31 VLASTNÍ MĚŘENÍ...31 UKONČENÍ MĚŘENÍ VÝSLEDKY OVĚŘOVACÍHO MĚŘENÍ NA DOLE BARBORA PŘÍLOHA 2 MĚŘENÍ ODPORU UZEMNĚNÍ, DOTYKOVÝCH A KROKOVÝCH

3 NAPĚTÍ V DŮLNÍM PROVOZU PROUDOVOU METODOU A JEHO OVĚŘENÍ ÚVOD POPIS METODY OVĚŘENÍ PROUDOVÉ METODY V DŮLNÍM PROVOZU PŘÍLOHA 3 MĚŘENÍ IZOLAČNÍHO STAVU V DOLE Parametry měřičů svodových odporů Měřič svodových odporů METRISO MEGGER BM11D, BM21 & BM

4 ÚVOD Předmětem řešení projektu jsou elektrické sítě a elektrická zařízení používaná v dolech s nebezpečím otřesů a s nebezpečím výbuchu metanu nebo uhelného prachu. Vlastní řešení je rozděleno do dvou částí, které jsou dále členěny na celkem čtyři etapy. Část I. ELEKTRICKÉ SÍTĚ A ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ POUŽÍVANÁ V DOLECH S NEBEZPEČÍM OTŘESŮ Část II. ELEKTRICKÉ SÍTĚ A ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ PROVOZOVANÁ V DOLECH V PROSTORECH S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU METANU NEBO UHELNÉHO PRACHU Předkládaná zpráva obsahuje řešení 4. etapy v části II. projektu se zadáním: Stanovit podmínky pro dovolené koncentrace metanu z hlediska provozování elektrických zařízení při zohlednění spolupůsobení uhelného prachu, a to z hlediska: 1) Stanovení podmínek pro provozování elektrických zařízení v dole v prostředí s nebezpečím výbuchu a určení ochranných opatření při překročení stanovené koncentrace metanu pro toto prostředí, 2) Vypracování metodiky pro zařazení důlních prostor z hlediska nebezpečí výbuchu metanu, 3) Stanovení pracovního postupu pro použití elektrického zařízení, které svým provedením neodpovídá podmínkám pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu nebo ve výbušné atmosféře, a to samostatně pro pracovníky s elektrotechnickou způsobilostí a samostatně pro pracovníky bez elektrotechnické odbornosti. STANOVENÍ PODMÍNEK PRO PROVOZ EL. ZAŘÍZENÍ V DOLE PRO PROSTŘEDÍ S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU A URČENÍ OCHRANNÝCH OPATŘENÍ PŘI PŘEKROČENÍ STANOVENÉ KONCENTRACE VÝBUŠNÝCH DŮLNÍCH PLYNŮ Evropské předpisy Základní koncepce a metodika pro doly ČSN EN Část 2 stanovují jako prostředí s nebezpečím výbuchu takové podmínky v ovzduší, kdy se koncentrace výbušných plynů nebo prachů pohybuje do hranice spodní meze výbušnosti (LEL) a nad horní mez výbušnosti (UEL). Jedná se tedy o ty důlní prostory, které jsou nebezpečné výbuchem plynů nebo prachů.

5 V rámci třetí etapy tohoto úkolu bylo navrženo značení důlních prostorů plynujících uhelných dolů takto: ZNAČENÍ DŮLNÍCH PROSTORŮ Z HLEDISKA DŮLNÍCH PLYNŮ SNM 0 prostor bez nebezpečí výbuchu důlních plynů ( v takto zařazených prostorách není nutné používat el.zařízení v provedení M2, případně M1). Takto mohou být zařazeny jen prostory, které jsou ovětrávány vlažnými větry nepoužitými v důlních dílech, kde se razí, dobývá a které bezprostředně nesouvisí s vyrubanými prostory nebo nevětranými a neuzavřenými důlními díly. Rozhraní prostorů bez nebezpečí výbuchu s důlním prostorem s nebezpečím výbuchu musí být trvale sledováno analyzátory důlních výbušných plynů. Dojde-li k tomu, že analyzátory hlídající rozhraní naměří koncentraci výbušných plynů nad 0,2% musí být postup řešen havarijním plánem (zjištění příčiny v případě vypnutí el.zařízení, odvolání lidí, zlepšení větrání, apod.) SNM 1 - prostory s nebezpečím výbuchu důlních plynů ( v takto zařazených prostorách se smí používat jen el.zařízení v provedení M2 případně M1). - V takto zařazených důlních dílech se připouští koncentrace důlních plynů do 1,5%. Přípustná koncentrace důlních plynů 1,5% se měří analyzátory: a) na výduchu z každého větrného oddělení, b) na výduchu z ražeb nebo rubání s nebezpečím průtrží uhlí a plynů, c) na výduchu z rubání (bezprostředně u rubání), je-li rubání zařazeno do III.stupně nebezpečí důlních otřesů. Poznámka: Především u analyzátorů použitých ke sledování výbušných důlních plynů v místech dle bodu b) a c) je nutné vyžadovat jejich rychlou reakci, aby mohlo dojít k včasnému vypnutí elektrických zařízení. Stávající poměrně dlouhý reakční čas daný principem konstrukce sensoru (spalovací komůrky) je poměrně velký 3 až 4s. Určité zkrácení tohoto času by blo možné docílit odečítáním nárůstu v časovém intervalu tím, že navíc budeme sledovat přírůstek 5

6 nad 0,3% v intervalu, který bude nutné konzultovat s výrobci nebo dodavateli měřící analyzátorové techniky. Dojde-li ke zvýšení naměřené koncentrace výbušných důlních plynů nad 1,5% nebo dojde-li ve stanoveném časovém intervalu k nárůstu koncentrace o větší hodnotu než je stanoveno v technologickém postupu musí být neprodleně zajištěno provedení stejných opatření jako u analyzátorů hlídajících rozhraní SNM 0 s tím zpřísněním, že použitý analyzátor z minimální časovou prodlevou zajistí odpojení el.zařízení v té oblasti, která může být zvýšeným obsahem výbušných důlních plynů zasažena. ZNAČENÍ DŮLNÍCH PROSTORŮ Z HLEDISKA UHELNÝCH PRACHŮ SNP 0 prostory bez nebezpečí výbuchu uhelného prachu (v takto zařazených důlních prostorách se smí užívat jen el.zařízení chráněných proti vniknutí prachů dovnitřku těchto zařízení krytím značeným IP 5X nebo IP 6X, případně přetlakovým větráním). Zařazují se sem prostory Zařazují se sem prostory vtažných důlních děl a těch důlních děl, kde důlní větry neprošly ražbami nebo rubáním v uhlí a také důlních děl nevyužívaných dopravě uhlí. Kontrolu těchto důlních děl z hlediska správného zařazení od nebezpečí uhelného prachu stanoví ve směrnici závodní dolu. SNP 1 - prostory s nebezpečím výbuchu uhelného prachu (v takto zařazených důlních prostorách je možné používat jen stejná el. zařízení jak se připouští v prostorách s nebezpečím výbuchu plynů SNM 1). - Do kategorie SNP 1 se zařazují důlní prostory: kde se razí v uhelné sloji nebo kde se dobývá uhlí, které jsou ovětrávány důlními větry z důlních děl, kde se razí nebo dobývá v uhelné sloji, v kterých se odtěžuje uhlí (hřeblovými nebo pásovými dopravníky, případně přepravníkovými vozy), 6

7 uvnitř a v okolí zásobníků uhlí včetně zásobníků násypných a výsypných skipových stanic včetně s nimi souvisejících dopravníků. Ve všech důlních prostorách zařazených do SNP 1 s výjimkou vnitřku zásobníku musí být pravidelně zneškodňován uhelný prach. Způsob a četnost čištění určí ve směrnici závodní dolu. Proti dříve platným předpisů není v tomto návrhu obsažen požadavek na zařazování důlních prostorů z hlediska výbušných důlních plynů (metanu) a také uhelného prachu podle jednotných metodik stanovených ústředními orgány. Poznámka: Využívání těchto jednotných metodik pomohlo v počátku zařazování důlních prostorů plynujících dolů k získání zkušeností. Jejich další použití pokládáme v současné době za formální. Zařazování důlních prostorů podle způsobu jejich využití případně podle požadavků na kontrolní analyzátory pokládáme za konkrétnější. Tímto respektujeme i značný nárůst bezpečnostní techniky v dole, ke kterému došlo od doby, kdy byly zpracovávány poslední bezpečnostní předpisy. S ohledem na potřebné zneškodňování uhelného prachu nelze souhlasit s tím názorem, aby důlní prostory zařazené z hlediska výbušných důlních plynů nemusely být zařazovány z hlediska nebezpečí výbuchu uhelného prachu. Požadavky na analyzátory a jejich využití pro vypínání elektrických zařízení lze rozdělit podle velikosti rizika, které pomocí analyzátoru vyhodnocujeme. MĚŘENÍ KONCENTRACE VÝBUŠNÝCH DŮLNÍCH PLYNŮ NA ROZHRANÍ DŮLNÍCH PROSTORŮ SNM 0 A SNM 1 Je nepravděpodobné, aby na tomto rozhraní (viz dříve vyjmenované prostory, které lze do SNM 0 zařadit) došlo k rychlému nárůstu a bylo dosaženo výbušné koncentrace. Teoreticky 7

8 k tomuto stavu může dojít otočením důlních větrů v důsledku výbuchu v dole. Zajistit bezpečnost stanovením bezpečnostních požadavků v těchto situacích, kdy došlo k výbuchu však nelze. Proto případy, kdy analyzátor na rozhraní prostorů SNM 0 a SNM 1 zaznamená nárůst výbušného důlního plynu nad hranici 0,2% je možné řešit organizačně s bezodkladným: - zjištěním příčiny zvýšené koncentrace důlního plynu, - kontrolou větrání, - přípravou na vypnutí el.zařízení v prostoru SNM 0 bude to nezbytně nutné. VYPÍNÁNÍ ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ PŘI NEBEZPEČÍ VÝBUCHU Používat automatické nebo bezodkladné vypnutí el.zařízení v prostorách zařazených do SNM 0 může být pro pracovníky v dole nebezpečné. Důlními díly se vtažnými větry jsou zpravidla vedeny útěkové cesty, na kterých vypne osvětlení, případně dopravní zařízení (pohonu šibiků, pasů pro dopravu osob apod.). Ve všech dalších případech, kdy je analyzátory měřeno dosažení koncentrace důlních výbušných plynů 1,5% se využívá analyzátor k tomu, aby zajistit vypnutí el. zařízení v prostoru ve kterém došlo k dosažení koncentrace 1,5%. Běžná doba potřebná k zajištění vypnutí el. zařízení od okamžiku zvýšené koncentrace se pohybuje od rozmezí 2 do 4 sekund. Pokud nedošlo současně se zvýšenou koncentrací výbušných důlních plynů i k mechanickým účinkům na elektrická zařízení, nedojde k bezprostředními ohrožení a dobu za kterou analyzátory zajistí vypnutí lze akceptovat. K podstatně nebezpečnějšímu stavu může dojít při průtrži hornin a plynů nebo při důlních otřesech. Dosavadní zkušenosti ukázaly, že elektrická zařízení uvnitř nevýbušných závěrů, kterou jsou konstruovány jako velmi mechanicky odolné jsou chráněny dostatečně. Podstatně hůře jsou na tom kabelová vedení a jejich zaústění do nevýbušných závěrů kabelovými koncovkami. U sítí do 1000V se používá k vypnutí poškozených kabelů nebo kabelových koncovek hlídačů izolačního stavu. Doba za jako mohou kabel se zemním spojením vypnout je podstatně menší než se zajistí vypnutým analyzátorem. Běžně lze docílit čas 180 až 250ms. Kapacitní proudy kabelových vedení do 1000V se pohybují v rozmezí 1 až 2A. Energie, která 8

9 je k dispozici na prohoření kabelu se rychlým vypnutím snižuje 200 až 400WS, což zpravidla nezajistí prohoření kabelu na jeho povrch. Podstatně horší je situace u sítí VN. U těchto sítí jsou výkony, které jsou k dispozici podstatně větší. Podstatný vliv na prohoření pláště má energie dodávaná v místě zemního spojení, ta je úměrná čtverci svodových (kapacitních) proudů. Při zkouškách se ověřilo (uvedeno v měřeních viz. dřívější zprávy), že kabely, u nichž se používá kovového stínění namísto ekranované vrstvy mají podstatně větší odolnost proti prohoření vně pláště. K prohoření pláště do doby odpojení kabelu směrovou zemní ochranou nedocházelo, pokud zemní proudy nebyly větší než 5 až 7A. Vypínací doba při využití směrových zemních ochran byla 150 až 210 ms. Jestliže jsme dříve uváděli, že účinek na poškozený kabel se zemním spojením je úměrný čtverci proudu, pak u většiny dolů OKD, kde jsou kapacitní proudy cca 30 A nebo větší (7 2 = 49 =30 2 = 900) je energie v místě se zemním spojením více než 20x větší než ta, při které dojde k prohoření oblouku vně pláště kabelu. A to se tato úvaha již vztahovala k použití kabelu s kovovým stíněním. Shrnout problematiku důlních kabelových sítí VN můžeme takto: - je nezbytné zamezit prohoření pláště kabelu do doby vypnutí zemního spojení. Při tom rychlost vypnutí nezajistíme větší než 150 až 210 ms. Kromě kabelu s kovovým stíněním je nutné snížit proudy zemního spojení pod hodnotu 5 až 7A. Toho lze docílit jen dvěma způsoby kompenzací nebo použitím většího počtu co do velikosti omezených kabelových sítí VN. Co do reálnosti i vzhledem k vyvolaným nákladům je na tom v hodnocení jednoznačně lépe síť s automatickou kompenzací. Úprava zastaralých směrových zemních ochran ZS G6 a UPZ F12 dosud používaných u spínacích skříní ROK ani jejich náhrada moderními ochranami (do cca 20 tis. Kč/vývod) není tak náročná, jak bylo namítáno oponenty. Toto vyjádření podala firma SAIT CZ, obeznámená s důlním provozem, která se mj. zabývá technikou ochran. Přechod např. na soustavu s uzemněním uzlu přes omezující činný odpor je podle našeho názoru v tomto případě důlních sítí s nebezpečím výbuchu považujeme za nevhodné, protože 9

10 situaci zhoršuje v důsledku vyšších proudů zemních poruch, než jsou stávající kapacitní proudy sítě, jak ukázal rozbor poměrů uvedený již v I. etapě řešení tohoto úkolu. Co do rizika a nebezpečí je problematika tak závažná, že by se při jejím řešení nemělo spoléhat jen na správně fungující směrovou zemní ochranu. Proto zvláště pak v důlních prostorách zařazených do třetího stupně nebezpečí otřesů je nutné hledat další možný způsob rychlého vypnutí elektrických zařízení. Ze zkušeností s průběhem otřesového jevu je vypozorováno, že současně s mechanickým projevem otřesů deformací chodeb a rubání a zavalení na závalu dochází rozvíření uhelného prachu (zřejmě daleko nad spodní mez výbušnosti uhelného prachu. Teprve s odstupem 2 až 3 sekund dochází k nárůstu výbušných důlních plynů jejich vytlačením ze závalných stařin. I když iniciační energie uhelného prachu je v řádu 10 2 větší než u výbušných důlních plynů je nebezpečí značné, protože při zemním spojení v soustavě 6kV jsou k dispozici výkony přesahující tuto hranici cca 10 6 x. Odpojení místa se zemním spojením na kabelu nebo armatuře sítě VN, které vzniklo vlivem mechanických účinků otřesů do doby než dojde k prohoření kabelu vně pláště (toto platí jen pro kapacitní zemní proudy 5 až 7A a typ kabelu s kovovým stíněním viz. dříve) je možné zajistit jen dobře fungující směrovou ochranou. Vypínání použitím analyzátoru plynů je příliš pomalé a pro první fázi po otřesu, kdy je výbušná koncentrace uhelného prachu, nevyhovuje. Možným řešením by jsou čidla reagující na seismiku, tlakovou vlnu v důlních větrech apod. Použití takovýchto čidel pro vypnutí el.zařízení při vzniku důlního otřesu by podstatnou měrou přispělo k zajištění potřebné bezpečnosti. Součástí opatření k zajištění bezpečnosti el.zařízení při otřesu jsou již v dřívějších zprávách uvedená doporučení jako je: - omezení kabelových rozvodů na nejmenší možnou míru, - používání zásuvek zástrček s pilotními kolíky, zajišťujícími odpojení kabelového vývodu při nadměrnému tahu, - nechávat u kabelových vedení rezervu v prověšení nebo v pravidelných vzdálenostech a také u místa zaústění do pevných závěrů elektrických zařízení. 10

11 Jak již bylo uvedeno v dřívějších zprávách tohoto úkolu nelze u společných sítí VN pro důl i povrch použít hlídačů izolačního stavu, který by zajistil jejich vypnutí při zemním spojení vzniklém v důsledku průtrže nebo otřesů mechanickým poškození kabelu nebo vytržením kabelu z kabelový spojky nebo koncovky. Závěrem k určení ochranných opatření pro provoz el.zařízení v důlních prostorách s nebezpečím výbuchu: V důlních prostorách SNM 1 (značeno dle tohoto návrhu) je možnost současného vzniku nebezpečné koncentrace důlních plynů nebo uhelného prachu velmi málo pravděpodobná. Proto za dostatečné podmínky pro zajištění bezpečnosti je považována dobře fungující zemní směrová ochrana, volba kabelů s kovovým stíněním a snížení zemních proudů. Požadavek na snížení zemních proudů je dán oprávněnými předpoklady, že výkon v místě poruchy při zemním spojením má vlivem uvolňujících se plynů i dynamický efekt čímž může dojít k rozvíření uhelného prachu a k následnému jeho výbuchu. Do předpisu pro používání el.zařízení v prostorách SNM 1 je nutné doplnit požadavek, že použití hlídačů izolace v kabelových soustavách do 1000V je vázáno na to, že jsou používány kabely s pancířem, stínící kovovou vrstvou nebo ekranem. Dosavadní stav kdy jsou pro osvětlení nebo signalizaci používány kabely bez ekranu (např. těžké gumové šňůry) je nebezpečný, protože přístroj, který má zajistit vypnutí při poškození kabelu nemá splněné předpoklady pro zajištění své správné funkce. Důlní prostory s nebezpečím průtrže uhlí a plynů a důlní prostory s nebezpečím otřesů jsou nebezpečné tím, že mechanický projev uvedených událostí může být příčinou poškození kabelových vedení nebo jejich souborů s následným zemním spojením, a to v důlní atmosféře s nebezpečnou koncentrací důlních plynů nebo uhelných prachů. V důlních prostorách zařazených s nebezpečím průtrží nebo otřesů je ohrožení od elektrického zařízení podstatně větší. Jsme toho názoru, že kromě dříve uvedených opatření navržených pro plynující doly bez nebezpečí průtrží uhlí a plynů a důlních otřesů je nutné zajistit vypnutí elektrických zařízení ještě jiným zařízením, než směrovou zemní ochranou. Vzhledem k požadované 11

12 rychlosti na vzniklou průtrž nebo otřes je použití analyzátoru plynů pomalé. Vhodné by zřejmě byly sensory seismické nebo tlakové. Vůči elektrickým zařízením do 1000V provozovanými v důlních prostorách SNM 1 nebude nutné stanovovat další bezpečnostní požadavky s tou výjimkou, že všechna kabelová vedení, která nejsou jiskrově bezpečná musí být provedena kabelem s pancířem nebo kabelem s kovovým stíněním nebo ekranem. Tato zařízení nesmí být v prostorách s nebezpečím průtrží uhlí a plynů nebo s nebezpečím otřesů provozováno bez hlídačů izolačního stavu zajišťujícími vypnutí při poklesu izolace pod 15 Ω/1V. Poznámka: V textu jsme nepoužívali název metan, ale nahradili jsme ho výrazem výbušný důlní plyn. Důvodem k tomu jsou případy, kdy došlo v důlních prostorách k výbuchu sirovodíku. VYPRACOVÁNÍ METODIKY PRO ZAŘAZOVÁNÍ DŮLNÍCH PROSTOR Z HLEDISKA NEBEZPEČÍ VÝBUCHU VÝBUŠNÝCH DŮLNÍCH PLYNŮ Rozdělení prostorů z hlediska výbušných důlních plynů bylo uvedeno v úvodu předcházející kapitoly. Snížení počtu skupin, do kterých se prostory plynujících dolů zařazují do dvou, odpovídá i provedení krytí elektrických zařízení, které se v dolech používá. Zde o zařízení do důlních prostor bez nebezpečí výbuchu, které má řešeno krytí z hlediska vznikání prachu do zařízení, a pak o el.zařízení do prostor s nebezpečím výbuchu (SNM 1 do 1,5% výbušné koncentrace důlních plynů), které je konstruováno jako nevýbušné (jde především o provedení v pevném závěru). Počet skupin (dvě), do kterých důlní prostory z hlediska výbuchu zařazujeme, odpovídá počtu konstrukčních provedení el.zařízení. 12

13 Nad hranici přípustnou pro 1,5% výbušné koncentrace důlních plynů lze v dolech používat jen jiskrově bezpečná zařízení. Tato zařízení se při koncentraci plynu nad 1,5%, kdy není možná v dole práce lidí s výjimkou záchranářů, využívají jen pro měřící a informační techniku. Výjimečné používání el.zařízení by bylo měřené připustit až do hranice 2%, a to na povolení vedoucího likvidace havárie, jde-li o záchranu pracovníků. STANOVENÍ PRACOVNÍHO POSTUPU PRO POUŽITÍ EL. ZAŘÍZENÍ, KTERÉ SVÝM PROVEDENÍM NEODPOVÍDÁ PODMÍNKÁM PRO POUŽITÍ V PROSTŘEDÍ S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU NEBO VE VÝBUŠNÉ ATMOSFÉŘE A TO SAMOSTATNĚ PRO PRACOVNÍKY S ELEKTROTECHNICKOU ZPŮSOBILOSTÍ A SAMOSTATNĚ PRO PRACOVNÍKY BEZ ELEKTROTECHNICKÉ ODBORNOSTI Úvodem je nutné zdůraznit, že nelze připustit trvalý nebo i přechodný provoz el. zařízení nevyhovujících svým provedením pro použití v důlních prostorách s nebezpečím výbuchu (SNM 1). Výjimečně lze připustit jen jednorázové použití takovýchto zařízení. Dle našeho názoru by mělo být zakázáno používání těchto zařízení a to i jednorázové v důlních prostorách s nebezpečím průtrží a třetího stupně nebezpečí otřesů. Prakticky jde o zařízení pro zařízení obrazového nebo zvukového záznamu, případně o elektrotechnické přístroje pro měření elektrických hodnot na elektrických zařízeních. Jednorázové používání těchto zařízení by mělo být podmíněno: 1. Dozorem pověřeného pracovníka s elektrotechnickou kvalifikací. 2. Měřením množství důlních výbušných plynů kontinuálním analyzátorem na úvodu vstupu důlních větrů do prostoru, kde se používá el. zařízení nevyhovující svým provedením pro použití ve výbušném prostředí. 3. Takovým organizačním řešením, aby při překročení meze 1,5% mohlo být jednorázově používané el. zařízení včas vypnuto. 13

14 4. V okolí 1m od jednorázově používaných el.zařízení musí být odstraněn nebo zneškodněn uhelný prach. 5. Používat jednorázové zařízení lze jen na základě souhlasu určeného pracovníka (závodního a pro měření na el.zařízeních pracovníka, který zodpovídá za el.zařízení v dole). Poznámka: Pokud jde o měřící přístroje používané pro měření el. zařízení v dole, měly by používané metody měření vyloučit možnost ohrožení vznikem mimořádné události. Možným takovým řešením pro měření zemních odporů v dole je návrh metody uvedený ve sborníku III. etapy této studie. Dalším návrhem uvedeným rovněž v rámci III. etapy této studie je metoda měření kapacitních proudů jednotlivých sítí 6 kv bez umělých zemních spojení a tím i bez podmínek pro vznik přepětí a případných zemních poruch v dole. Velmi častým měřením u důlních zařízení je měření izolačního stavu. I toto měření je možné v budoucnu nahradit přístrojovým vybavením spínacích skříní, které před sepnutím ověří izolační stav kabelového vývodu a teprve po vyhodnocení připustí sepnutí. Podmínkou pro zkušební zařízení je, aby se měřilo zkušebním napětím, které je v relaci s napětím jmenovitým a bylo zařízení vybavenou proudovým omezením v řádu ma a velmi rychlým vyhodnocením a vypnutím. Některá současná řešení která využívající jiskrově bezpečných zařízení používají tak nízkých napětí, že spolehlivost údajů z těchto zařízení je zaručená jen u čistě kovových spojení. Poznámka: Teorie o průrazu kovového spoje přes prachovou vrstvu uvádí, že potřebné napětí na katodový a anodový úbytek je 36 až 38V. 14

15 ZÁVĚR Předkládaná zpráva nově navrhuje rozdělení značení důlních prostorů plynujících uhelných dolů do dvou tříd SM0 a SM1 z hlediska důlních plynů a do dvou tříd SNP a SNP1 z hlediska uhelných prachů. V návaznosti na toto rozdělení stanovuje metodiku pro zařazení důlních prostor z hlediska nebezpečí výbuchu plynů i podmínky pro provoz elektrických zařízení v těchto prostorách. Dále se věnuje hodnocení potřebných odvozených požadavků na omezení velikosti proudů zemních poruch jejich kompenzací s respektováním reálně dosažitelných vypínacích časů a vlastností analyzátorů důlních výbušných plynů, u kterých doporučuje pro urychlení reakce zavedením sledování přírůstku koncentrace. Pro el. zařízení, které svým provedením neodpovídá podmínkám pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu formuluje podmínky pro použití i navrhuje potřebný pracovní postup. 15

16 Program výzkumu a vývoje Českého báňského úřadu Praha PROJEKT č. 20 STANOVENÍ TECHNICKÝCH POŽADAVKŮ NA BEZPEČNOST PROVOZU ELEKTRICKÝCH SÍTÍ A ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ POUŽÍVANÝCH V DOLECH S NEBEZPEČÍM OTŘESŮ A NEBEZPEČÍM VÝBUCHU METANU NEBO UHELNÉHO PRACHU ČÁST II. ELEKTRICKÉ SÍTĚ A ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ PROVOZOVANÁ V DOLECH V PROSTORECH S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU METANU NEBO UHELNÉHO PRACHU 5. ETAPA Za zpracovatele: Ing. Karel PROCHÁZKA, CSc. Říjen

17 OBSAH 1 ÚVOD NÁVRH NA ÚPRAVU ZNĚNÍ VYHLÁŠKY ČBÚ Č.22/1989 SB DOPLNĚNÍ VYHLÁŠKY ČBÚ Č.45/1995 SB., O BEZPEČNOSTI A OCHRANĚ ZDRAVÍ PŘI PRÁCI A BEZPEČNOSTI PROVOZU V DOLECH S NEBEZPEČÍM DŮLNÍCH OTŘESŮ Zdůvodnění návrhu na doplnění a provedení změn bezpečnostních předpisů (část elektro)...28 PŘÍLOHA 1 URČENÍ KAPACITNÍHO PROUDU SÍTĚ 6 KV S IZOLOVANÝM UZLEM POMOCÍ UMĚLÉHO UZLU...30 A) ÚVOD...30 B) POPIS METODY...30 c) DOPORUČENÝ POSTUP MĚŘENÍ...31 PŘÍPRAVA...31 VLASTNÍ MĚŘENÍ...31 UKONČENÍ MĚŘENÍ...31 D) VÝSLEDKY OVĚŘOVACÍHO MĚŘENÍ NA DOLE BARBORA...31 PŘÍLOHA 2 MĚŘENÍ ODPORU UZEMNĚNÍ, DOTYKOVÝCH A KROKOVÝCH NAPĚTÍ V DŮLNÍM PROVOZU PROUDOVOU METODOU A JEHO OVĚŘENÍ ÚVOD POPIS METODY OVĚŘENÍ PROUDOVÉ METODY V DŮLNÍM PROVOZU...38 PŘÍLOHA 3 MĚŘENÍ IZOLAČNÍHO STAVU V DOLE...39

18 2 ÚVOD Předmětem řešení projektu jsou elektrické sítě a elektrická zařízení používaná v dolech s nebezpečím otřesů a s nebezpečím výbuchu metanu nebo uhelného prachu. Vlastní řešení je rozděleno do dvou částí, které jsou dále členěny na celkem čtyři etapy. Část I. ELEKTRICKÉ SÍTĚ A ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ POUŽÍVANÁ V DOLECH S NEBEZPEČÍM OTŘESŮ Část II. ELEKTRICKÉ SÍTĚ A ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ PROVOZOVANÁ V DOLECH V PROSTORECH S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU METANU NEBO UHELNÉHO PRACHU Předkládaná zpráva obsahuje řešení 5. etapy v části II. projektu se zadáním: Zapracovat nové požadavky na elektrická zařízení ve stanovených podmínkách do právních předpisů Českého báňského úřadu. V samostatných přílohách k požadavkům na změnu předpisů jsou podrobněji rozvedeny nově navrhovaná řešení dílčích technických problémů: P1 Měření kapacitních proudů sítí vn s použitím umělého uzlu sítě P2 Měření výsledného odporu uzemnění v dolech P3 Ověřování izolační pevnosti zařízení. 3 NÁVRH NA ÚPRAVU ZNĚNÍ VYHLÁŠKY ČBÚ Č.22/1989 SB. K pojmům uvedeným v následujících návrzích jednotlivých ustanovení uvádíme následující vysvětlení, přičemž předpokládáme, že při navazujícím zpracování a projednávání bude hledána shoda a příp. zohledněny další navazující dosud platné či připravované předpisy, ať již národní nebo evropské. 1. Používání výrazu prostorů, popř. prostředí. ČSN EN uvádí: V této evropské normě jsou stanoveny dva nebezpečné stavy prostředí. - nebezpečné atmosférické podmínky 2 (prostředí s nebezpečím výbuchu - rozmezí mezi 0% a dolní mezí výbušnosti nebo nad horní mezí výbušnosti do 100% důlního plynu v ovzduší), - nebezpečné atmosférické podmínky (výbušná atmosféra). Samotná koncepce dřívějších československých předpisů pro doly používala formulace jako např. Důlní prostory, kde je prostředí s nebezpečím výbuchu. 18

19 Toto odpovídá i současným evropským předpisům, kde se ČSN EN v části 3 Termíny, definice a zkratky pod bodem 3.37 uvádí.. prostředí s nebezpečím výbuchu: atmosféra, která může být na základě místních a provozních podmínek výbušná. Použitá formulace prostředí s nebezpečím výbuchu nevymezuje část dolu, ale stanovuje vlastnosti okolí s prostředím, proto pokládáme použité formulace v našem návrhu prostory s nebezpečím výbuchu, popřípadě prostory s prostředím bez nebezpečí výbuchu za správnou. V předpisu EN 1050 v některých případech používaný výraz okolí dle našeho názoru nedostatečně postihuje stanovení vlivů od větrání, umístění měřící techniky, apod. Volba námi uvedených formulací používajícím označení prostor vychází i z poznámky 2 pod bodem ČSN EN (citace Podzemní pracoviště, ve kterých není pravděpodobný vznik výbušné atmosféry se zařazují jako prostory bez nebezpečí výbuchu..) Výraz prostor je dále používán i v čl Aby bylo označení v souladu se základní koncepcí a metodikou pro doly pokládáme za vhodné použít označení: prostory v dole, kde jsou: - nebezpečné atmosférické podmínky 2 tj. prostředí s nebezpečím výbuchu, ve kterém v atmosféře nepřekročí obsah metanu 1,5%, - nebezpečné atmosférické podmínky 1 tj. prostředí s výbušnou atmosférou s obsahem metanu nad 1,5%. Poznámka: Požadavky na zařízení M1 a M2 i na jejich použitelnost v uvedených stupních nebezpečí 1 a 2 je dána předpisem ČSN EN Rozhraní důlních prostorů Stávající předpis zařazuje plynující doly do skupin SNM0, SNM1, SNM2 a SNM3. Pomineme-li skupinu SNM1, s kterou se u dolů v OKR nesetkáváme, existuje v dole sousedství prostorů zařazených do SNM0 a SNM2. V dřívější době byla v dokumentaci elektro pro důl vyznačováno i zařazení prostorů z hlediska nebezpečí metanu. Bylo z této dokumentace zřejmé, kde končí a kde začíná SNM0 a SNM2, bylo tím vlastně určeno rozhraní. Protože mezi provedením el.zařízením pro prostředí s nebezpečím výbuchu a pro prostředí bez nebezpečí výbuchu je zásadní rozdíl není možné připustit námitky k tomu, že nelze určit rozhraní (určení místa v dole), kde smí být používáno el.zařízení, aniž splňuje požadavky na kategorii M1 a M2 a kde musí být vzhledem k atmosférickým podmínkám 1 (prostředí s nebezpečím výbuchu) el.zařízení kategorie M2, případně M1. 19

20 k 2 Výklad pojmů doplnit o odstavec: jiskrově nezápalný obvod je obvod, jehož prvky splňují úroveň jiskrové bezpečnosti, ale vodiče jsou vedeny ve společném obložení s vodiči jiných obvodů, případně připojovací prostory neodpovídají požadavkům na jiskrovou bezpečnost k 109a Kontinuální analyzátory metanu a kysličníku uhelnatého navrhované znění uvést jako nový odstavec a), stávající odst. a) označit jako b), atd. Stálá kontrola koncentrace methanu kontinuálními analyzátory methanu musí být v plynujících dolech prováděna: a) na rozhraní důlních prostor zařazených do prostor se zvýšeným nebezpečím výbuchu methanu SNM 1 a prostor bez nebezpečí výbuchu methanu SNM 0 ( 232), b) v separátně větraném důlním díle s elektrickým zařízením, kde se razí nebo dobývá s výjimkou separátně větraných porubních chodeb při komorovém dobývání, c) na pracovišti s pohyblivým strojem poháněným elektrickým pohonem, které je větráno průchodním větrním proudem a kde nelze vyloučit zvýšení koncentrace methanu nad 1%, d) ve výdušném větrním proudu samostatného větrního oddělení a větrní oblasti, e) ve výdušném větrním proudu z pracoviště, kde byla povolena zvýšená koncentrace metanu ( 83), f) v plynujících dolech II.třídy nebezpečí ve výdušném větrním proudu z každého porubu, g) v důlních dílech ve 2. a 3.stupni nebezpečí otřesů a ve slojích s nebezpečím průtrží uhlí a plynů ve výdušném větrním proudu z každého pracoviště, kde se razí, h) při provozu trolejové trakce lokomotivní dopravy v prostředí bez nebezpečí výbuchu metanu (SNM 0) v místech styku s důlními díly zařazenými do prostředí se zvýšeným nebezpečím výbuchu metanu (SNM 1), i) i v dalších místech určených závodním dolu. k 231a bod Elektrické sítě v dole navrženo nové znění odstavce (2) a (4) (2) Elektrické sítě 20

21 a) které nejsou napájeny z jiskrově bezpečného zdroje a jsou s menším příkonem než 1kVA, musí pro kabelové rozvody používat kabely s kovovým stíněním nebo pancířem. Přitom jištění proti zkratu musí být voleno tak, aby zkratový proud jištěného kabelového rozvodu byl alespoň 2-násobkem hodnoty proudu, při kterém dojde k odpojení obvodu v čase do 150 ms. b) podle odstavce (1) písm.a) s příkonem větším než 1kVA lze provozovat jen s hlídačem izolačního stavu, který zajistí vypnutí této sítě při poklesu izolačního odporu pod 15Ω/V. c) vysokého napětí v důlních prostorách zařazených do SNM 1 nebo SNP1: - elektrické sítě vysokého napětí musí být provozovány tak, aby zemní proud při spojení jednoho krajního vodiče nepřesáhl 7A (Metoda měření viz příloha 1), - vypnutí vývodu se zemním spojením musí být zajištěno do 200 ms od vzniku zemního spojení. (3) Elektrickou síť podle odstavce 1 písm.b) bodu 2 lze provozovat jen se zařízením pro trvalou kontrolu izolačního odporu sítě signalizujícím pokles izolačního odporu sítě pod 50Ω/V do místa se stálou obsluhou. V plynujících dolech II.třídy nebezpečí se naměřené hodnoty izolačního odporu elektrické sítě registrují. (4) Pro rozvody el.energie v důlních dílech zařazených do prostorů SNM 1 a SNP 1 lze použít jen el.síť s ochranou, která zajistí rychlé odpojení místa se zemním spojením. k 231 b Zemnící soustava v dole znění navrhovaných úprav: (1) Pro zajištění bezpečnosti před nebezpečným dotykovým napětím, nežádoucími vlivy elektrostatických nábojů a bludnými proudy musí být v dole zřízena zemnící soustava, jejíž součástí je hlavní zemnící vedení. (2) Hlavní zemnící vedení se do dolu vede z povrchu v trase důlních kabelových vedení. Hlavní zemnící vedení musí být tvořeno měděným vodičem o průřezu nejméně 50 mm 2 nebo ocelovým pozinkovaným vodičem o průřezu nejméně 95 mm 2 a připojeno na nejméně dva strojené zemniče v dole. Uložení hlavního zemnícího vedení i místa napojení strojených zemničů musí umožnit jeho kontrolu prohlídkou. Odpor uzemnění strojeného zemniče musí vyhovět vztahu R z 50 l [ Ω;km] kde l je součet délky všech kabelových rozvodů napájení sítě 6 kv, které jsou připojeny na stejný zdroj transformátor. Hlavní zemnící vedení je na povrchu připojeno na zemnící soustavu rozvodny, z níž je napájen důl. Hlavní zemnící vedení se ukládá ve svislých i horizontálních důlních dílech tak, aby se v co největší míře omezila možnost jeho poškození. Lze pro něj využít uložení na závěsech spolu s kabelovými vedeními. Nesmí být uloženo na počvě nebo tam, kde hrozní jeho mechanické poškození. 21

22 (3) Odpor celé zemnící soustavy proti zemi měřený v kterémkoliv místě smí být nejvýše 15Ω. (4) Jsou-li na společné ochranné zemnění připojena i zařízení s napětím nad 1 kv musí společný odpor ochranné uzemňovací soustavy proti zemi s ohledem na celkový zemní proud soustavy VN vyhovět vztahu 50 v síti 6kV R z [ Ω;km] l 100 l v síti 3,3kV [ Ω;km] R Z kde l je součet délky všech kabelových rozvodů v soustavě 6kV, které jsou připojeny na stejný zdroj transformátor. Hlavní zemnící vedení v dole musí být připojeno na neživé části elektrických zařízení nad 1 kv s výjimkou neživých částí pohyblivých a přemístitelných elektrických zařízení připojených vlečným kabelem. (5) Odpor uzemnění musí být měřen nejméně jedenkrát ročně. (Metoda měření - viz příloha 2). (6) Hlavní zemnící vedení musí být prohlídkou kontrolováno z hlediska celistvosti vedení a případnou korozí spojů podle místních podmínek nejméně však 1x ročně. (7) Neživé části el. zařízení do 1kV musí být připojeny na hlavní zemnící vedení ochranným vodičem, který je součástí přívodního kabelu k tomuto zařízení. Při použití ochranného vodiče vně pláště kabelu musí být průřez ochranného vodiče alespoň 6 mm 2, je-li průřez fázového vodiče do 16 mm 2 a 10 mm 2 v těch případech, kdy je průřez fázového vodiče větší, přitom musí být vyloučena možnost mechanického poškození ochranného vodiče. (8) Průřez ochranného vodiče v pohyblivých a přemístitelných kabelových přívodech nad 1kV musí být alespoň 16 mm 2 Cu. Přitom je u kabelových vedení do i nad 1kV možné pro pohyblivá i přemístitelná zařízení použít jedné žíly v kabelu na ochranné uzemnění. (9) Pro uzemnění pohyblivých a přemístitelných strojů a zařízení do 1kV smí být použito kabelu jehož ochranný vodič má minimální průřez 6 mm 2 při průřezu fázových vodičů do 16 mm 2, u větších průřezů fázových vodičů žíly s průřezem 10 mm 2. (10) Neživé části sdělovacích zařízení musí být chráněny jejich spojením s ochrannou uzemňovací soustavou Cu vodičem o průřezu alespoň 4 mm2 nebo jedním párem vodičů v kabelu. (11) Je-li hlavní zemnící vedení tvořeno Cu lanem, nesmí být průměr jeho jednotlivých drátů menší než 1,5 mm. Je-li hlavní zemnící vedení tvořeno páskem FeZn, musí být tloušťka pásku alespoň 3 mm. 22

23 (12) Veškeré spoje na hlavním zemnícím vedení musí být chráněny proti korozi. Zejména spoje mezi FeZn páskem a měděným vodičem musí být chráněny před elektrochemickou korozí ochranným nátěrem zabraňujícím přístupu vlhkosti. (13) Napojení vodičů hlavního zemního vedení a také na ně připojených odboček pro ochranu neživých částí vodivých částí el. zařízení v průběhu trasy hlavního zemního vedení musí být provedeno tak, aby spojovacími šrouby nebyl zeslabován průřez hlavního zemnícího vedení. (14) S hlavním zemnícím vedením se v náraží a nejméně na počátku každého samostatného větrního oddělení vodivě spojují všechny neživé části elektrického zařízení vyžadující ochranu zemněním a vodivě předměty podélně uložené nebo vedené v důlním díle (potrubí, koleje apod.). (15) Hodnoty odporu uzemnění i přechodové odpory zemnící soustavy musí vyhovovat požadavkům pro použitý způsob ochrany. Holá vedení zemnící soustavy musí umožňovat provedení prohlídky. k 232 Zařazování prostorů plynujících dolů z hlediska nebezpečí výbuchu methanu navrženo nové znění: Podzemní prostory plynujících dolů se z hlediska nebezpečí výbuchu methanu a požadavků na provoz elektrických zařízení rozděluji na: (1) Prostory bez nebezpečí výbuchu methanu SNM 0: a) u plynujících dolů I.třídy nebezpečí lze zařadit důlní prostory bez nebezpečí výbuchu methanu, jestliže je trvale sledován obsah methanu ve výdušných větrech každého větrného oddělení, přičemž nepřekročí koncentrace obsahu methanu 0,2%, b) u plynujících dolů II.třídy nebezpečí lze zařadit důlní prostory bez nebezpečí výbuchu methanu, jsou-li splněny tyto podmínky: - důlní prostory zařazené bez nebezpečí výbuchu methanu smí být ovětrávány jen vtažnými větry, kterými nebyly ovětrávány prostory, kde se razí, dobývá a které bezprostředně nesouvisí s vyrubanými prostory nebo nevětranými a neuzavřenými důlními díly. Rozhraní prostorů bez nebezpečí výbuchu a s nebezpečím výbuchu musí být trvale sledováno analyzátory (methanoměry), - dojde-li k překročení koncentrace methanu o 0,2% musí být neprodleně provedena opatření vedoucí k zajištění bezpečnosti (zlepšení větrání, vypnutí el.energie, odvolání lidí, apod.). Tato opatření musí být součástí havarijního plánu. (2) Prostory se zvýšeným nebezpečím výbuchu methanu SNM 1 (nebezpečné atmosférické podmínky 2 prostředí s nebezpečím výbuchu) jsou to prostory plynujících dolů, je-li při jejich zařazování a dále při jejich provozu určeno organizací takové množství důlních větrů, že koncentrace methanu v důlním ovzduší nepřesáhne 1,5%. 23

24 (3) Nelze-li s ohledem na vyšší množství metanu v důlním ovzduší provést zařazení do prostor s nebezpečím výbuchu metanu (SNM 1) smí být používáno jen el.zařízení vyhovující kategorii M1. (4) Všechny podzemní prostory plynujících dolů musí být z hlediska nebezpečí výbuchu metanu zařazeny podle odstavů (1), (2) nebo (3). (5) Obdobně musí být zařazen i prostor nad ohlubní výdušné jámy, prostor v okolí difusoru hlavního ventilátoru do vzdálenosti 30m a ostatní povrchové prostory hlubinných dolů, ve kterých jsou umístěna elektrická zařízení a kde by mohlo vzniknout nebezpečí výbuchu plynů. (6) Stroje a jejich řídící a spouštěcí přístroje musí být v provedení odpovídajícím danému prostředí a musí být umístěny tak, aby byl umožněn dostatečný odvod tepla a bezpečný přístup k nim a byly chráněny před mechanickým poškozením. (7) V prostorech se zvýšeným nebezpečím výbuchu methanu SNM 1 smí být používány stroje a zařízení odpovídající skupině I kategorii M2 a M1. (8) Pro práce za účelem vyproštění pracovníků, likvidace důsledků otřesů, požáru, průtrží, závalů apod. je možné používat výjimečně elektrická zařízení kategorie M2, a to za podmínek stanovených vedoucím havárie (případně závodním dolu). k 233 Zařazování prostorů uhelných dolů z hlediska nebezpečí výbuchu uhelného prachu návrh nového znění: (1) Prostory bez nebezpečí výbuchu uhelného prachu (SNP 0 stupeň nebezpečí prachů 0). Zařazují se sem prostory uhelných dolů, kde se nevytváří souvislá prachová vrstva, kde není uhelná drť a kde je pravidelně zneškodňován prach a zneškodňování prachu kontrolováno. Způsob a četnost zneškodňování určí ve směrnici závodní dolu. (2) Prostory s nebezpečím výbuchu uhelného prachu (SNP1 stupeň nebezpečí prachů 1). Do prostor s nebezpečím výbuchu uhelného prachu se zařazují důlní díla uhelných dolů, kde se: a) razí v uhelné sloji nebo dobývá uhlí, b) uhlí odtěžuje hřeblovými nebo pásovými dopravníky, c) a okolí zásobníků uhlí násypných a výsypných skipových stanic a s nimi souvisejících dopravníků. Ve všech prostorách, s výjimkou zásobníků uhlí musí být pravidelně zneškodňován uhelný prach. Způsob a četnost určí v technologickém postupu závodní dolu. (3) V prostorách s nebezpečím výbuchu uhelného prachu zařazených do SNP 1 se smí používat jen el.zařízení vyhovující kategorii M2, v prostorách zásobníku uhlí jen zařízení vyhovující kategorii M1. (4) Obdobným způsobem se z hlediska uhelného prachu zařazuje i prostor související nebo bezprostředně navazující na hlubinný důl. k 235 Požadavky na kabely a kabelová vedení (1) Pro kabelové silnoproudé vedení a soubory platí: a) Všechny kovové kabelové soubory musí být vodivě spojeny s uzemňovací soustavou nebo s kovovým pláštěm a pancéřem kabelů. Kovový plášť a pancéř musí být na 24

25 obou koncích vodivě spojen s ochranným uzemněním a v místě přerušení (v souborech) musí být vodivě propojen, b) Nejmenší dovolené průřezy ochranného vodiče pro propojení olověných plášťů, popřípadě pancéřů podle bodu a) udává tabulka: Fázový nebo krajní vodič Fázový nebo krajní vodič Průřez ochranné vodiče mm 2 materiál průřez mm 2 měď měď do 4 4 měď 6 až měď 35 a výše 16 (2) (2) Silový kabel musí být zavěšen na samostatných závěsech. Provedení kabelového závěsu musí být stanoveno v provozní dokumentaci. (3) U kabelů řídících, ovládacích a světelných obvodů se připouští umisťovat do jednoho závěsu až tři kabelová vedení. (4) a) Kabely použité v síti s hlídači izolačního stavu musí mít konstrukci s kovovým stíněním žil, pancířem nebo polovodivou stínící vrstvou. Kovové stínění, pancíř nebo polovodivá vrstva se spojuje s ochranným uzemněním na obou koncích kabelu a v místech stanovených provozní dokumentací, pokud není provozní dokumentací stanoveno jinak. b) Kabely sítě s příkonem do 1kVA, která je provozována bez hlídače izolačního stavu musí být opatřeny pancířem nebo kovovou stínící vrstvou. (5) Vodiče přívodního kabelu pohyblivého stroje musí být v místě zaústění do stroje odlehčeny od tahu nebo opatřeny zařízením zajišťujícím vypnutí při nadměrném tahu v kabelu. (6) Vedení pokud nejsou uložena v kabelových kanálech, musí být zavěšena v horní polovině důlního díla, pokud se nejedná o pohyblivou část vedení napájející pohyblivá a ruční zařízení. Tato vedení musí být poddajně zavěšena s průvěsem s roztečí závěsů nejvýše 3 m tak, aby nebyla poškozována běžným důlním provozem. Nepoddajné upevnění vedení je dovoleno jen v důlních dílech s nepoddajnou výztuží a v důlních dílech ražených v pevných horninách, které nevyžadují výztuže. (7) Při zavěšování a kladení kabelových vedení v důlních dílech se má dodržet rozdělení mezi vedením silovým a sdělovacím tak, aby nebyla vzájemně proložena a aby se křižování omezilo jen na nejnutnější případy, například při odbočování. Vedení sdělovací se mají v důlních chodbách pokud možno zavěšovat na stranu jednu, silová na stranu druhou. (8) Kabely se musí ukládat, spojovat a připojovat tak, aby napětí v tahu se přenášelo jen na vnější obal a ne na vodiče. Hmotnost armatur se rovněž nesmí přenášet na vodiče. (9) Ve svislých jámách a důlních dílech s úklonem nad 45 s výjimkou vrtů a komínů, musí být kabel vedení pevně přichycena na kabelové konzoly zabudované nezávisle na výstroji jámy. Vzdálenost kontrol smí být nejvýše 6 m ve svislých jamách a nejvýše 3 m v úklonných chodbách. V části mezi dvěma příchytkami smí být vedení zatíženo jen vlastní hmotností, přitom smí být sevření kabelů jen tak velké, aby se kabel nepoškodil. 25

26 Tyto požadavky na upevňování kabelů se netýkají kabelů jsou-li tyto odlehčeny od tahu zavěšením na nosné lano a samonosných kabelů. Kabel zavěšený na nosné lano musí být upevněn nejvýše každých 6 m tak, aby se jeho hmotnost nepřenášela na vodiče a koncovku kabelu. Kabelové vedení musí být umístěno tak, aby bylo přístupné prohlídkám. Toto ustanovení neplatí pro vedení ve vrtech a průchodech. (10) V jámách se životností do 10 let a v jámách s dřevěnou výztuží se dovoluje upevnění na výstroj jámy. Kabelový vrt musí být zapažen a musí být zabráněno poškození kabelu při jeho ukládání i při jeho trvalém provozu vhodnou konstrukcí ústí vrtu a kabelových závěsů. V kabelových vrtech musí být kabel s výjimkou kabelů samonosných, zavěšen na nosné lano každých 6 m tak, aby se jeho hmotnost nepřenášela na koncovku a na konstrukci kabelu. Mezi dvěma úchyty smí být kabel zatížen pouze vlastní hmotností. Nosné lano včetně jeho ukotvení musí mít vzhledem k hmotnosti kabelů čtyřnásobnou bezpečnost a jeho ukotvení nesmí být provedeno na výztuž důlního díla nebo vrtu. (11) Veškerá vedení včetně hlavního zemnícího vedení a ostatních ochranných vodičů musí být měděná. Ochranné vodiče, které nejsou mechanicky chráněny, musí mít průřez nejméně 6 mm 2. (12) Zemního vodiče v pohyblivých přívodech je dovoleno použít k ovládání pouze za předpokladu, že ovládací obvod je jiskrově nezápalný. (13) V prostoru přechodu kabelu do rubání musí být vytvořena rezerva kabelu o délce min.1 m, která musí být uložena tak, aby byla chráněna před mechanickým poškozením. Kabely v rubání musí být uloženy dle provozní dokumentace. (14) Ve vzdálenosti 30 až 50 m od strojů v čelbě musí být vytvořena rezerva napájecího kabelu v délce alespoň 3 m. (15) Vedení musí být dimenzováno podle obecných předpisů. Dále je nutno dodržet a) Úbytky napětí. U spotřebičů se při jmenovitém zatížení dovoluje úbytek napětí nejvýše 10% jmenovitého napětí. Při rozběhu motorů s těžkým rozběhem nemá být úbytek napětí vyšší než 20% jmenovitého napětí, aby záběrový moment motoru neklesl pod hodnotu jmenovitého momentu. V tomto případě se však ověřuje, zda je zajištěn potřebný moment motoru pro rozběh stroje. b) Nejmenší dovolený průřez žil je u kabelových silových vedení pro vodiče Cu 1,5 mm 2. Sdělovací a řídící vedení musí být z kabelů a vodičů s jádry měděnými. U sdělovacích a řídících kabelů s pryžovou izolací a s izolací z termoplastu je nejmenší dovolený průměr jádra 0,8 mm a u kabelů s izolací papírovou 0,6 mm. Toto ustanovení se nevztahuje na jiskrově bezpečné obvody. c) Pohyblivé přívody, pokud nejsou navíjené na buben, se zatěžují s ohledem na způsob provozu a dle podmínek stanovených výrobcem. 26

27 (16) Kabelová vedení s výjimkou vedení jiskrově bezpečných, v důlních dílech zařazených do SNM 1 nebo SNP 1 musí: a) být zavěšena v horní třetině profilu důlního díla, b) umožňovat podélný posuv kabelu k částečnému vyrovnání vlivu deformací důlního díla, c) na každých 50m délky kabelu zavěšeného v důlním díle mít vytvořenu rezervu kabelu o délce nejméně 1 m, stejná rezerva musí být vytvořena u kabelového souboru, d) mít v provozní dokumentaci stanovenou vzdálenost jednotlivých zavěšení na poddajné výztuži, která nesmí být větší než 3 m, e) kabely vysokého napětí mít konstrukci s kovovým stíněním žil. k 236 Kabely pohyblivých zařízení doplnit stávající znění: (7) Pohyblivá vedení pro el.zařízení vn zajišťovaná vlečnými kabely musí být opatřena kovovou stínící vrstvou spojenou na obou koncích se zemí. Poznámka: Je možné tento požadavek rovněž zařadit do 240b a od doplnění 236 upustit. k 240 c Vypínání vysokonapěťových rozvodů při zemním spojení Kabelové rozvody vn vedoucí do důlních prostorů zařazených do SNM 1, případně SNP 1 musí být automaticky při zemním spojení vypínány v čase do 200 ms. Poznámka: Obdobné znění je již uvedeno v 231 a) tohoto návrhu. Vzhledem ke zvýšeným nárokům na zemní ochranu lze zemní ochranou vypínat vždy určitou oblast. Není nutné zemní ochranou opatřovat každý vysokonapěťový kabelový vývod. Vycházíme při tom z toho, že zemní spojení na rozvodech není časté, na druhé je však svými důsledky velmi nebezpečné. 27

28 4 DOPLNĚNÍ VYHLÁŠKY ČBÚ Č.45/1995 SB., O BEZPEČNOSTI A OCHRANĚ ZDRAVÍ PŘI PRÁCI A BEZPEČNOSTI PROVOZU V DOLECH S NEBEZPEČÍM DŮLNÍCH OTŘESŮ k 17 Požadavky na elektrická zařízení navrhované znění: a) Kabelové rozvody do 1000V vně nevýbušných závěrů vedoucí do prostorů s nebezpečím otřesů, s výjimkou obvodů jiskrově bezpečných zařízení, obvodů jiskrově nezápalných, obvodů telekomunikačních, sdělovacích, obvodů roznětných vedení, osobních svítidel a elektrických obvodů důlních lokomotiv, musí být hlídány přístroji pro kontrolu izolace a při poklesu izolačního stavu pod 15 Ω/V samočinně vypnuty. b) V důlních dílech zařazených do 3.stupně nebezpečí otřesů musí být na výduchu z rubání umístěn analyzátor zajišťující samočinné vypnutí el. energie v oblasti ohrožené zaplynováním. Ohrožená oblast a vypínací hodnota analyzátoru musí být určena vedoucím větrání v elektrodokumentaci. Reakční čas použitého typu analyzátoru při zvýšení methanu o 0,5% nesmí být delší než 3 s. Požadavek na vypínání při zaplynování po otřesu se nevztahuje na jiskrově nezápalná zařízení. c) Kabelové rozvody nad 1000V v důlních dílech zařazených podle 5 a zařazených do prostor se zvýšeným nebezpečím výbuchu methanu (SNM 1) nebo prostor se zvýšeným nebezpečím výbuchu uhelného prachu (SNP 1) musí být vybaveny zařízením, které zajistí vypnutí při zemním spojení v čase do 200 ms. d) Způsob a místa samočinného odpojení elektrické energie v oblasti ohrožené účinkem otřesů musí být řešeny v havarijním plánu hlubinného dolu. e) Hlavní zemnící vedení musí být prohlédnuto alespoň 1x za půl roku. V místech zařazených do II. a III.stupně nebezpečí otřesů vždy po otřesovém jevu, a to spolu s kabelovými vedeními, propojovacími armaturami a el.zařízeními. Uvést zařízení pod napětí lze po odstranění závad zjištěných při prohlídce. 4.1 ZDŮVODNĚNÍ NÁVRHU NA DOPLNĚNÍ A PROVEDENÍ ZMĚN BEZPEČNOSTNÍCH PŘEDPISŮ (ČÁST ELEKTRO) (1) k 109; 232; 233 Zařazování prostorů z hlediska nebezpečí výbuchu metanu a nebezpečí výbuchu uhelného prachu. V obou případech byl způsob zařazování podstatně zjednodušen. Stávající způsob zařazování byl příliš pracný se složitým laboratorním vyhodnocováním. V praxi se dělalo zařazování prostoru z hlediska methanu a uhelného prachu zpravidla formálně. (2) k 231a U malých sítí napájených zdrojem s omezeným příkonem do 1 kva, které nejsou vybaveny hlídačem izolace nebo které nejsou jiskrově bezpečné je nutné zajistit včasné 28

29 vypnutí jištěním proti zkratu. Proto je navržena změna předpisu s požadavkem na způsob jištění proti zkratu a také na to, aby bylo použito kabelů s kovovým stíněním nebo pancířem. (3) k 231a; 235 Při prováděných měřeních, při kterých byla sledována odolnost různých konstrukcí kabelů v závislosti na vypínacím čase a proudu zemního spojení bylo vyhodnoceno, že k prošlehnutí ohně na vnější povrch kabelu zpravidla nedošlo pokud: - bylo použito kabelu s kovovou stínící vrstvou, - nebyl zemní proud větší než cca 7A, - došlo-li k vypnutí kabelu se zemním spojením v čase do cca 200ms. (4) k 231b Dosahovaná velikost zemních proudů v důlních sítích VN zvyšuje nebezpečí vzniku dotykových napětí při zemních spojeních. Proto do návrhu předpisu byly zapracovány i ustanovení zvyšující požadavky na ochranné uzemnění v dole. (5) k 236 Během prováděným měření bylo ověřeno, že při proudech větších než cca 200 ma dochází u kabelů s polovodivou vrstvou k vypálení a odpaření polovodivé vrstvy. Ukazovalo se, že kabely polovodivou vrstvou jsou vhodné pro sítě, které jsou hlídané a odpínané hlídači izolačního stavu, které vypínají při svodových proudech již pod 100 ma. Zkouškami se potvrdilo, že polovodivá vrstva u kabelů vzhledem ke svému poměrně velkému přechodovému odporu není vhodná pro kabely vn, kde se zajišťuje vypnutí směrovými ochranami reagujícími na proudy cca 1A. Toto odůvodňuje požadavek na kovové stínění u vlečných kabelů VN. (6) k 235 Je -li použito hlídače izolačního stavu a není-li použit kabel s pancířem, kovovým stíněním nebo ekranem není zajištěna spolehlivá ochranná funkce hlídače izolace proti tomu, aby při poškození kabelu nedošlo k jiskření vně pláště kabelu, proto byl do návrhu na úpravu předpisů začleněn požadavek na to, aby u sítí do 1000 V, kde je předepsáno použití hlídače izolace byly použity alespoň kabely s ekranem. 29