تدمر بيئات التعدين المعدات التي تنجو في أماكن أخرى. اختراق الغبار يهزم تصنيفات IP القياسية في غضون أشهر. يؤدي الاهتزاز الناتج عن التفجير والمعدات الثقيلة إلى تشقق العوازل الإيبوكسية المصممة للتركيبات الثابتة. يقلل الارتفاع في المناجم المكشوفة وتحت الأرض من تصنيفات المكونات المعزولة بالهواء بمقدار 10-20%. تتأرجح درجات الحرارة من -30 درجة مئوية على السطح إلى +45 درجة مئوية تحت الأرض مما يضغط على أنظمة الإدارة الحرارية المصممة للمحطات الفرعية الخاضعة للتحكم.
لا يمكن أن يحدد اختيار مجموعة المفاتيح الكهربائية متوسطة الجهد للتعدين ببساطة تصنيفات IEC وأقل عرض سعر. إن لوحة 12 كيلو فولت المصنفة IP54، التي تم اختبارها عند مستوى سطح البحر، والتي تعمل بشكل لا تشوبه شائبة في محطة فرعية نظيفة ستفشل بشكل كارثي عند تركيبها في محطة تكسير على ارتفاع 3500 متر مع غبار السيليكا المحمول جواً وتحميل الصدمات من معالجة الخام.
يقوم المصنعون الذين يفهمون تطبيقات التعدين بهندسة حلول تتجاوز مواصفات الكتالوج: الملامسات محكمة الغلق المحصنة ضد دخول الغبار، ودعامات قضبان التوصيل المقواة بالاهتزازات، وتنسيق العزل المصحح للارتفاع، والتصميمات المعيارية التي تتيح الاستبدال السريع خلال نوافذ الصيانة الضيقة التي تسمح بها عمليات التعدين.
يحدد هذا الدليل الشركات المصنعة التي لديها محافظ تعدين مثبتة، ويشرح ما يميز مجموعة المفاتيح الكهربائية الخاصة بالتعدين عن المعدات الصناعية القياسية، ويوفر معايير الاختيار التي تحتاجها فرق المشتريات عند تحديد أنظمة توزيع الجهد المتوسط للعمليات السطحية والتركيبات تحت الأرض والمعدات المتنقلة في مواقع التعدين في جميع أنحاء العالم.
لماذا تختلف متطلبات مجموعة المفاتيح الكهربائية للتعدين
تفترض مواصفات مجموعة المفاتيح الكهربائية القياسية وجود بيئات محكومة. التعدين يتحدى كل الافتراضات. التحديات البيئية #5T1T5T1T1T5T5T
الغبار والتلوث:
السيليكا المحمولة في الهواء، وغبار الفحم، والجسيمات المعدنية
يتطلب: IP65/IP66 كحد أدنى، وبطانات محكمة الغلق، وتهوية بالضغط الإيجابي
الاهتزازات والصدمات:
اهتزازات التفجير: 5-15 هرتز، تسارع 0.2-0.8 جم
تشغيل المعدات: الناقلات، والكسارات، والكسارات، والمطاحن تخلق اهتزازًا مستمرًا
يتطلب: تركيب معزز، ومكونات مخمدة للاهتزاز، ومكونات مخمدة للاهتزاز، وأجهزة تعشيق ميكانيكية لا تعتمد على محاذاة دقيقة
تأثيرات الارتفاعات:
تعمل العديد من المناجم على ارتفاع 2,000-4,500 متر
انخفاض كثافة الهواء → انخفاض قوة العزل الكهربائي، انخفاض التبريد
يتطلب: معاملات تصحيح الارتفاع (ضرب BIL في 1.10-1.25)، والتهوية كبيرة الحجم، والاستثناءات
درجات الحرارة القصوى:
السطح: -40 درجة مئوية تحت الصفر (مناجم القطب الشمالي/المناجم المرتفعة) إلى +50 درجة مئوية (المناجم الاستوائية المفتوحة)
تحت الأرض من +30 إلى +45 درجة مئوية مع رطوبة 90%+
يتطلب: سخانات/أجهزة ترموستات للأماكن الخارجية، وتبريد كبير الحجم تحت الأرض، وإدارة التكثيف
جو متآكل:
الصرف الحمضي (الخامات الحاملة للكبريت)
رذاذ الملح (العمليات الساحلية)
المعالجة الكيميائية (التعويم، النضّ)
يتطلب: حاويات غير قابلة للصدأ/مغلفنة وطلاء مطابق للإلكترونيات
تفرض بيئات التعدين ضغوطًا مشتركة - دخول الغبار، والاهتزاز، والاهتزاز، والارتفاع، ودرجات الحرارة القصوى، والتآكل - لم يتم تصميم مجموعة المفاتيح الكهربائية الصناعية القياسية لتحملها.
المتطلبات التشغيلية
الإزالة السريعة للأعطال:
سلامة الأفراد أمر بالغ الأهمية - يعمل عمال المناجم في الأماكن الضيقة
حماية المعدات أمر بالغ الأهمية - استبدال محرك طاحونة بقوة 4,000 حصان يكلف أسابيع من الإنتاج
يتطلب: حماية سريعة المفعول (يفضل VCB على الصمامات)، وتنسيق انتقائي
إمكانية الوصول إلى الصيانة:
تكاليف وقت التوقف عن العمل $50,000-500,000/ساعة للعمليات الكبيرة
تقاس نوافذ الصيانة بالساعات وليس بالأيام
يتطلب: تصاميم معيارية/قابلة للسحب، وتوافر قطع الغيار المحلية، ودعم المصنع على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع
يتطلب: قدرة تحمل ميكانيكية عالية موصل فراغ (أكثر من 100,000 عملية تشغيل)، عمليات إنهاء الكابلات القوية
أفضل الشركات المصنعة لتطبيقات التعدين
مصفوفة تحديد مواقع الشركات المصنعة التي تقارن بين خبرة التعدين مقابل الأسعار النسبية لموردي المفاتيح الكهربائية الرئيسية ذات الجهد المتوسط.
1. ABB (سويسرا/العالمية)
محفظة التعدين:
مجموعة المفاتيح الكهربائية MV MNS و ZS1 (VCBs القابلة للسحب)
أنظمة تقليل وميض القوس الكهربائي PCS100
مرحلات الحماية الخاصة بالتعدين (العطل الأرضي REF615)
لماذا للتعدين:
تأهيل الاهتزازات: تصميمات مصنفة حسب الزلازل (IEEE 693) تتكيف مع أحمال صدمات التعدين
تجربة الارتفاعات: توضح المشاريع في إل تينينتي (شيلي، 3,000 متر) وياناكوشا (بيرو، 4,000 متر) الأداء على ارتفاعات عالية
شبكة الخدمات العالمية:: دعم على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، ومخزون محلي في مناطق التعدين الرئيسية
تخفيف وميض القوس الكهربائي: تقلل أنظمة PCS100 من طاقة وميض القوس الكهربائي 80-90%
التطبيقات النموذجية: العمليات السطحية الكبيرة، والمحطات الفرعية الرئيسية تحت الأرض
الاعتبارات: أسعار ممتازة (20-30% أعلى من المستوى المتوسط)، ومهل زمنية طويلة للتكوينات المخصصة
المشاريع البارزة: إسكونديدا (شيلي)، السد الأولمبي (أستراليا)، أويو تولغوي (منغوليا)
2. شنايدر إلكتريك (فرنسا/العالمية)
محفظة التعدين:
مجموعة المفاتيح الكهربائية المدمجة SM6، RM6 (SF6/هجين التفريغ)
مجموعة المفاتيح الكهربائية بريمسيت، أوكين MV للتركيبات الكبيرة
منصة المراقبة الرقمية EcoStruxure
لماذا للتعدين:
بصمة مدمجة: تصميمات RM6 المعزولة بالغاز تقلل من مساحة التركيب 40-60% مقابل المعزولة بالهواء
تصنيفات البيئة القاسية: إصدارات IP67 للأجواء تحت الأرض والأجواء الاستوائية والمسببة للتآكل
الصيانة التنبؤية: أجهزة الاستشعار التي تدعم إنترنت الأشياء تتعقب درجة الحرارة والرطوبة والتفريغ الجزئي
قطع الغيار المعيارية: تتيح الأدراج/المكونات الموحدة إمكانية الاستبدال الميداني السريع
التطبيقات النموذجية: ألواح تحت الأرض (محدودة المساحة)، ومواقع المناجم النائية
الاعتبارات: مخاوف بيئية تتعلق بـ SF6 (على الرغم من أن التصاميم الحديثة تقلل من التسرب إلى الحد الأدنى)، وتحد التصاميم المسجلة الملكية من خدمة الطرف الثالث
المشاريع البارزة: غراسبرغ (إندونيسيا)، وسيشن (جنوب أفريقيا)، وبودينغتون (أستراليا)
3. شركة سيمنز للطاقة (ألمانيا/العالمية)
محفظة التعدين:
مجموعة المفاتيح الكهربائية Simosec/Nxair MV (عازل هواء نظيف، خالي من SF6)
مراكز التحكم في المحركات SIVACON 8PT
أنظمة الحماية/التحكم SICAM
لماذا للتعدين:
تقنية خالية من سادس فلوريد الكبريت 6: عزل الهواء النظيف يزيل مشاكل الامتثال البيئي
تكامل أتمتة التعدين: تتكامل أنظمة SICAM مع نظام التحكم الآلي في التحكم الآلي في المناجم/ نظام التحكم الآلي في المناجم
المتانة الميكانيكية: هيكل شديد التحمل، حاويات ملحومة (غير مثبتة بمسامير)
الإدارة الحرارية: تصميمات التبريد المتقدمة للتركيبات تحت الأرض عالية المحيط
التطبيقات النموذجية: المواقع الحساسة بيئيًا، ومشاريع الأتمتة المتكاملة، ومشاريع الأتمتة المتكاملة، والمواقع ذات درجات الحرارة العالية تحت الأرض
الاعتبارات: الفئة الأعلى تكلفة، وتتطلب أحياناً نظام التشغيل الآلي من سيمنز للحصول على الوظائف الكاملة
المشاريع البارزة: تشوكيكاماتا (شيلي)، كالغورلي (أستراليا)
4. XBRELE (الصين)
محفظة التعدين:
مجموعة المفاتيح الكهربائية KYN28/XGN15 القابلة للسحب VCB
قواطع تفريغ الهواء المخصصة للتعدين (IP65، مقواة)
تكوينات مخصصة للمعدات المتنقلة
لماذا للتعدين:
فعالة من حيث التكلفة: 40-60% أقل من العلامات التجارية الأوروبية لمواصفات مكافئة
التخصيص السريع: هندسة مرنة للمتطلبات غير القياسية (الارتفاعات والتطبيقات المتنقلة)
تصميمات خاصة بالتعدين: موانع تسرب الغبار، ومخمدات الاهتزاز، والتشطيبات المقاومة للتآكل القياسية في متغيرات التعدين
مهل زمنية أقصر:: 6-10 أسابيع مقابل 12-20 أسبوعاً للمصنعين الأوروبيين
التطبيقات النموذجية: المشاريع ذات الميزانية المحدودة، والاستبدال/التجديد، ومناجم الأسواق الناشئة
الاعتبارات: التعرف على العلامة التجارية أقل من الأسماء المعروفة، وشبكة الخدمات تنمو (قوية في آسيا/أفريقيا/أمريكا اللاتينية)
المشاريع البارزة: عمليات متعددة لخام الحديد (الصين، أفريقيا)، مناجم الفحم (إندونيسيا، الهند)
ملامسات تفريغ الهواء عالية التحمل (مصنفة أكثر من 100,000 عملية تشغيل)
نهايات الكابلات القوية (ليست من النوع المثبت بعروات الضغط التي تتحمل الفصل المتكرر)
تصاميم قابلة للتوصيل/قابلة للسحب للتبديل السريع
الشركات المصنعة لتحديد الأولويات: ABB (أجهزة التحكم في المحركات ذات الجهد العالي)، XBRELE (ملامسات التعدين)، إيتون (خبرة التحكم في المحركات)
استراتيجية المشتريات
هيكل العطاءات التنافسية
دعوة 3-4 شركات مصنعة تغطي مستويات مختلفة:
الفئة الممتازة (ABB أو شنايدر): خط الأساس للمقارنة، الموثوقية المعروفة
المستوى المتوسط (XBRELE، WEG، إيتون): أسعار تنافسية وأداء مناسب
الأخصائي (لوسي إلكتريك إذا كانت تحت الأرض، جنرال إلكتريك إذا كان وميض القوس الكهربائي حرجًا): نقاط القوة المحددة
مصفوفة التقييم:
المعيار
الوزن
طريقة تسجيل النقاط
الامتثال التقني
35%
النجاح/الرسوب + الهامش إلى المتطلبات
السعر (رأس المال + الصيانة لمدة 10 سنوات)
30%
بالنسبة لمقدم العطاء الأقل سعرًا
جدول التسليم
15%
أحكام الجزاءات في الوقت المحدد
الخبرة في مجال التعدين
10%
المشاريع المرجعية، سنوات في التعدين
الدعم المحلي
10%
وجود الخدمة، ومخزون قطع الغيار
التوحيد القياسي مقابل الأفضل من نوعها
نهج التوحيد القياسي:
مُصنِّع واحد لجميع المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط
المزايا: القواسم المشتركة لقطع الغيار، وبرنامج التدريب الواحد، والاستفادة من تسعير الحجم
العيوب: قد لا تحصل على الحل الأمثل لكل تطبيق
النهج الأفضل من نوعه:
الشركات المصنعة المختلفة للتطبيقات المختلفة (على سبيل المثال، شنايدر تحت الأرض، ABB السطحية، XBRELE المتنقلة)
المزايا: الملاءمة التقنية المثلى لكل بيئة
العيوب: مخزونات قطع الغيار المتعددة، وتعقيدات التدريب، وزيادة عبء المشتريات
التوصية: التوحيد داخل الفئات (على سبيل المثال، جهة تصنيع واحدة لجميع الفئات تحت الأرض وأخرى لجميع الفئات السطحية) ولكن مع السماح بوجود جهات تصنيع مختلفة لكل فئة
النقاط الرئيسية
تتجاوز متطلبات مجموعة مفاتيح التعدين المواصفات الصناعية القياسية - الغبار (IP65+ مقابل IP54)، والاهتزاز (مؤهل للزلازل/الانفجار)، والارتفاع (عوامل التصحيح 1.10-1.25× لأعلى من 2000 متر)، ودرجات الحرارة القصوى تتطلب تصميمات مصممة خصيصًا لهذا الغرض
يبرر المصنعون المتميزون (ABB، شنايدر، سيمنز) علاوة التكلفة 20-40% من خلال محافظ التعدين المثبتة، وشبكات الخدمة العالمية، والخبرة في تخفيف وميض القوس الكهربائي - وهي ضرورية للعمليات الكبيرة ذات الأهمية الحرجة للسلامة
تقدم الشركات المصنعة من المستوى المتوسط (XBRELE، WEG، إيتون) وفورات في التكلفة 30-50% مع أداء مناسب للمشاريع ذات الميزانية المحدودة، أو الأسواق الناشئة، أو تطبيقات الاستبدال - تحقق من مراجع التعدين والدعم المحلي قبل الاختيار
غالبًا ما تهيمن تكلفة وقت التعطل (15-301 تيرابايت 3 تيرابايت من التكلفة الإجمالية للملكية) على التكلفة الرأسمالية - توفر التصاميم المعيارية/التصاميم القابلة للسحب التي تتيح أقل من 4 ساعات من وقت التعطل قيمة أفضل من التركيبات الثابتة الأقل تكلفة التي تتطلب أيامًا للإصلاح
وتعطي التطبيقات تحت الأرض الأولوية للبصمة المدمجة (وحدات العزل بالغاز، ووحدات التحكم عن بعد) وسلامة الأفراد (خطأ أرضي <10 أمبير، وأنظمة وميض القوس الكهربائي)، بينما تركز التطبيقات السطحية على حماية البيئة (IP65+، وتصحيح الارتفاع) وتتطلب المعدات المتنقلة ملامسات عالية التحمل (أكثر من 100,000 عملية)
طلب مراجع تعدين خاصة بالشركة المصنعة على ارتفاعات/بيئة مماثلة، وإجراء زيارات للموقع لمراقبة حالة المعدات الفعلية بعد سنوات من الخدمة، وطلب دراسات وميض القوس الكهربائي/التنسيق كجزء من تقييم العطاء
س 1: هل يمكنني استخدام مجموعة مفاتيح كهربائية صناعية قياسية في منجم بتصنيفات IP أعلى فقط؟ ج: يتطلب عدم التعدين تغييرات متكاملة في التصميم تتجاوز تصنيف الضميمة: المكونات المقواة بالاهتزازات (قضبان التوصيل المقواة، والمثبتات السلكية المقواة)، والعزل المصحح للارتفاع (BIL أعلى في الارتفاع)، والتبريد المحسّن (تبريد كبير الحجم لظروف البيئة المحيطة العالية تحت الأرض)، والتصميمات المعيارية للإصلاح السريع. تفشل ببساطة إضافة حاوية IP66 إلى مجموعة المفاتيح الكهربائية القياسية في بيئات التعدين.
س2: ما هو عامل تصحيح الارتفاع الذي يجب أن أطبقه على لغم على ارتفاع 3500 متر؟ ج: وفقًا للمواصفة IEC 62271-1، عامل التصحيح Ka = 1 + 0.012 (H - 1000) حيث H هو الارتفاع بالأمتار. على ارتفاع 3500 متر: Ka = 1 + 0.012 (3500 - 1000) = 1.30. اضرب BIL المطلوب في 1.30 أو قم باشتقاق التيار المقنن للمعدات بمقدار 1/1.30 ≈ 0.77 (اشتقاق 23%). تحقق دائمًا من تصنيفات الارتفاع الخاصة بالشركة المصنعة.
س3: هل يجب تحديد SF6 أو قواطع تفريغ الهواء لتطبيقات التعدين؟ ج: قواطع الدوائر الكهربائية الفراغية (VCBs) المفضلة للتعدين: لا توجد مشاكل في الامتثال البيئي لـ SF6، ولا تحتاج إلى صيانة (لا توجد مراقبة للغاز)، وتعمل بشكل جيد في البيئات المتربة (قاطع محكم الإغلاق)، ومناسبة للعمليات المتكررة. SF6 مقبول في التصاميم المدمجة المعزولة بالغاز (قيود المساحة تحت الأرض) ولكنه يضيف عبء الإبلاغ البيئي.
س4: كيف يمكنني تقييم مطالبات “خبرة التعدين” الخاصة بالشركة المصنعة؟ ج: اطلب مشاريع مرجعية محددة مع: اسم المنجم، ونوع الخام، والبيئة (السطح/باطن الأرض، والارتفاع، والمناخ)، وسنة التركيب، والقدرة المقدرة، واسم جهة الاتصال للتحقق. قم بزيارة الموقع المرجعي إن أمكن - راقب الحالة الفعلية بعد الخدمة. تعتبر الادعاءات العامة “مناسبة للتعدين” بدون مراجع يمكن التحقق منها بمثابة علامات حمراء.
السؤال 5: ما هو الأهم بالنسبة لمفاتيح التعدين الكهربائية: أقل تكلفة رأسمالية أم أسرع وقت للإصلاح؟ ج: يهيمن وقت الإصلاح الأسرع (MTTR) على العمليات الكبيرة حيث يكلف وقت التعطل $50,000-500,000/ساعة. احسب تكلفة زمن التعطل × فرق وقت التعطل (MTTR) مقابل فرق التكلفة الرأسمالية. مثال: مجموعة المفاتيح الكهربائية الممتازة $200,000 مقابل الميزانية $120,000 ($80 ألف قسط)، لكن القسط لديه 2 ساعة MTTR مقابل 8 ساعات (فرق 6 ساعات). إذا كان وقت التوقف عن العمل = $100K/ساعة، فإن العطل الواحد يوفر 6 × $100K = $600K - القسط يدفع ثمنه في حادثة واحدة.
س6: هل يمكن للمصنعين الصينيين (XBRELE، إلخ) تلبية متطلبات التعدين الصارمة؟ ج: تستوفي الشركات الصينية من الدرجة الأولى (XBRELE، CHINT، إلخ) معايير IEC ولديها محافظ تعدين كبيرة، خاصة في آسيا/أفريقيا/أمريكا اللاتينية. المفتاح هو التحقق: اطلب تقارير اختبار معتمدة (وليس معتمدة ذاتيًا)، ومراجع التعدين (تحقق بشكل مستقل)، وقم بتقييم قدرة الخدمة المحلية. وقد ضاقت الفجوة في الجودة مقابل العلامات التجارية الأوروبية بشكل كبير - وغالبًا ما تبرر وفورات التكلفة الاختيار للتطبيقات المناسبة.
س 7: كم مرة يجب أن تخضع مجموعة المفاتيح الكهربائية الخاصة بالتعدين للصيانة مقارنة بالصناعية القياسية؟ ج: أكثر تواتراً بسبب الظروف الأكثر قسوة. صناعي قياسي: فحص سنوي. التعدين السطحي: نصف سنوي (تراكم الغبار، تأثيرات الاهتزاز). التعدين تحت الأرض: كل ثلاثة أشهر (الحرارة والرطوبة والجو المسبب للتآكل). المعدات المتنقلة: شهريًا أو كل 10,000 عملية (التبديل المتكرر للعمليات). التصوير الحراري كل ثلاثة أشهر بغض النظر عن التطبيق (التقاط البقع الساخنة النامية).
هانا
هانا هي مديرة ومنسقة المحتوى الفني في XBRELE. وهي تشرف على هيكل الموقع الإلكتروني ووثائق المنتجات ومحتوى المدونة المتعلقة بمفاتيح التبديل MV/HV وقواطع الفراغ والموصلات والمقاطعات والمحولات. وتركز هانا على تقديم معلومات واضحة وموثوقة وسهلة الفهم للمهندسين من أجل دعم العملاء العالميين في اتخاذ قرارات فنية وشرائية واثقة.