Способ взрывозащиты электроборудования

(51)5 Е 21 Р 9/00 ЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬС АВ ГОРСКОМ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗО(71) Государственный Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности и Донецкое. Научно-производственное объединение "Взрывозащищенное электрооборудование"(56) Авторское свидетельство СССР М 1291702, кл. Г 21 Е 9/00, 1982.К Зыключащеяю Я 2 1745972 А(57) Сущность изобре ясняющее способ, .с контактор (2), датчикрации опасных комп блок(4), исполнитель ник(б) питания; устро термокристаллически пературный узел (9), катализатор (11). 3 -+ 1 ил. тения: устройство, по- одержит; оболочку (1), (3) контроля концентонентов, электронный ный элемент (5), источйство (7) для сжигания, й узел (8), высокотемрабочий элемент (10), 4 -5-ф б -+7-ф 8-+9.Изобретение относится к взрывозащищенному рудничному электрооборудованию и может найти применение в угольнойпромышленности и других отраслях, имеющих окружающую среду с содержаниемопасных взрывчатых газов,Известные способы и средства взрывоэащиты основаны на применении схемных.и конструктивных мер, исключающих условия для передачи взрыва в окружающуюсреду. Вместе с тем, внутри оболочек электрооборудования условия для взрыва имеются, и он может произойти. А посколькулюбой взрыв является нежелательным какввиду выхода иэ строя электроаппаратуры,размещенной внутри оболочки, так и вероятности передачи взрыва в окружающуюсреду, то необходимо принимать меры по,контролю содержания опасных компонен. тов и опережающему автоматическому отключению электрической энергии.Известен способ взрывозащиты силовых электроустановок, согласно которому контролируют концентрациювзрывоопасной среды внутри защитныхоболочек электрооборудования, отключаютэлектрооборудование при превышении концентрации взрывоопасной среды заданнойвеличины, причем отключают с выдержкой.времени, в течение которой вводят нейтрализатор взрывоопасной среды,Устройство, реализующее известныйспособ, содержит датчики контроля концентрации взрывоопасной среды, установленные во взрывоопасных зонах внутризащитных оболочек и воздействующие накоммутационные элементы защитного аппарата. Внутрь электрооборудования помещен нейтрализатор взрывоопасной среды,выпускной клапан которого соединен с выходом дифференциального блока, входы которого соединены с датчиками контроляконцентрации взрывоопасной среды внутри и вне оболочки электрооборудования, аэащитньчй аппарат подключен. к выходудифференциального блока через блок задержки, С целью обеспечения надежностивзрьвозащиты, в цепь управления защитнргоаппарата введен логический элемент, входкоторого присоединен к органу задержки,датчикам контроля и датчикам наличия нейтрализатора, а выход соединен с защитнымаппаратом. Дифференциальный блок и логический элемент питаются от источникапитания,Известным способу и устройству присущи следующие недостатки, При использовании способа не исключается накоплениевнутри оболочки взрывоопасной среды, чтоможет привести к любым нежелательнымаварийным и опасным последствиям, поскольку нейтрализуют среду.не по мере накопления опасных компонентов, а при определенном их содержании и с последую 5 щей задержкой на отключение. Реализация способа связана с, введением в изделие нейтрализатора, содержащегося в баллонах под избыточным давлением, что приводит кдополнительной опасности в процессе экс 10 плуатации ввиду возможности взрыва баллонов или случайного истечения нейтрализатора, Низка надежность техническойреализации способа, так как при его использовании предусмотрено взаимоэависимоефункционирование электрических, пневматических и,газовых систем, включая наличиеразличных видов защит и блокировок, Электрооборудование имеет сложную конструк 203035 4050 цию, вследствие размещения внутри.оболочек емкостей для нейтрализатора, выпускного клапана и дифференциального блока. Ввиду того, что каждое изделие снабжается дополнительным устройством длясодержания нейтрализатора, увеличиваются, в целом, его габариты, усложняется об- служивание, требуется определенный уровень квалификации обслуживающегоперсонала,Целью изобретения является повышение безопасности.Поставлен на я цель достигается тем, что при способе вэрывозащиты электрооборудования, включающем контроль концентрации метана во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования, сравнение ее с заданной концентрацией и при превышении концентрацией заданной величины нейтрализацию взрывоопасной среды и отключение электрооборудования, нейтрализацию осуществляют в две стадии, на первой стадии задают концентрацию метана ниже порога горения и нейтрализацию взрывоопасной среды до и после включения электрооборудования осуществляют термокаталитическим методом, а на второй стадии задают концентрацию метана выше порога устойчивого горения и при превышении ее текущей концентрации метана нейтрализацию осуществляют путем сжигания.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого для реализации способа устройства,Устройство содержит расположенные внутри оболочки 1 контактор 2, датчик 3контроля концентрации опасных компонентов, электронный блок 4 с исполнительным элементом 5, источник 6 питания, устройство 7 для сжигания, состоящее из термокаталитического 8 и высокотемпературного 9 узлов с рабочими, элементами 10, выполненными в виде спирали, Кроме того, в узле 8 на спираль нанесен катализатор 11,Способ осуществляют следующим образом.Внутри оболочки электрооборудования, независимо от того, включено оно или отключено, постоянно контролируют содержание опасных компонентов, например метанаДо и после подачи напряжения на электрооборудование осуществляют сжигание опасных компонентов, в том числе образовавшихся внутри оболочки в результате разложения изоляции, красок, лаков и т,д в присутствии катализатора, В случаенакопления опасных компонентов, например метана, до 1,6% (порог устойчивого горения Метана) производят его интенсивное сжигание с помощью высокотемпературного нагрева.Устройство работает следующим образом.При отсутствии заданной концентрации, например метана, в оболочке 1 и окружающей среде контактор 2 включает электрооборудование и подает напряжение потребителю. Блок 6 постоянно запитан от сетевого или автономного источника (не показан); что позволяет надежно функциони. ровать устройству, Аналогично подключено питание к датчикам 3 контроля концентрации опасных компонентов, Поэтому блок 4 и устройство 7 находятея непрерывно в работе. При появлении опасных компонентов их нейтрализацию осуществляют в две стадии, Вначале (на первой стадии) нейтрализуют опасные компоненты йосредством термокаталитического узла 8 устройства 7. Этот процесс ведут непрерь 1 вно как до включвния, так и при включенном состоя, нии электрообрудования, На первой стадии осуществляют нейтрализацию опасных компонентов среды по мере их появления, т.е, при концентрации ниже порога горения, При накоплении опасных комп.онентов внутри защитной оболочки 1 с концентрацией, близкой к устойчивому их горению, например для метана 1,6%, срабатывает датчик 3 и через электронный блок 4 и его исполнительный элемент 5 включают высокотемпературный узел 9 для интенсивного сжигания опасных компонентов, реализуя тем самым вторую стадию, Отсутствие опасных компонентов в оболочке фиксируют датчиком 3, который при уменьшении концентрации ниже порога горения воздейст- вует на блок 4 и отключает узел 9, На второй стадии производят полную нейтрализацию опасных компонентов среды.В том случае, когда в оболочке 1 происходит интенсивное нарастание опасной10 15 30 35 поненты 40 50 20 25 концентрации, например метана, который не может быть нейтрализован устройством 7, датчик 3 передает сигнал на блок 4, Последний подает импульс (показано стрелкой от блока 4) на отключение выключателя, посредством которого подается питание на данное электрооборудование.Блок 4 воспринимает сигнал от датчика 3, усиливает его.и сравнивает с двумя поро-. гами: нижним и верхним, Нижний порог соответствует минимальной концентрации, при которой начинается устойчивое горение опасных компонентов, Верхний дорог - предельно допустимая (еще не взрывоопасная) концентрация опасных компонентов во взрывоопасной среде, например концентрация метана 2,0%,Устройство 7 представляет собой, например, изоляционное основание с навитой на нем спиралью из нихромовой проволоки. Спираль узла 8 покрыта катализатором, например, платино-палладиевым, Взрывозащита осчшествляется с помощью двойной сетки (144 ячейки на 1 см 2 и с помощью пакетной защиты,Сжигатель может быть выполнен в виде электроразрядных инициаторов окисления, представляющих собой два электрода, закрепленных на расстоянии 2 - 3 мм друг от друга, к которым подается питание повыщенного напряжения через катушку индуктивности. Указанный зазор обеспечивает образование электрического разряда, посредством которого сжигают опасные комНадежность устройства, реализующего способ, обеспечивается самоконтролем исправности всех его функциональных узлов. В случае повреждения. любого узла происходит отключение или, наоборот, блокируется его включение. Надежность датчика 3 обеспечивается дублированием, а блока 4 - резервированием ответственных функциональных элементов,Формула изобретения Способ взрывозащиты электрооборудования, включающий контроль концентрации метана во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования,сравнение.ее с заданной концентрацией и при превышенииконцентрацией заданной величины осуществляют нейтрализацию взрывоопасной среды и отключение электрооборудования, отл ича ю щи йс я тем,что, с целью повышения безопасности, нейтрализацию осуществляют в две стадии, на первой стадии задают концентрацию метана ниже порога горения и нейтрализацию взрывоопасной среды до и после включения электрооборудования осуществляют термо1745972 Составитель И,НазэркинаТехред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор Н.Тупица Заказ 2375 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 каталитическим методом, а на второй стадии задают концентрацию метана выше порога устойчивого горения и при превышении ее текущей концентрацией метананейтрализацию осуществляют путем сжигания.