Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей

Союз СоветскихСоциапистическихРесяубпии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУпв делам нзобретеннй н етермтнй(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Изобретение относится к угольной, химической, нефтегазовой и дру. гим отраслям промьппленности, где производится эксплуатация электрооборудования в потенциально-взрывоопасных средах, и предназначен для испытания электрических цепей на искробезопасность. Известен способ испытаний на искротР безопасность электрических цепей, заключающийся в том, что электрические цепи коммутируют контактами в атмосфере взрывчатой смеси. Согласно этому способу подсчитывается количество13 коммутаций при испытаниях в каждом режиме, которое должно быть не менее 16000, и количество взрывов, и определяется вероятность воспламенения, которая считается равной отношению числа взрывов к числу искрений. Цепь считается искробезопасной, если получаемая при этом вероятность воспламенения не превышает О , т.е. если средняя частота взрывов меньше или равна один взрыв на 000 искрений 1,Недостаток этого способа заключается в том, что точность оценки искробезопасности неудовлетворительна.Это объясняется тем, что скорость движения контактов в процессе испытаний изменяется от одной серии коммутаций к другой в результате усталостиых явлений в контактах и различной настройки. Известно, что скорость оказывает существенное влияние на величину искровой энергии.Поскольку в этом способе при оценке искробезонасности изменение скорости движения контактов не производится, то повторяемость результатов, а следовательно и точность оценки неудовлетворительна. Наиболее близкий к предлагаемому способ испытаний на искробезопасность электрических цепей во взрывных камерах основан на коммутации цепи в ат 866233, 4мосфере взрывчатой смеси путем регулирования скорости коммутации.При более медленном размыканииконтактов длительность выделения энергии больше времени формирования ядрапламени, Энергия, выделившаяся послевремени формирования ядра пламени,ие оказывает влияния на воспламенение,так как минимальное ядро пламени теми характеризуется, что само способновоспламенить всю газовую смесь безвнешнего притока энергии. Поэтомунри размыкании индуктивной цепи (беэшунта), где энергия, выделившаяся вразряде, практически равна энергиииндуктивного элемента, взрывоопаснаясмесь воспламеняется с тем меньшейвероятностью, чем больше длительностьразряда по сравнению с временем формирования минимального ядра пламени,т.е. чем меньше скорость размыканияконтактов. Однако из этого не следует,что длительность разряда должна бытьравна времени формирования ядра пламени, так как, если продолжать увеличивать скорость размыкания, то длительность разряда уменьшается, а энергия в разряде при этом практически неизменяется, Так как скорость движения контактов увеличивается, то за30время Формирования ядра пламени расстояние между контактами также увеличивается.Увеличение расстояния между контактами приводит к снижению их охлаждающего действия, а следовательно куменьшению величины энергии, воспламеняющей газовую смесь.Таким образом при коммутации индуктивных цепей воспламеняющий токбудет тем меньше, чем больше скорость 40движения контактов и чем меньше длительностьразряда, причем длительность разряда может быть значительноменьше времени формирования минимального ядра пламени 21,4Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает достаточную точность оценки искробезопасности, так как нри размыкании индуктивной цепи со скоростью, при которой длительность разряда становитсяменьше времени формирования ядра пламени, точность оценки возрастает. Другой недостаток, этого способа - ограничеиная сбласть его применения. Он уне может быть применен для испытаниябезреактивных цепей, а также индук;ивных цепей с искрогасящими шунтами. В отличие от размыкания индуктивныхцепей без шунтов величина энергии, выделяемой в разряде при коммутации безреактивных и индуктивных цепей с искрогасящими шунтами, где токи обычнопревышают минимальные токи горениядуги, существенно зависит от скоростидвижения контактов. При размыканииактивной цепи со скоростью, близкойк нулю, длительность разряда, а следовательно и выделяемая в разрядеэнергия, стремится к бесконечности.Воспламенение газовой смеси при такихусловиях происходит в том случае,если скорость выделения энергии вразряде настолько превышает скоростьпоглощения энергии в контактах, чтоприрост энергии позволяет нагретьобъем минимального ядра пламени дотемпературы воспламенения, Длительность такого разряда при этом никакне связана с временем Формированияядра пламени.Увеличение скорости движения контактов в этом случае приводит одновременно к уменьшению длительностиразряда и величины выделяемой в разряде энергии, а также к уменьшениюпотерь энергии в контакты. Воспламенение газовой смеси происходит в томслучае, если уменьшение потерь в кон"такты скомпенсирует уменьшение выделе.ния энергии в разряде настолько,что,как и в предыдущем случае, энергия,выделившаяся в газовую. смесь, способна нагреть минимальный объем до температуры воспламенения. При этом возможен случай, когда время выделенияоэнергии в разряде, равное времени формирования ядра пламенем наименее опас"ное. Аналогичные явления могут иметьместо и при размыкании индуктивнойцепи с искрогасящими шунтами.Таким образом известный способне позволяет обеспечить точность оценки искробезопасности, так как не реализует наиболее опасные условия коммутации, особенно при коммутации безреактивных и .индуктивных цепей с искрогасящими шунтами,Цель изобретения - повышение точ"ности оценки искробезопасности какпростых, так и сложных электрическихцепей путем реализации наиболее опасных условий коммутации.Поставленная цель достигается тем,что измеряют величины энергии, необхо"димой для воспламенения газовой смеси, и энергии, выделяемой электричес"кой цепью, определяют разность между измеренными величинами энергий и регулирующей скорость коммутации по максимальному значению этой разности.Сущность способа заключается в 5 том, что длительность разряда не фиксируется, а может, в зависимости от параметров цепи и искрообразующего механизма быть меньше, равной или больше времени формирования минималь О ного ядра пламени. Поэтому основным параметром заявляемого способа является ие длительность разряда, а скорость коммутации контактов.Иа чертеже приведены зависимости 15 энергии, выделяемой в разряде при коммутации цепи с различными параметрами (соответственно кривые 1, 2 и 3), и зависимость энергии, воспламеняющей газовую смесь от скорости для искрообразующего механизма с заданными материалами и формой контактов (кривая 4).Чем больше величина коммутируемой мощности (при равных значениях напряжения или тока), тем при одинаковой скорости движения контактов в разряде выделяется больше энергии. С уменьшением скорости увеличивается выделяемая в разряде энергия. При увеличении скорости до определенного значения энергия в разряде может вообще не выделиться. Таким образом, зависимости выделяемой энергии асимнтотически приближаются к оси энергии35 и пересекают при критических скорос 9 и итях Ч 1, Ч, Ч ось скоростей. Расположение их друг над другом определяется величиной коммутируемой мощности.40Зависимость воспламеняющей энергии от скорости движения контактов (кривая 4) с уменьшением скорости также асимптотически приближается к оси энергий, что объясняется охлаждающим действием контактов, а с увеличением45 скорости - к минимальной энергии воспламенения, где охлаждающее действие контактов практически не оказывает влияния на воспламенение.50 Если коммутируемая мощность невелика (кривая 1), то зависимости выделяемой и воспламеняющей энергии не пересекаются, причем выделяемая энер 55 гия всегда меньше воспламеняющей. В таком случае воспламенения газовой смеси не произойдет. С увеличением мощности кривая 2), эти зависимости пересекутся в точках, соответствующих скоростям Ч и ЧСледовательно, если коммутация происходит со скоростью Ч 4Н с Ч, следует ожидать воспламенения газовой смеси. Чем больше ордината кривой 2 по сравнению с кривой 4, тем больше вероятность воспламенения.Максимальная величина разности ординат этих кривых находится в точке, соответствующей скорости Ч И, наконец, дальнейшее увеличение мощности приводит к расширению диапазона скоростей, при которых возможно воспламенение газовой смеси (Ч,ЧН), и изменение оптимальной скорости, При этом длительность разряда и время формирования минимального ядра пламени не связаны между собой, Так при коммутации безреактивной цепи (О = щ 24 В 1 = 0,8 А) с различной скоростью движения контактов в водородовоздушной среде (время формирования ядра пламени - порядка 20-40 мкс) воспламенение происходит при длительности разряда 200-300 мкс и не происходит при 40-50 мкс и 4000-5000 мкс,Таким образом, испытания согласно настоящему способу производятся при коммутации контактами взрывной камеры с оптимальной скоростью движения контактов. Использование этого Эспособа позволяет обеспечить лучшую повторяемость результатов и уменьшает существующий коэффициент запаса, принятый в настоящее время при испытаниях на искробезопасность, так как коммутация осуществляется в наиболее опасных условиях.Формула изобретенияСпособ испытаний на искробезопасность электрических цепей во взрывных камерах, основанный на коммутации цени в атмосфере взрывчатой смеси путем регулирования скорости коммутации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности оценки искробезопасности, измеряют величины энергии, необходимой для воспламенения газовой смеси, и энергии, выделяемой электрической цепью, определяют разность между измеренными величина" ми энергий и скорость коммутации регулируют по максимальному значению этой разности.1. Оборудование электротехническоевзрывозацищейное и рудничное,ФФв рею Составитель Р. ГладРедактор П. Оотутай Техред Т. Маточка Корректор Г. РешетПодписное Р каз 8034/55ВНИИП Тираж 466Государственного комитета ССелам изобретений и открытийМосква, Жд Раушская наб. 113035 4/ Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал 7 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе866233 8РТМ, Методы испытаний , ОАА 1660,О 3-71,2, Авторское свидетельство СССРФ 581304, кл. Е 21 1 5/00, 1973 1 про 5 тотип) .