Способ испытаний электрических цепей на искробезопасность

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Й 9) 11 А Зад Е 21 Р 9/00 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности и Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 508590, кл. Е 21 Г 5/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРУ 866233, кл. Е 21 Р 9/00, 1979.3. ГОСТ СССР Р 22782,5-78. Электрооборудование взрывозащитное с видом взрывозащиты "Искробезопаснаяэл.цепь". Технические требования иметоды испытаний. И , Изд. стандартов, 1979, с. 28.(54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ,включающий коммутацию электрическихцепей и определение воспламеняющейспособности коммутационного разрядадля контрольной взрывоопасной. среды,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности определения искробезопасных параметров, определяют воспламеняющую способностькоммутационного разряда путем введения синхронно и синфазно с энергиейиспытуемой цепи дополнительной энергии.1 1129Изобретение относится к средствам испытания на искробезопасность .электрических цепей, работающих во взрывоопасной производственной атмосфере, и может использоваться как при оценке искробезопасности во взрывных камерах, так и с помощью устройств бескамерной оценки.Известны способы бескамерной оценки электрических цепей на искробезо пасность, основанные на сравнении измеренной или расчетной энергии разряда оцениваемой цепи с минимальной энергией воспламенения контрольной взрывоопасной смеси, в которой 15 работает электрооборудование Ц и 2,Недостатком известных способов является их низкая точность, так как определение допустимого по (ЛЗ) коэффициента искробезопасности осущест вляется без учета особенностей оцениваемой цепи. Использование имеющихся исходных данных по минимальной энергии разряда на границе воспламенения занижает допустимую искробезопасную 25 мощность. Сравнение результатов оценки искробезопасности для одних и тех же цепей по данным спосОбам и во взрывных камерах дает расхождение показателей на величину до 1007Известен также способ испытаний электрических цепей на искробезопасность во взрывных камерах, основанный на коммутации цепи специальным искрообразующим устройством, помещенным во взрывоопасную смесь, воспламеняемость которой в 1,5 раза выше по сравнению с контрольной смесью, в которой должно работать электрооборудование (ЛЗ). В этом случае переход от воспламеняющих параметров цепи к искробезопасным осуществляется за счет использования более легковоспламеняемой взрыво- ч опаснои смеси.1Однако известный способ характеризуется тем, что при переходе к смеси с другой воспламеняемостью изменяется время формирования минимального ядра пламени взрывоопасной сйеси и, 50 следовательно, оптимальная скорость расхождения контактов, что не учитывается при данном способе. Кроме того, зависимость времени формирования ми-. нимального ядра пламени от концент рации, а следовательно, и воспламеняемости смеси является нелинейной. Это приводит к непостоянству коэф 383 2 фициента искробезопасности не только для цепей с различными параметрами, но и для разных представительных смесей. Особенно сильно искажаются испытания в цепях с искусственным сокращением длительности разряда. Таким образом, недостатком известного способа является низкая достоверность оценки, так как электрическая цепь оценивается на искробезопасность в совершенно другой взрывоопасной смеси по сравнению с той, в которой она будет эксплуатироваться.Известен способ испытаний электрических цепей на искробезопасность, включающий коммутацию электрических цепей и определение воспламеняющей способности коммутационного разряда для контрольной взрывоопасной среды (ЛЗ) 3.Однако данный способ испытаний электрических цепей на искробезопасность дает объективные результаты только для цепей с линейными параметрами. В цепях с нелинейными элементами увеличение тока цепи или напряжения равнозначно переходу к испытаниям цепи, которая по своим параметрам, определяющим вьщеление энергии в разряд, может существенно отличаться от исходной (например, цепи с нелинейными индуктивными элементами, нелинейными шунтами и др.). Кроме того, не всегда возможно увеличение тока или напряжения в цепи из-за ограничений, накладываемых элементами схемы, т,е, способ имеет существенные ограничения области применения, кроме того, отличается недоста"точной точностью оценки, так какиспытывают одну электрическую цепь,а рекомендуют к эксплуатации другую. Цель изобретения - повышение точности определения искробезопасных параметров. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу испытания элеКтрических цепей на искробезопасность, включающему коммутацию электрических цепей и определение воспламеняющей способности коммутационного разряда для контрольной взрывоопасной среды, определение воспламеняющей способнос-, ти Коммутационного разряда производят путем введения синхронно и синфазно с энергией испытуемой цепи дополнительной энергии.3 1129383Сущность оценки при коммутациииспытуемых цепей во взрывной камерепо предложенному способу заключаетсяв следующем.Оцениваемое на искробезопасностьэлектрооборудование разбивают на испытуемые электрические цепи. Взрывную камеру заполняют контрольнойвзрывоопасной смесью, в которой будет эксплуатироваться электрооборудование. Испытуемую электрическуюцепь подключают к искрообразующемуустройству взрывной камеры, к которому параллельно испытуемой цепиподключают эталонный источник дополнительной энергии.Регулируя параметры эталонногоисточника и коммутируя электрическуюцепь, обеспечивают вероятность воспламенения не более 10или энергию в разряде не более, чем энергиявоспламенения. По .полученным параметрам эталонного источника дополнительной энергии. определяют коэффициентискробезопасности для испытуемойэлектрической цепи,Аналогичным образом проводятсяиспытания остальных цепей. Электрооборудование признается искробезопасным, если коэффициент искробезопас- З 0ности (К 11 ) всех испытуемых электрических цепей не ниже 1,5.При использовании в качестве эталонного источника дополнительнойэнергии электрической цепи, идентич-,35ной испытуемой, параметры в этой цени не меняются. При вероятности вос.пламенения не более 10или энергии в разряде, не превышающей воспламеняющей энергии контрольной сме-.,си, испытуемая цепь признается ис"кробезопасной с коэффициентом искробезопасности не ниже 1,5.Более точно коэффициент искробеэопасности может быть определен.награнице воспламенения контрольнойвзрывоопасной смеси с вероятностью 10 40 45 У50 55 где Э - ток в эталонной цепи",Л - суммарный воспламеняющийСток испытуемой и эталонной цепей. При использовании в качестве эталонного источника дополнительной ;энергии омической цепи с источником ЭДС предварительно измеряют максимальное напряжение разряда испытуемой цепи и по величине этого напряжения устанавливают ЭДС эталонного источника, а ток - равный току испытуемой цепи. Дальнейшие испытания проводят по описанной методике.Сущность оценки при коммутации испытуемой цепи с применением бескамерных устройств по предложенному " способу заключается в следующем. Определяют энергию воспламенения с вероятностью 10взрывоопасной . смеси, в которой должна работать испытуемая электрическая цепь, и к устройству бескамерной оценки параллельно подключают испытуемую цепь и эталонный источнлк дополнительной энергии. В процессе коммутации дозируют подачу в разряд дополнительной энергии путем регулирования параметров цепи эталонного источника и производят измерение энергии разряда,При достижении энергии разряда значений энергии воспламенения по полу 25 ченным параметрам эталонного источни" ка дополнительной энергии определяют коэффициент искробезопасности.На фиг, 1 показана схема испытаний на искробезопасность электрической цепи во взрывной камере с подключением идентичной цепи; на фиг, 2 - то же, с подключением омической цепи; на фиг. 3 - схема испытаний на искробезопасность электрической цепи с помощью бескамерной установки с подключением омической цепи; на фиг, 4 - графики зависимости Р = - ГОс) для примеров 1 и 2. П р и м е р 1Испытанию на искрсбезопасность в метано-воздушной смеси подлежит электрическая цепь, включающая источник постоянного тока 1, катушку индуктивности 2 и магазин сопротивлений 3. В качестве эталонного источника дополнительной энергии принята электрическая цепь, идентичная испытуемой. Обе цепи параллельно подключаются к коммутирующему устройству взрывной камеры 4. Взрывная камера заполняется контроль" ной взрывоопасной смесью, содержащей (83+0,3 метана и 91,7+0,3 возду- - ха. В качестве коммутирующего устройства взрывной камеры используется искрообразующий механизм. Воспламеняющий ток определяется по изложенной методике (ЛЗ). Для расчета вероятности воспламенения в каждой экспе 29383риментальной точке необходимо получить по 16-20 воспламенений смеси. Вероятность воспламенения определяется по формулеЙ 5и где ш - количество воспламененийсмеси;и - общее количествопроизведенных искрений.При постоянном напряжении с помощью магазинов сопротивлений 3 од-.новременно на одинаковую величину в обеих цепях изменяют ток 1 и осуществляют коммутацию. При величине тока на коммутирующем устройстве- 160 мА вероятность воспламенения Р = 2 10 , при Э = 120 мА Р =-4,8 10, при 3 = 80 мА Р =6,510,20 По полученным трем экспериментальным точкам в прямоугольной системе координат с равным логарифмическим масштабом строится зависимость Р = ГЙ).25Прямая линия 1 зависимости продоккается до пересечения с осьюабсцисс при вероятности Р = 10 .Ток, соответствующий точке пересечения, равен 50, мА, Таким образом, в ЗО испытуемой цепи искробезонасный ток равен 25 мА. Испытания данной электрической цепи по известной методике определили воспламеняющий и искробезопасный токи равными соответствен но 39 и 26 мА. Следовательно, оцениваемая цепь искробезопасна с коэффициентом не менее 1,5,П р и м е р 2. На искробезопасность в метано-воздушной смеси необ ходимо испытать электрическую схему (фиг. 2), состоящую из источника постоянного тока, ограничительного сопротивления 5 и катушки индуктивности 2, зашунтированной сопротивлени ем 8.Ток, протекающий в цепи, составляет 60 мА. Перед испытаниями опреде-.ляется напряжение Б на разряде с помощью осциллографа; Затем параллельноиспытуемой цепи к искрообразующему механизму взрывной камеры 4 подключают эталонную омическую цепь с ЭДС источника, равной максимальному значению напряжения на разряде испытуемой цепи 55 (0 = 130 В) . Эталонная омическая цепь содержит источник постоянного тока 6 и резистор 3. Методика проведения испытаний существенно не отличается от приведенной в примере 1: изменяется ток только в омической цепи (Л ) с помощью резистора 3. При суммарйом токе 1 с=220; 260 й 180 мА получена вероятность воспламенения соответственно Р = 1,6 10-; 3,2 10-2 и 7 10 , При построении графика 11 определено, что вероятности Р = 10соответствует ток 120 мА, Получаем искробезопасный ток испытуемой цепи равным 60 мА. Воспламеняющий и искробезопасный токи испытуемой цели по известной методике получены равными соответственно 80 и 60мА. Следовательно, оцениваемая цепь является искробезопасной с коэффициентом 1,5.П р и м е р 3. Требуется провести предварительную .оценку электроизмерительным методом искробезопасности омической цепи (фиг. 3), содержащей источник питания постоянного тока 1 и сопротивление 5. Напряжением на выходе источника питания 30 В протекающий в цепи ток составляет 0,2 А. Испытуемую цепь подключают к устройству для бескамерной оценки электрических цепей на искробезопасность и определяют напряжение разряда. Затем параллельно оцениваемой цепи подключают к устройству 7.эталонную омическую цепь с ЭДС источника, равной 30 В. Устанавливая ток в эталонной цепи Зэ., определяют такое его значение, при котором суммарная от двух целей энергия в разряде равна воспламеняющей энергии (Ав).Установлено, что при суммарном токе с = 0,82 А достигается значение воспламеняющей энергии (Ав = 0,2 мДж). Искробезопасный ток оцениваемой цепи получен равным 0,41 А. Следовательно, оцениваемая цепь при токе 0,2 А является искробезопасной с коэффициентом не менее 1,5.Для определения максимально допустимой искробезопасной мощности в примерах показана оценка искробезопасных параметров ряда цепей с определением границы их воспламенения, При контрольных испытаниях на искробезопасность электрических цепей не требуется находить границу воспламенения. Достаточно провести оценку искробезопасности с подключением к испытуемой цепи такого эталонного источника дополнительной энергии,1129383 в качестве которого может использоваться цепь, идентичная испытуемой или омическая цепь с ЭДС источника, равной максимальному напряжению в разряде и током, равным току испытуемой цепи. Вероятность воспламенения нли энергия в разряде не должны превышать граничных значений, При этом коэффициент искробезопасности обеспечивается равным или больше 1,5.Таким образом, оценка на искробеэопасность электрооборудования по предлагаемому способу характеризуется большой точностью за счет того,8что при испытаниях не искажаетсякак испытуемая электрическая цепь,так и взрывоопасная смесь, в которойданное электрооборудование будет .5 эксплуатироваться и испытываться.По сравнению с базовым объектомпредлагаемый способ за счет повышения точности оценки позволяет повысить на 12-303 допустимую искробезопасную мощность электрооборудования,применяемого во взрывоопасной атмо- ./сфере, расширить его функциональйыевозможности и повысить безопасностьэксплуатации,)129383 юо д Яиг 4 Составитель И. НазаркКолесникова ТехредО,Ващишина Редакт ректор А, Зимокосов аказ 9423/27 Тирам 426ИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий35, 1 осква, 3-35, Раушская наб., д Подписи