Устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры

103520 разомкнутый и замкнутый контакты со"ответственно первого и третьего ре"ле, вторая лампа - через последовательно соединенные разомкнутые контакты соответственно первого и третьего реле, третья лампа - через последовательно соединенные разомкнутые контакты второго и третьего реле, обмотка которого подключена к ка. 1Изобретение относится к горнойавтоматике и может быть использованопри испытании на искробезопасностьшахтной электроаппаратуры.Известно устройство для испытанияна искробезопасность шахтной электроаппаратуры, состоящее из взрывнойкамеры с искрообразующим механизмом,Камера содержит два источника питания, искрообразующий механизм, электродвигатель переменного тока, тумблердля включения электродвигателя и счетчик числа оборотов, Перед началом ис"пытания камера наполняется газом. Наконтакты искрообразующего механизмаподают напряжение и производят контрольный вызов. После этого на контактискрообразующего механизма заводятиспытуемую схему. Во время испытанияискрообразующий механизм должен про"извести 1 б 000 размыканий, При этомне должно произойти ни одного взрыва.Если взрыв происходит, снижают величины .напряжения и тока и производят повторный цикл. Если производят испытания системы, содержащей динамическиеискрозащитные элементы (линейный искрозащитный элемент), то в этом случаеискробезопасность испытуемой системыопределяется работоспособностью искро.защитных элементов 1.30Недостатком этого устройства являетсл то, что взрывная камера не контролирует работоспособность линейногоискрозащитнаго элемента в динамике ипоэтому не может достоверно установить 35причину возникающего взрыва,Известно также устройство для испытания на искробезопасность шахтнойэлектроаппаратуры, содержащее триисточника питания, искрообразующий 40механизм, электродвигатель переменнотодам динисторов и через разомкнутыеконтакты трех реле подключена к первому выходу третьего источника питания, который через тумблер и замкну"тые контакты первого и второго реле подключен к электродвигателю, а вто"рой дополнительный тумблер включен между коллектором и эмиттером транзистора линейного искрогасящего элемента. 2го тока, тумблер для включения электродвигателя, счетчик числа оборотов двигателя, линейный искрогасящий элемент испытуемой шахтной электроаппаратуры, тумблер для включения этой аппаратуры, контактный элемент счета оборотов вала двигателя, резистор для открывания линейного искрогасящего элемента и взрывную камеру, в кото, ром счетчик числа оборотов электродвигателя подключен к первому источнику питания через контактный элемент на валу электродвигателя, второй источник питания подключен положительным полюсом к линейному искроЭгасящему элементу, который подключен к камере, а искрообразующий механизм и электродвигатель расположены в полости взрывной камеры, заполненной взрывоопасным газом, резистор для открывания линейногоискрогасящего элемента одним концом подлкючен через тумблер для включения электроаппаратуры ко второму источнику питания, другим концом - к базе транзистора линейного искрогасящего элемента. Устройство содержит лампы индикации, Кроме того, устройство содержит переменную индуктивность. Устройство позволяет измерить величину тока или напряжения в испытуемой цепи и определить время включения динамическихэлементов искрозащиты путем включения в цепь управления динамическогоэлемента переменной индуктивности 23,Недостатком этого устройства является то, что оно не в состоянии проверить работоспособность линейных искрозащитных элементов, так как оно не контролирует их работу. Поэтомупри испытании на искробезопасностьлинейный искрозащитный элемент может3 10352 находиться в таком состоянии, например в состоянии обрыва, что будет показывать ложную информацию об искробезопасности аппаратуры, так как через него не будет протекать ток и на контактах искрообразующего механизма не будет искрения.Цель изобретения " диагностирование работы линейного искрогасящего элемента при испытании на искробезопасность шахтной электроаппаратуры.Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры, содержащее искрообраэующий механизм, электродвигатель переменно-. го тока, тумблер для включения элект" родвигателя, счетчик числа оборотов электродвигателя, линейный искрогасящий элемент испытуемой шахтной элект 20роаппаратуры, тумблер для включения этой аппаратуры, контактный элемент счета оборотов вала двигателя, резистор для открывания линейного искрогасящего элемента и взрывную камеру, при этом счетчик числа оборотов элект25 родвигателя подключен к первому источнику питания через контактный элемент на валу электродвигателя, второй источник питания подключен положительным полюсом к линейному искрогасящему элементу, который подключен к камере, искрогасящий механизм и электродвигатель расположены в полости взрывной камеры, заполненной взры. воопасным газом, резистор для откры- З 5 вания линейного искрогасящего элемента одним концом подключен через тумблер для включения электроаппаратуры к второму источнику питания, а другим концом - к базе транзистора 40 линейного искрогасящего,элемента, снаб. жено дополнительным источником питания, оптроном, тремя реле, двумя динисторами, диодом, тремя индикаторными лампами, выпрямительным мостом, 45 двумя дополнительными тумблерами и двумя кС-цепями, причем анод светодиода оптрона соединен с коллектором транзистора линейного искрогасящего элемента через контакты искрообраэу 50 ющего механизма, катод светодиода оптрона подключен через тумблер к положительному полюсу второго источника питания, к выпрямительному мосту подключена цепь из последовательно соединенных первого дополнительного тум" блера, резистора, фотодиода, оптрона и конденсатора первой РС-цепи, парал лельно Фотодиоду оптрона подключена 40 ацепь из последовательно соединенных второй ВС-цепи, диода и первого динистора, параллельно конденсатору второй кС-цепи подключены последовательно соединенные второй динистор и первое реле, второе реле через первый динистор подключено к конденсатору второй РС-цепи, замкнутые контакты первого и второго реле включены последовательно между третьим источ" ником питания и выпрямительным мос" том, три индикаторные лампы подклю" цены параллельно к дополнительному источнику питания через контакты реле, при этом первая лампа - через по" следовательно соединенные Разомкнутый и замкнутый контакты соответст" венно первого и третьего реле, вторая лампа - через последовательно соединенные разомкнутые контакты соответственно первого и третьего реле, третья лампа " через последовательно соединенные разомкнутые контакты второго и третьего реле, обмотка которого подключена к катодам динисторов и через разомкнутые контакты трех реле подключена к первому выходу третьего источника питания, который через тумблер и замкнутые контакты первого и второго реле подключен к электродвигателю, а второй дополнительный тумблер включен между коллектором и эмиттером транзистора линейного искрогасящего элемента.На чертеже изображено устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры.Устройство содержит три источника питания 1, 2 и 3, искрообразующюй ме. ханизм 4, электродвигатель переменного тока 5, тумблер 6 для включения электродвигателя, счетчик 7 числа оборотов двигателя, линейный искрогасящий элемент 8 испытуемой шахтной электроаппаратуры, тумблер 9 для включения этой аппаратуры, контактный элемент 10 счета числа оборотов двигателя, резигтор для открывания линейного искрогасящего элемента 11, взрыв. ную камеру 12, дополнительный источник питания 13, оптрон 14, три реле 15, 16 и 17, два динистора 18 и 19, диод 20, три индикаторные лампы 21, 22 и 23, выпрлмительный мост 24, первый дополнительный тумблер 25 и две РС-цепочки 26, 27 и 26, 28 и 29,Реле 15 имеет разомкнутые контакты 30, 31 и 32 и замкнутый контакт реле 16 - разомкнутые контакты 34 и 35 и замкнутый контакт 36, рел 173 10352разомкнутые контакты 37, 38, 39 и 40и замкнутый - 41,Позицией 42 обозначен конденсатордля сглаживания пульсаций выпрямительного моста 24, позицией 43 обозначен 5второй дополнительный тумблер иммита"ции пробоя линейного искрогасящегоэлемента. Функцию обрыва линейного1искрозащитногд элемента выполняеттумблер 9,Индикаторная лампа 21 служит дляиндикации пробоя линейного искроза"щитного элемента 8. Индикаторная лампа 22 служит для индикации обрыва линейного искрозащитного элемента 8.Индикаторная лампа 23 служит для индикации нормальной работы линейногоискрозащитного элемента 8,Узлы и элементы соединены следующим образом. Счетчик 7 числа оборо" 20тов электродвигателя 5 подключен кпервому источнику питания 1 черезконтактный элемент 10 на валу элект.родвигателя 5, второй источник питания 2 подключен положительным полюсом к линейному искрогасящему эле"менту 8. Резистор 11 одним концомподключен через тумблер 9 к источнику питания 2, другим концом - к базетранзистора линейного искрогасящего ЗОэлемента 8, Счетчик 7 числа оборотовдвигателя подключен к источнику питания 1 через контактный элемент 10.Искрообразующий механизм 4 и электродвигатель 5 располонены в полостивзрывной камеры 12, заполненной взрывоопасным газом. Катод светодиода оптрона 14 соединен с базовым резистором 11 транзистора 8 - линейного иск-рогасящего элемента, а анод светодиода этого же оптрона подключен к искрообразующему механизму 4. Положительный полюс выпрямительного моста 24соединен с отрицательным полюсом черезпервый дополнительный тумблер 25, резистор 26 первой С-цепочки, фотодиод 14 оптрона и конденсатор 27 этойже И-цепочки. Положительный полюс вьпрямительного моста 24 соединен с отрицательным также через первый дополнительныи тумблер 25, резисторы 26 и28 и конденсатор 29 второй 1 С-цепочки,причем второй резистор 28 и кондвнсатор 29 второй КС-цепочки подключенык конденсатору 27. Реле 15 и 16 черезсоответствующие динисторы 18 и 19 под-ключены параллельно конденсаторам 27и 29, соответственно первой и второйЫ-цепочек. Замкнутые контакты 33 и 36 реле 15 и 16 соединены последовательно мехду третьим источником пита"ния 3 и входом выпрямительного моста 24. Две индикаторные лампы 21 и 22подключены параллельно к дополнительному источнику питания 13 через разомкнутые контакты реле 15 и 17, приэтом вторая лампа 21 подключена черезпоследовательно соединенные контакты 30 и 37 первого реле 15 и третьегореле 17, третья лампа 22 - через последовательно соединенные контакты 34и 38 второго реле 16 и третьего реле 17, диод 20 включен между конденсатором 29 второй РС-цепочки и динистором 18, катоды этого динистора и ди.ода соединенымеду собой и подключены к реле 15. Конденсатор 42 подключен параллельно выпрямительному мосту 24.Устройство работает следующим образом.При испытании шахтной электроаппаратуры на искробезопасность взрывнуюкамеру 12 заполняют взрывоопаснымгазом по стрелке Таз", создавая имитацию взрывоопасной рудничной атмосферы в шахте, От источника питания 3через тумблер 6 и замкнутые контакты 33 и 36 реле 15 и 16 питание подают на электродвигатель 5. При первомобороте вала электродвигателя 5 происходит взаимодействие контактногоэлемента 10 и вала двигателя, В результате такого взаимодействия контактный элемент замыкается и размыкается, вследствие чего в цепи источника питания 1 возникают импульсы напряхения, фиксируемые счетчиком 7,Каждый импульс соответствует одномуобороту вала. Одновременно от источника питания 2 через тумблер 9 напряжение подают на контакты искрообразующего механизма 4, вал которогополучает вращение от вала электродвигателя. При вращении вала искрообразующего механизма происходит замыкание и размыкание его контактов,В момент начала размыкания контактов искрообразующего механизма 4 происходит пробой межразрядного промежутка и от источника питания 2 по цепи: контакты искрообразующего механизма 4 - светодиод 14 - линейныйискрогасящий элемент 8 - тумблер 9протекает разрядный ток, который вызывает включение светодиода 14, открывая Фотодиод 14 и производя зарядконденсатора 27, При достижении пробойного напряжения динистора 18 вклю"чается реле 15.При замыкании контактов искрогасящего механизма 4 для предотвращения возникновения в разрядном промежутке тока короткого замыкания источника питания 2 испытуемой системы,который может вызвать нагрев контактов и привести к воспламенению взрыво"опасного газа, линейный искрогася" 10ций элемент 8 должен закрыться, пре"кратив подачу тока на контакты искро"образующего механизма 4. Светодиод 4гаснет, вызывая закрывание Фотодиода 14, а конденсатор 29 заряжается 15по второй С-цепочке (резисторы 26и 28, конденсатор 29). При достиже,нии напряения на конденсаторе 29,равного напряжению пробоя динистора 19, происходит включение реле 16. 20При нормальной работе линейного искрогасящего элемента 8 происходит поочередное открывание и закрываниесветодиода 14, а следовательно, и поочередный заряд конденсаторов 27 и 2529. Величина напряжения на них растет одинаково, разность потенциаловмежду обкладками равна нулю, реле 17не включается и его контакты не изменяют своего состояния, Так как по- ЗОстоянная времени первой ВС-цепочкивыбрана меньшей, чем постоянная вре"пени второй С-цепочки (В к 1 (й .+ 1) С, то реле 15 включтся раньше и замыкает свои нормально разомк"нутые контакты 30, 31 и 32 и размыкает свой нормально замкнутый контакт 33.В результате этого останавливаетсяэлектродвигатель 5, останавливаетсяискрообразующий механизм 4, размыкается контактный элемент 10, останавливается счетчик 7, который Фиксируетчисло производных коммутаций, и заго"рается лампа 23, индуцирующая нормальную работу линейного искрогасяще"го элемента 8. Диагностирование неисправности линейного искрогасящегоэлемента производится следующим образом,Пробой линейного искрогасящегоэлемента 8. В этом случае при замыкании контактов искрообразующего ме"ханизма 4 через .светодиод 14 протекает ток, В момент расхождения контактов через них также протекает разрядный ток, поэтому Фотодиод 14 открыт постоянно и замыкает собой цепьмежду положительным и отрицательнымполюсом выпрямительного моста 24 через тумблер 25, резистор 26, Фотодиод 14 и конденсатор 27. Последний,зарядившись, пробивает динистор 18 и включает реле 15. Одновременно про" исходит включение реле 17 по цепи: положительная обкладка заряженного конденсатора 27 - незаряженный кон" денсатор 29 - отрицательная обклад" ка конденсатора 27. В результате нормально разомкнутые контакты 30, 31 и 32 реле 15. замыкаются, нормально замкнутый контакт 33 размыкается, а также нормально разомкнутые контак. ты 37, 38, 39, 40 реле 17 замыкаются, а нормально замкнутый контакт 41 раз. мыкается.В результате срабатывания указан"ных контактов останавливается элект"родвигатель 5 и загорается лампа 21, индуцирующая пробой линейного искрогасящего элемента 8. При остановкедвигателя размыкается койтактый эле"мент 10, останавливается счетчик 7 и искрообразуюций механизм 4. Счетчикфиксирует число оборотов, произведенных электродвигателем до начала пробоя линейного искрогасящего элемента, или число коммутаций искрообразующего механизма. Замкнувшиеся контакты 32 и 39 сохраняют включенное состояние реле 15 по цепи: источник питаний 3контакты 32 и 39 - динистор 18 - реле 15 - диод моста 24 - тумблер 6- источник питания 3, а также включен" ное состояние реле 17 по цепи: источник питания 3 - контакты 32 и 39, ре"ле 17 - конденсатор 29 - диод моста 24 - тумблер 6 - источник пита" ния 3. При заряде конденсатора 29 током реле 17 происходит отключение реле 17, размыкание контакта 39 иотключение реле 15, которое, в своюочередь, замыкает свой нормально закрытый контакт 33 в цепи питанияэлектродвигателя. Размыкаются нормально разомкнутые контакты 30 и 37 в цепи питания лампы 21. Схема при" ходит снова в рабочее состояние,При обрыве линейного искрогасящего элемента 8 светодиод 14 находит" ся в обесточенном состоянии фото- диод оптрона 14 - в запертом состоянии. Начинается заряд второй С-цепочки по цепи: источник питания 3 - замкнутые контакты 33 и 36 - выпрямитель.ньй мост 24 - замкнутый тумблер 25, резисторы 26 и 28, конденсатор 29,диод моста 24, тумблер 6, источникпитания 3. Конденсатор 29, зарядив 1035240 1 Ошись, пробьет динистор 19 и включитреле 16. Одновременйо происходит включение реле 17 по цепи: положительная обкладка заряженного конденсатора 29реле 17, незаряженный конденсатОр 27 -5 отрицательная обкладка конденсато"ра 29. В результате нормально разомкнутые контакты 34, 35 реле 16 замыкаются, нормально замкнутый контакт 36 размыкается, а нормально разомкну Отые контакты 37, 38, 39, 40 реле 17замыкаются, а нормально замкнутый контакт 41 размыкается, В результате сра" батывания указанных контактов оста - навливается электродвигатель 5 и за гораетсл лампа 22, индуцирующая обрыв линейного искрогасящего элемента 8. При остановке электродвигателя размы кается контактный элемент 10, останавливается счетчик 7 и искрообразу ющий механизм 4, Счетчик фиксируетчисло оборотов, произведенных электродвигателем до начала обрыва линейного искрозащитного элемента, иличисло коммутаций искрообразующего механизма. Замкнувшиеся контакты 35 и40 сохраняют включенное состояние реле 16 по цепи: источник питания 3контакты 35 и 40 - динистор 19 - реле 16 - диод моста 24 - тумблер 6источник питания 3, а также включенное состояние реле 17 по цепи: источник питания 3 - контакты 35, 40 реле 17 - конденсатор 27 - диод моста 24 " тумблер б - источник питания 3. При заряде конденсатора 27,то 35ком реле 17 происходит отключение реле 16, размыкание контакта 40 и отключение реле 16, которое, в свою очередь, замыкает свой нормально за 40крытый контакт 36 в цепи питанияэлектродвигателя, а также размыкаютсянормально разомкнутые контакты в цепи питания лампы 22. Схема приходитснова в рабочее состояние.Описанные виды неисправностей ли 45нейного искрогасящего элемента иммитируются тумблерами 9 и 43. Перед испытанием на искробезопасность шахтной электроаппаратуры необходимо произвести иммитацию пробоя линейного искро50гасящего элемента, замкнув тумблер 43Убедившись в правильности работы системы, необходимо разомкнуть тумблер 43 и произвести иммитацию обрывалинейного искрозащитного элемента,разомкнув тумблер 9Убедившись в правильности работы системы, необходимотумблер 9 замкнуть, а тумблер 43 разомкнуть, в этом положении тумблеров 9и 43 проводятся испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры.Устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры реализуется на следующей элементной базе: оптрон фотодиодный АОЛ 101 А,транзистор ГТ 806 А, динисторы КН 101 А,реле РС 4,535.694 Л, счетчик числа оборотов двигателя ( числа коммутаций)СИ, конденсаторы К 50-3, лампы накаливания коммутаторные КМ 24-0,1-1,выключатели - ТП, искрообразующиймеханизм по черт. 1 ГОСТ 227.88,5-78,электродвигатель с редуктором ЭД 220-0,3-1200-80, источник питания 1,3и 13 с выходным напряжением Е8,источник питания 2-Е, резисторыИ 21 Т,5,Предлагаемое устройство имеет следующие технические преимущества передбазовым ОЬьектом: осуществляет постоянный контроль работы линейныхискрогасящих элементов в системе, вы.дает на индикацию характер повреждения линейного искрогасящего элементапробой, обрыв), фиксирует количествопроизведенных коммутаций до выхода изстроя линейного искрогасящего элемента, дает возможность определить вероятность выхода из строя различных типов линейных искрогасящих элементов.Устранение причины повреждения линейного искрогасящего элемента (подбор рабочего режима или замена искрогасящего элемента на более мощный) дает возможность разработчику довестииспытания на искробезопасность испытуемой системы до положительного результата и исключить дорогостоящиеповторные испытания. Экономическая эф.фективность предлагаемого устройствапо сравнению с базовым объектом рассчитывается из исключения повторныхиспытаний на искробезопасность системшахтной электроаппаратуры.одписно ета С рытий наб.д 4/ктна Пр тель А, Онищен .Гай СоставиТехред И дуТираж 1 ИГосударственного комиелам изобретений и отосква Ж-Я Рашская