SU1129383A1 - Способ испытаний электрических цепей на искробезопасность - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ, включающий коммутацию электрических цепей и определение воспламен ющей способности коммутационного разр да дл  контрольной взрывоопасной среды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  искробезопасных параметров, определ ют воспламен ющую способность коммутационного разр да путем введени  синхронно и синфазно с энергией испытуемой цепи дополнительной энергии . (Л с

Description

Изобретение относитс  к средствам испытани  на искробеэопасность элект рических цепей, работающих во взрывоопасной производственной атмосфере и может использоватьс  как при оценке искробезопасносги во взрывных камерах, так и с помощью устройств бескамерной оценки. Известны способы бескамерной оцен ки электрических цепей на искробезопасность , основанные на сравнении измеренной или расчетной энергии разр да оцениваемой цепи с минимальной энергией воспламенени  контрольной взрывоопасной смеси, в которой работает электрооборудование lj и 2 Недостатком известных способов  вл етс  их низка  точность, так как определение допустимого по (ЛЗ) коэф фициента искробезопасности осуществл етс  без учета особенностей оцени ваемой цепи. Использование имеющихс  исходных данных по минимальной энергии разр да на границе воспламенени  занижает допустимую искрьбезопасную мощность. Сравнение результатов оцен ки искробезопасности дл  одних и тех же цепей по данным способам и во взрывных камерах дает расхождение показателей на величину до 100%. Известен также способ испытаний электрических цепей на искробезопасность во взрывных камерах, основанный на коммутации цепи специальным искрообразующим устройством, помещенным во взрывоопасную смесь, воспламен емость которой в 1,5 раза выше по сравнению с контрольной смесью, В которой должно работать электрооборудование (ЛЗ). В этом случае переход от воспламен ющих параметров цепи к искробезопасным осуществл етс  за счёт использовани  более легковоспламен емой взрывоопасной смеси. I Однако известный способ характери зуетс  тем, что при переходе к смеси с другой воспламен емостью измен етс  врем  формировани  минимального  дра пламени взрывоопасной и, следовательно, оптимальна  скорость расхождени  контактов, что не учитываетс  при данном способе.Кроме того зависимостьВремени формировани  минимального  дра пламени от концентрации , а следовательно, и воспламен емости смеси  вл етс  нелинейной. Это приводит к непосто нству коэффициента искробезопасности не только дл  цепей с различными параметрами , но и дл  разных представительных смесей. Особенно сильно искажаютс  исттштани  в цеп х с искусственным сокращением длительности разр да. Таким образом, недостатком известного способа  вл етс  низка  достоверность оценки, так как электрическа  цепь оцениваетс  на искробезопасность в совершенно другой взрывоопасной смеси по сравнению с той, в которой она будет эксплуатироватьс . Известен способ испытаний электрических цепей на искробезопасность, включающий коммутацию электрических цепей и определение воспламен ющей способности коммутационного разр да дл  контрольной взрывоопасной среды (ЛЗ) З. Однако данный способ испытаний электрических цепей на искробезопасность дает объективные результаты только дл  цепей с линейными параметрами . В цеп х с нелинейными элементами увеличение тока цепи или напр жени  равнозначно переходу к испы тани м цепи, котора  по своим пара метрам , определ ющим выделение энер гии в разр д, может существенно отличатьс  от исходной (например, цепи с нелинейными индуктивными элементами , нелинейными шунтами и др.). Кроме того, не всегда возможно увеличение тока или напр жени  в цепи из-за ограничений, накладываемых элементами схемы, т.е. способ имеет существенные ограничени  области применени , кроме того, отличаетс  недостаточной точностью оценки, так как испытывают одну электрическую цепь, а рекомендуют к эксплуатации другую. Цель изобретени  - повышение точности определени  искробезопасных параметров. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу испытани  элейтрических цепей на искробезопасность, включающему коммутацию электрических цепей и определение воспламен ющей способности коммутационного разр да л  контрольной взрывоопасной среды, определение воспламен ющей способное-, ти- коммутационного разр да произво т путем введени  синхронно и синазно с энергией испытуемой цепи дополнительной энергии. Сущность оценки при коммутаций испытуемых цепей во взрывной камере по предложенному способу заключаетс в следующем. Оцениваемое на искробезопасность электрооборудование разбивают на ис пытуемые электрические цепи. Взрывную камеру заполн ют контрольной взрывоопасной смесью, в которой будет эксплуатироватьс  электрооборудование . Испытуемую электрическую цепь подключают к искрообразующему устройству взрывной камеры, к которому параллельно испытуемой цепи подключают эталонный источник допол нительной энергии. Регулиру  параметры эталонного источника и коммутиру  электрическу цепь, обеспечивают веро тность воспламенени  не более 10 или энер гию в разр де не более, чем энерги  воспламенени . По .подтученным параме рам эталонного источника дополнител ной энергии.определ ют коэффициент йскробезопасности дл  испытуемой электрической цепи. Аналогичньм образом провод тс  испытани  остальных цепей. Электрооборудование признаетс  искробезопа ным, если коэффициент искробезопасности (Км ) всех испытуемых электри ческих цепей не ниже 1,5. При использовании в качестве эта лонного источника дополнительной энергии электрической цепи, идентич ной испытуемой, параметры в этой це пи не мен ютс . При веро тности вос пламенени  не более 10 или энергии в разр де, не превышающей воспламен ющей энергии контрольной сне . си, испытуема  цепь признаетс   скробезопасной с коэффициентом искро безопасностл не ниже 1,5. Более точно коэффициент йскробезопасности -может быть определен на границе воспламенени  контрольной взрывоопасной смеси с веро тностью 10 K.j 1 + Jc-ток в эталонной цепи; -суммарньй воспламен ющий ток испытуемой и эталонной цепей. При использовании в качестве эта лонного источника дополнительной .энергии омической цепи с источником ЭДС предварительно измер ют максимальное напр жение разр да испытуемой цепи и по величине этого напр жени  устанавливают ЭДС эталонного источника, а ток - равный току испытуемой цепи. Дальнейшие испытани  провод т по описанной методике. Сущность оценки при коммутации испытуемой цепи с применением бескамерных устройств по предложенному способу заключаетс  в следующем. Определ ют энергию воспламенени  с веро тностью взрывоопасной . смеси, в которой должна работать испытуема  электрическа  цепь, и к устройству бескамерной оценки параллельно подключают испытуемую цепь и эталонный источнлк дополнительной энергии. В процессе коммутации дозируют подачу в разр д дополнительной энергии путем регулировани  параметров цепи эталонного источника и производ т измерение энергии разр да. При достижении энергии разр да значений энергии воспламенени  по полученным параметрам эталонного источника дополнительной энергии определ ют коэффициент йскробезопасности. 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 це- пи с помощью бескамерной установки с подключением омической цепи; на фиг. 4 - графики зависимости Р f(Ic) дл  примеров 1 и 2. Пример 1. Испытанию на искрсбезопасность в метано-воздушной смеси подлежит электрическа  цепь, включающа  источник посто нного тока 1, катушку индуктивности 2 и магазин сопротивлений 3. В качестве эталонного источника дополнительной энергии прин та электрическа  цепь, идентична  испытуемой. Обе цепи па- . раллельно подключаютс  к коммутирующему устройству взрывной камеры 4. Взрывна  камера заполн етс  контрольной взрывоопасной смесью, содержащей (8,3+0,3% метана и 91,7+0,3% возду- а . В качестве коммутирующего устойства взрывной камеры используетс  скрообразующий механизм. Воспламе ющий ток определ етс  по изложеной методике (ЛЗ). Дл  расчета веротности воспламенени  в каждой экспе-

риментальной точке необходимо получить по 16-20 воспламенений смеси. Веро тность воспламенени  определ етс  по формуле

Р..

где та - количество воспламенений

смеси;

п - общее количество произведенных искрений.

При посто нном напр жении с помощью магазинов сопротивлений 3 одповременно на одинаковую величину в обеих цеп х измен ют ток 3 и осуществл ют коммутацию. При величине тока на коммутирующем устройстве 5j 160 мА веро тность воспламенени  Р , при Jc 120 мА Р 4,8- 10, при и 80 мА Р 6,5-10По полученным трем экспериментальным точкам в пр моугольной системе координат с равным логарифмическим масштабом строитс  зависимость Р (3л)

Пр ма  лини  I зависимости продолжаетс  до пересечени  с осью абсцисс при веро тности Р 10. Ток, соответствующий точке пересечени , равен 50, мА. Таким образом, в испытуемой цепи искробезопасный ток равен 25 мА. Испытани  данной электрической цепи по известной методике определили воспламен ющий и искробезопасный токи равными соответственно 39 и 26 мА. Следовательно, оцениваема  цепь искробезопасна с коэффициентом не менее 1,3.

Пример 2. На искробезопасность в метано-воздушной смеси необходимо испытать электрическую схему (фиг. 2), состо щую из источника посто нного тока, ограничительного сопротивлени  5 и катушки индуктивности 2, зашунтированной сопротивлейием 8. .

Ток, протекающий в цепи, составл ет 60 мА. Перед испытани ми определ етс  напр жение Up на разр де с помощью осциллографа; Затем параллельно испытуемой цепи к искрообразующему механизму взрывной камеры 4 родключют эталонную омическую цепь с ЭДС источника , равной максимальному значению напр жени  на разр де испытуемой цепи (Up - 130 В) . Эталонна  омическа  цеп содержит источник посто нного тока и резистор 3.

Методика проведени  испытаний существенно не отличаетс  от приведенной в примере 1: измен етс  ток только в омической цепи (д,ц. ) с помощь резистора 3. При суммарном токе 3j; 220; 260 h 180 мА получена веро тность воспламенени  соответственно Р 1,6-10- ; 3,2-10-2 и 7-10-3. при построении графика II определено, что веро тности Р 10 соответствует ток 120 мА. Получаем искробезопасный ток испытуемой цепи равным 60 мА. Воспламен ющий и искробезопасный токи испытуемой цели по известной методике получены равными соответственно 80 и 601 мА. Следователно , оцениваема  цепь  вл етс  искробезопасной с коэффициентом 1,5.

Пример 3. Требуетс  провести предварительную .оценку электроизмерительным методом искробезопасности омической цепи (фиг. 3), содержащей источник питани  посто нного тока 1 и сопротивление 5. Напр жением на выходе источника питани  30 В протекающий в цепи ток составл ет 0,2 А. Испытуемую цепь подключают к устройству дл  бескамерной оценки электрических цепей на искробезопасность и определ ют напр жение разр да. Затем параллельно- оцениваемой цепи подключают к устройству 7.эталонную омическую цепь с ЭДС источника, равной 30 В. Устанавлива  ток в эталонной цепи ЗГд.ц , определ ют такое его-значение , при котором суммарна  от двух цепей энерги  в разр де равна воспламен ющей энергии (Ав).

Установлено, что при суммарном токе tJc 0,82 А достигаетс  значение воспламен ющей энергии (Ав 0,2м,Цж) Искробезопасный ток оцениваемой цепи получен равным 0,41 А. Следовательно , оцениваема  цепь при токе 0,2 А  вл етс  искробезопасной с коэффициентом не менее 1,5. I

Дл  определени  максимально допустимой искробезопасной мощности в примерах показана оценка искробезопасных параметров р да цепей с определением границы их воспламенени . При контрольнЁ1х испытани х на искробезопасность электрических цепей не требуетс  находить границу воспламенени . Достаточно провести оценку и:скробёзопасности с подключением к испытуемой цепи такого эталонного источника дополнительной энергии,

в качестве которого может использоватьс  цепь, идентична  испытуемой или омическа  цепь с ЭДС источника, равной максимальному напр жению в разр де и током, равным току испытуемой цепи. Веро тность воспламенени  или энерги  в разр де не должны превышать граничных значений. При этом коэффициент искробезопасности обеспечиваетс  равным или больше 1,5.

Таким образом, оценка на искробеэопасность электрооборудовани  по предлагаемому способу характеризуетс  большой точностью за счет того.

что при испытани х не искажаетс  как испытуема  электрическа  цепь, так и взрывоопасна  смесь, в которой данное электрооборудование будет эксплуатироватьс  и испытьшатьс .

По сравнению с базовым объектом предлагаемый способ за счет повышени  точности оценки позвол ет повысить на 12-30% допустимую искробезопасную мощность электрооборудовани , примен емого во взрывоопасной атмосфере , расширить его функциональные возможности и повысить безопасность эксплуатации.

(.2

Claims (1)

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ, включающий коммутацию электрических цепей и определение воспламеняющей способности коммутационного разряда для контрольной взрывоопасной среды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения искробезопасных параметров, определяют воспламеняющую способность коммутационного разряда путем введения синхронно и синфазно с энергией испытуемой цепи дополнительной энергии.

   Фиг.1 /

   КЗ зз х зо