SU1745972A1

SU1745972A1 - Method for explosion protection of electrical equipment

Info

Publication number: SU1745972A1
Application number: SU904846383A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Колосюк; Виктор Павлович Коптиков; Лев Абрамович Муфель; Зиновий Маркович Иохельсон; Елена Викторовна Миц; Александр Иванович Пархоменко; Борис Львович Коринев; Александр Борисович Кац; Леонид Бенционович Резник; Абрам Евсеевич Погорельский; Михаил Валентинович Хорунжий; Николай Александрович Черников
Original assignee: Донецкое Научно-Производственное Объединение "Взрывозащищенное Электрооборудование"
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Сущность изобретени : устройство, по сн ющее способ, содержит: оболочку (1), контактор (2), датчик (3) контрол концентрации опасных компонентов, электронный блок (4), исполнительный элемент (5), источник ) питани , устройство(7) дл сжигани , термокристаллический узел (8), высокотемпературный узел (9), рабочий элемент (10), катализатор (11). 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9. 1 ил. ел СSUMMARY OF THE INVENTION: A device clarifying a method comprises: a shell (1), a contactor (2), a sensor (3) controlling the concentration of hazardous components, an electronic unit (4), an actuator (5), a power supply source, a device (7 ) for combustion, thermocrystalline unit (8), high-temperature unit (9), operating element (10), catalyst (11). 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9. 1 Il. ate with

Description

ч 1 с оh 1 s about

vj Юvj yu

К погпрейи/пелюTo Pogpreyi / Pelyu

Изобретение относитс к взрывозащи- щенному руднично.му электрооборудованию и может найти применение в угольной промышленности и других отрасл х, имеющих окружающую среду с содержанием опасных взрывчатых газов,The invention relates to explosion-proof mine electrical equipment and can be used in the coal industry and other areas having an environment containing hazardous explosive gases,

Известные способы и средства взрыво- защиты основаны на применении схемных. и конструктивных мер, исключающих услови дл передачи взрыва в окружающую среду. Вместе с тем, внутри оболочек электрооборудовани услови дл взрыва имеютс , и он может произойти. А поскольку любой взрыв вл етс нежелательным как ввиду выхода из стро электроаппаратуры, размещенной внутри оболочки так и веро тности передачи взрыва в окружающую среду, то необходимо принимать меры по контролю содержани опасных компонен- . тов и опережающему автоматическому от- ключению электрической энергии.Known methods and means of explosion protection based on the use of circuit. and constructive measures that exclude conditions for the transfer of an explosion into the environment. However, inside the enclosures of electrical equipment, there are conditions for an explosion, and it can occur. And since any explosion is undesirable both in view of the breakdown of electrical equipment placed inside the shell and the likelihood of an explosion being transmitted to the environment, it is necessary to take measures to control the content of hazardous components. Combustion and advanced automatic shutdown of electric energy.

Известен способ взрывозащиты силовых электроустановок, согласно которому контролируют концентрацию взрывоопасной среды внутри защитных оболочек электрооборудовани , отключают электрооборудование при превышении концентрации взрывоопасной среды заданной величины, причем отключают с выдержкой времени, в течение которой ввод т нейтра- лизатор взрывоопасной среды.The known method of explosion protection of power electrical installations, according to which the concentration of an explosive environment inside the protective sheaths of electrical equipment is controlled, electrical equipment is disconnected when the concentration of an explosive environment of a given magnitude is exceeded, and is switched off with a time delay during which the neutralizer of the explosive environment is introduced.

Устройство, реализующее известный способ, содержит датчики контрол концентрации взрывоопасной среды, установленные во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек и воздействующие на коммутационные элементы защитного аппарата . Внутрь электрооборудовани помещен нейтрализатор взрывоопасной среды, выпускной клапан которого соединен с вы- ходом дифференциального блока, входы которого соединены с датчиками контрол концентрации взрывоопасной среды внутри и вне оболочки электрооборудовани , а защитный аппарат подключен к выходу дифференциального блока через блок задержки . С целью обеспечени надежности взрывозащиты, в цепь управлени защитного аппарата введен логический элемент, вход которого присоединен к органу задержки, датчикам контрол и датчикам наличи нейтрализатора , а выход соединен с защитным аппаратом. Дифференциальный блок и логический элемент питаютс от источника питани . A device that implements the known method contains sensors for monitoring the concentration of an explosive environment installed in hazardous areas inside protective shells and acting on the switching elements of the protective apparatus. Inside the electrical equipment there is an explosive atmosphere neutralizer, the exhaust valve of which is connected to the output of the differential unit, the inputs of which are connected to sensors controlling the concentration of the explosive environment inside and outside the electrical equipment shell, and the protective device is connected to the output of the differential unit through the delay unit. In order to ensure the reliability of explosion protection, a logic element is introduced into the control circuit of the protective apparatus, the input of which is connected to the delay organ, control sensors and sensors of the presence of a neutralizer, and the output is connected to the protective apparatus. The differential unit and the logic element are powered by a power source.

Известным способу и устройству присущи следующие недостатки. При использовании способа не исключаетс накопление внутри оболочки взрывоопасной среды, что может привести к любым нежелательнымThe known method and device has the following disadvantages. When using the method, accumulation of an explosive atmosphere inside the shell is not excluded, which can lead to any undesirable

аварийным и опасным последстви м, поскольку нейтрализуют среду не по мере накоплени опасных компонентов, а при определенном их содержании и с Последующей задержкой на отключение. Реализаци способа св зана с. введением в изделие нейтрализатора , содержащегос в баллонах под избыточным давлением, что приводит к дополнительной опасности в процессе эксплуатации ввиду возможности взрыва баллонов или случайного истечени нейтрализатора , Низка надежность технической реализации способа, так как при его использовании предусмотрено взаимозависимое функционирование электрических, пневматических и,газовых систем, включа наличие различных видов защит и блокировок. Электрооборудование имеет сложную конструкцию , вследствие размещени внутри оболочек емкостей дл нейтрализатора, вы- пускного клапана и дифференциального блока. Ввиду того, что каждое изделие снабжаетс дополнительным устройством дл содержани нейтрализатора, увеличиваютс , в целом, его габариты, усложн етс об- служивание, требуетс определенный уровень квалификации обслуживающего- персонала,emergency and dangerous consequences, since they neutralize the environment not with the accumulation of hazardous components, but with a certain content of them and with a Subsequent delay on shutdown. The implementation of the method relates to. introducing into the product a neutralizer contained in cylinders under overpressure, which leads to additional danger during operation due to the possibility of exploding cylinders or accidental expiration of the neutralizer. The reliability of the technical implementation of the method is low, since its use provides for the interdependent operation of electric, pneumatic and gas systems , including the presence of various types of protections and interlocks. Electrical equipment has a complex structure, due to the placement of shells for neutralizer, exhaust valve and differential unit inside the shells. Due to the fact that each product is supplied with an additional device for maintaining the neutralizer, its overall dimensions increase, its maintenance becomes more complicated, a certain level of qualification of the service personnel is required,

Целью изобретени вл етс повышение безопасности.The aim of the invention is to increase safety.

Поставленна цель достигаетс тем, что при способе взрывозащиты электрооборудовани , включающем контроль концентрации метана во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудовани , сравнение ее с заданной концентрацией и при превышении концентрацией заданной величины нейтрализацию взрывоопасной среды и отключение электрооборудовани , нейтрализацию осуществл ют в две стадии, на первой стадии задают концентрацию метана ниже порога горени и нейтрализацию взрывоопасной среды до и после включени электрооборудовани осуществл ют термокаталитическим методом, а на второй стадии задают концентрацию метана выше порога устойчивого горени и при превышении ее текущей концентрации метана нейтрализацию осуществл ют путем сжигани .The goal is achieved by the fact that with the method of explosion protection of electrical equipment, including monitoring the concentration of methane in hazardous areas inside the protective shells of electrical equipment, comparing it with a given concentration and when the concentration exceeds a predetermined value, neutralizing the explosive environment and turning off electrical equipment, neutralizing is carried out in two stages: stages set methane concentration below the burning threshold and neutralization of the explosive atmosphere before and after switching on the electrical equipment suschestvl dissolved catalytic bead method, and in the second step is set higher than the threshold concentration of methane and stable combustion when exceeding it the current concentration of methane neutralization is carried out by combustion.

На чертеже приведена функциональна схема предлагаемого дл реализации способа устройства.The drawing shows a functional diagram of the proposed method for implementing the device.

Устройство содержит расположенные внутри оболочки 1 контактор 2, датчик 3 контрол концентрации опасных компонентов , электронный блок 4 с исполнительным элементом 5, источник 6 питани , устройство 7 дл сжигани , состо щее 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.The device contains a contactor 2 located inside the shell 1, a hazardous component concentration sensor 3, an electronic unit 4 with an actuating element 5, a power supply 6, a combustion device 7 consisting of a thermal catalytic 8 and a high-temperature 9 nodes with operating elements 10. spirals. In addition, in the node 8 on the spiral deposited catalyst 11.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Внутри оболочки электрооборудовани , независимо от того, включено оно или отключено , посто нно контролируют содержание опасных компонентов, например метана.. До и после подачи напр жени на электрооборудование осуществл ют сжигание опасных компонентов, в том числе образовавшихс внутри оболочки в результате разложени изол ции, красок, лаков и т.д., в присутствии катализатора. В случае накоплени опасных компонентов, например метана, до 1,6% (порог устойчивого горени Метана) производ т его интенсивное сжигание с помощью высокотемпературного нагрева .Inside the electrical equipment shell, regardless of whether it is turned on or off, the content of hazardous components, such as methane, is constantly monitored. Hazardous components, including those formed inside the shell as a result of insulation decomposition, are burned before and after applying voltage to the electrical equipment paints, varnishes, etc., in the presence of a catalyst. In the case of accumulation of hazardous components, such as methane, up to 1.6% (the steady-state burning threshold of methane) produces its intense combustion using high-temperature heating.

Устройство работает следующим образ-ом .The device works as follows.

При отсутствии заданной концентрации , например метана, в оболочке 1 и окружающей среде контактор 2 включает электрооборудование и подает напр жение потребителю. Блок 6 посто нно запитан от сетевого или автономного источника (не показан ), что позвол ет надежно функционировать устройству, Аналогично подключено питание к датчикам 3 контрол концентрации опасных компонентов. Поэтому блок 4 и устройство 7 наход тс непрерывно в работе . При по влении опасных компонентов их нейтрализацию осуществл ют в две стадии . Вначале (на первой стадии) нейтрализуют опасные компоненты посредством термокаталитического узла 8 устройства 7 Этот процесс ведут непрерывно как до включени , так и при включенном состо нии электрообрудовани , На первой стадии осуществл ют нейтрализацию опасных компонентов среды по мере их по влени , т.е. при концентрации ниже порога горени . При накоплении опасных компонентов внутри защитной оболочки 1 с концентрацией , близкой к устойчивому их горению, например дл метана 1,6%, срабатывает датчик 3 и через электронный блок 4 и его исполнительный-элемент 5 включают высокотемпературный узел 9 дл интенсивного сжигани опасных компонентов, реализу тем самым вторую стадию. Отсутствие опасных компонентов в оболочке фиксируют датчиком 3, который при уменьшении концентрации ниже порога горени воздействует на блок 4 и отключает узел 9, На второй стадии производ т полную нейтрализацию опасных компонентов среды.In the absence of a given concentration, for example, methane, in shell 1 and the environment, contactor 2 turns on electrical equipment and supplies voltage to the consumer. Unit 6 is continuously powered from a mains or autonomous source (not shown), which allows the device to function reliably. Similarly, power is connected to sensors 3 to monitor the concentration of hazardous components. Therefore, the block 4 and the device 7 are continuously in operation. When hazardous components appear, they are neutralized in two stages. Initially (at the first stage) the hazardous components are neutralized by means of the thermocatalytic unit 8 of the device 7. This process is carried out continuously both before switching on and when the electrical equipment is turned on. At the first stage, the dangerous components of the environment are neutralized as they appear. at a concentration below the burning threshold. When hazardous components accumulate inside the containment 1 with a concentration close to their steady burning, for example, for methane 1.6%, sensor 3 is triggered and through the electronic unit 4 and its executive element 5 includes a high-temperature unit 9 for intensive burning of hazardous components, realizing thereby the second stage. The absence of hazardous components in the shell is fixed by sensor 3, which, when the concentration decreases below the burning threshold, acts on block 4 and turns off node 9. In the second stage, the neutral components of the medium are completely neutralized.

В том случае, когда в оболочке 1 происходит интенсивное нарастание опаснойIn the case when in shell 1 there is an intensive increase of dangerous

концентрации, например метана, который не может быть нейтрализован устройством 7, датчик 3 передает сигнал на блок 4. Последний подает импульс (показано стрелкойconcentration, for example methane, which cannot be neutralized by device 7, sensor 3 transmits a signal to block 4. The latter gives a pulse (indicated by an arrow

от блока 4) на отключение выключател , посредством которого подаетс питание на данное электрооборудование.from block 4) to turn off the switch, through which power is supplied to this electrical equipment.

Блок 4 воспринимает сигнал от датчика 3, усиливает его и сравнивает с двум поро0 гами: нижним и верхним. Нижний порог соответствует минимальной концентрации, при которой начинаетс устойчивое горение опасных компонентов, Верхний порог - предельно допустима (еще не взрывоопасна )Unit 4 receives the signal from sensor 3, amplifies it and compares it with two thresholds: lower and upper. The lower threshold corresponds to the minimum concentration at which steady burning of hazardous components begins, the upper threshold is the maximum allowable (not yet explosive)

5 концентраци опасных компонентов во взрывоопасной среде, например концентраци метана 2,0%.5 concentration of hazardous components in an explosive environment, for example, methane concentration of 2.0%.

Устройство 7 представл ет собой, например , изол ционное основание с навитойDevice 7 is, for example, an insulating base with wound

0 на нем спиралью из нихромовой проволоки. Спираль узла 8 покрыта катализатором, например , платино-палладиевым. Взрывоза- щита осуществл етс с помощью двойной сетки (144 чейки на 1 см2) и с помощью0 on it with a spiral of nichrome wire. Spiral node 8 is coated with a catalyst, for example, platinum-palladium. The explosion-shield is carried out using a double mesh (144 cells per 1 cm2) and

5 пакетной защиты5 packet protection

Сжигатель может быть выполнен в виде электроразр дных инициаторов окислени , представл ющих собой два электрода, закрепленных на рассто нии 2-3 мм друг отThe burner can be made in the form of electric discharge oxidation initiators, which are two electrodes fixed at a distance of 2-3 mm from each other.

0 друга, к которым подаетс питание повышенного напр жени через катушку индуктивности . Указанный зазор обеспечивает образование электрического разр да, посредством которого сжигают опасные ком5 поненты.0 other, to which power is supplied to the overvoltage through the inductor. This gap ensures the formation of an electric discharge, by means of which hazardous components are burned.

Надежность устройства, реализующего способ, обеспечиваетс самоконтролем исправности всех его функциональных узлов. В случае повреждени любого узла происхо0 дит отключение или, наоборот, блокируетс его включение. Надежность датчика 3 обеспечиваетс дублированием, а блока 4 - резервированием ответственных функциональных элементов.The reliability of the device that implements the method is ensured by the self-monitoring of the health of all its functional units. In the event of damage to any node, it is disconnected or, on the contrary, its inclusion is blocked. The reliability of sensor 3 is ensured by duplication, and block 4 by redundancy of critical functional elements.

Claims

5 claims

The method of explosion protection of electrical equipment, including monitoring the concentration of methane in hazardous areas inside the protective sheaths of electrical equipment,

0 comparing it with a given concentration and when exceeding a concentration of a given value, neutralizes an explosive environment and turns off electrical equipment, characterized in that

5 that, in order to increase safety, neutralization is carried out in two stages; in the first stage, methane concentration is set below the burning threshold and neutralization of an explosive atmosphere before and after switching on the electrical equipment is carried out; 717459728

by the catalytic method, and at the second increase by its current concentration of methane of the stage, the concentration of methane is determined by neutralization carried out by burning the threshold of steady burning and during the period.