Устройство для электроизмерительной оценки искробезопасности электрических цепей

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для электроизмерительной оценки искробезопасности цепей взрывозащищенного и рудничного электрооборудования, работающего во взрывоопасных помещениях и шахтах. Цель - расширение области использования за счет обеспечения возможности испытания безындуктивных электрических цепей. Устройство содержит безразрядный прерыватель 1, состоящий из тиристора 2, транзистора 3, стабилитрона 4, разделительных резисторов 5 и 6 и диода 7, генератор 8 прямоугольных импульсов чередующихся полярности, модель 10 разрядного промежутка, состоящую из стабилитрона 11, магазина 12 конденсаторов и переключателя 13, электронный осциллограф 14, пиковый вольтметр 15 с кнопкой 16 и токовый шунт 17. Между анодом тиристора 2 прерывателя и магазином 12 конденсаторов включен ключ 9. При размыкании ключа 9 по изображению на экране осцилографа 14 можно установить, является ли испытуемая цепь 18 омической или реактивной, и определить, если реактивность носит емкостной характер, величину эквивалентной емкости цепи 18 по постоянной времени, измеренной осциллографом 14. Затем по энергии разряда определяется искробезопасность испытуемой цепи 18. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 2 F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .IlO ИЗОБР1:ГЕНИЯМ И, ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 636413 (21) 4409644/24-03 (22) 11.04.88 (46) 15.06.90. Бюл, № 22 (71) Государственный Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) А. С. Залогин, В. П. Коптиков, А. Н.,Шатило и А. Г. Коган (53) 621.316.93 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 636413, кл. Е 21 F 9/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ИСКРОБЕЗОПАС—

НОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для электроизмерительной оценки искробезопасности цепей взрывозащищенного и рудничного электрооборудования, работающего во взрывоопасных помещениях и шахтах. Цель — расширение области использования за счет обеспечения

„„SU„„1571277 А 2

2 возможности испытания безындуктивных электрических цепей. Устройство содержит безразрядный прерыватель 1, состоящий из тиристора 2, транзистора 3, стабилитрона 4, разделительных резисторов 5 и 6 и диода 7, генератор 8 прямоугольных импульсов чередующейся полярности, модель 10 разрядного промежутка, состоящую из стабилитрона 11, магазина 12 конденсаторов и переключателя 13, электронный осциллограф 14, пиковый вольтметр 15 с кнопкой 16 и токовый шунт 17. Между анодом тиристора 2 прерывателя и магазином 12 конденсаторов включен ключ 9. Прн размыкании ключа 9 по изображению на экране осциллографа 14 можно установить, является ли испытуемая цепь !8 омической или реактивной, и определить, если реактивность носит емкостной характер, величину эквивалентной емкости цепи 18 по постоянной времени, измеренной осциллографом 14. Затем по энергии разряда определяется искробезопасность испытуемой цепи !8. 4 ил.

1571277

R,(0,1 ."", - о

Изобретение относится к горной промышенности и предназначено для электроизмительной оценки искробезопасности цепей зрывозащищенного и рудничного электрооборудования, работающего во взрывоопасных помещениях и шахтах, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 636413.

Целью изобретения является расширение области использования за счет обеспечения озможности испытания безындуктивных лектрических цепей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устойства; на фиг. 2 — 4 — осциллограммы апряжения и тока при испытании различых цепей.

Устройство содержит безразрядный пре1 ыватель 1, состоящий из тиристора 2, транзистора 3, стабилитрона 4, разделительных резисторов 5 и 6, разделительного диода 7 генератора 8 прямоугольных импульсов

1ередующейся полярности, ключ 9, модель

10 разрядного промежутка, состоящую из табилитрона 11, магазина конденсаторов 12 и переключателя 13, электронный осциллограф 14, пиковый вольтметр 15 с кнопкой 16 и токовый шунт 17. На фиг. указана и испытываемая цепь 18.

Сопротивление шунта 17 определяется из соотношения аде U„— установившееся напряжение на разомкнутых зажимах испытываемой цепи;

4 — установившееся значение тока в испытываемой цепи при закороченных ее зажимах, например при замкнутом безразрядном прерывателе (фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 9 в том положении, которое изображено на фиг. 1.

В момент появления положительного (относительно эмиттера транзистора 4) импульса на выходе генератора 8 одновременно отпирается тиристор 2 и транзистор 3. Испытываемая цепь 18 оказывается закороченной на время Ti до установления в ней начального тока.

П ри этом T i)) i, (1) где Т вЂ” длительность положительного импульса генератора 8; т — постоянная времени испытываемой цепи.

При изменении полярности сигнала на выходе генератора 8 транзистор З,запирается. В результате шунтирующего действия конденсатора 12 модели 10 разрядного промежутка напряжение между анодом тиристора 2 и эмиттером транзистора 3 в первый момент относительно невелико 8 — 15 В, со5

35 противление стабилитрона 4 при таком напряжении составляет сотни кОм, и тиристор 2 переходит в непроводящий режим (для выполнения этого условия напряжение стабилизации стабилитрона 4 должно быть 15—

20 В). Дальнейший рост напряжения на разрядном промежутке приводит к тому, что основная часть этого напряжения прикладывается к тиристору 2, а на транзисторе 3 напряжение равно напряжению стабилизации стабилитрона 4.

Следовательно, транзистор 3 служит для обеспечения резкого падения тока в цепи тиристора 3 (до уровня существенно меньшего тока удержания) в начальный момент, когда напряжение на модели разрядного промежутка о носительно мало, а тиристор 2 и стабилитрон 4 — для защиты этого транзистора от напряжений, возникающих на модели 10 разрядного промежутка.

П ри появлении отрицательного (относительно эмиттера транзистора 3) импульса на выходе генератора 8 к испытываемой цепи 18 подключается модель 10 разрядного промежутка. Время подключения определяется длительностью этого импульса Т .

Величину Т> выбирают из условия

7 2=т2 (2) где т — время формирования минимального ядра пламени газовой смеси, для работы в которой предназначена испытываемая цепь.

Сопротивления 5 и 6 и диод 7 служат для разделения управляющих электродов тнристора 2 и транзистора 3.

Оценка на искробезопасность с помощью предложенного устройства осуществляется следующим образом.

Замыкают ключ 9.

Из условий (1) и (2) устанавливают величины Ti и Т, Затем переключателем 13 изменяют емкость измерительного конден-. сатора 10 до тех пор, пока будет выполнено условие:

/= Т2 (3) где / — длительность разряда испытываемой цепи при подключении к ней модели разрядного промежутка.

Практически условие (3) можно считать выполненным при уменьшении начального тока в испытываемой цепи 18 на порядок.

Строгая периодичность и повторяемость процесса обеспечивает возможность контроля величины 1 на экране осциллографа 14.

При выполнении условия (3) с осциллографа снимают показания максимального напряжения U< (фиг. 2) на модели 10 разрядного промежутка, либо кнопкой 16 подключают пиковый вольтметр 15 и снимают с него показание U< и сравнивают его с U„, где U„, — установившееся напряжение на разомкнутых зажимах испытываемой цепи.

Если окажется, что U U„, то цепь считают безындуктивной.

1571277

С(U — У„ ) 2 (4) Формула изобретения т

СВВВ—

Я (jõõ

Пос."е этого размыкают ключ 9 (фиг. 1).

Если при этом на экране осциллографа 14 будет устойчивое изображение, представленное на фиг. 3, т. е. в испытываемой цепи нет превышения тока над его установившимся значением io, цейь считают безреактивной и ее искробезопасность оценивают по характеристикам искробезопасности для простых омических цепей (ГОСТ 22782.5-78). Если на экране осциллографа 14 будет устойчивое изображение, представленное на фиг. 4, т. е. в момент замыкания безразрядного прерыват ля 1 в испытываемой цепи 18 наблюдается превышение тока над значением 4, а затем ток по экспоненциальному закону уменьшается до 4, то на экране осциллографа 14 определяют время т спада тока в цепи от ц.„, до уровня — i„„„ ãäå i„,„, — максимальE. ное значение тока в испытываемой цепи 18 в момент ее замыкания.

Затем из соотношения определяют эквивалентную емкость С,„, испытываемой цепи 18 и сравнивают величину этой емкости с искробезопасным значением, определенным по характеристикам искробезопасности для RC-цепей (ГОСТ 22782.578), при этом если измеренная емкость не превышает заданную, то цепь считают искробезопасной.

Если окажется, что Ц,) У,„(фиг. 2), то определяют величину полезной (в смысле электрическогО зажигания) энергии W„, которую может выделить испытываемая цепь с последующим сравнением этой величины с допустимой Wz при заданной вероятности воспламенения Р, т. е. искробезопасность испытываемой цепи определяется из условия:

10 где U — катодное падение напряжения на электродах моделируемого коммутирующего устройства;

С вЂ” емкость измерительного конденсатора, при которой для данной испытываемой цепи выполняетея

15 условие (3).

Использование устройства существенно повышает достоверность и снижает трудоемкость электроизмерительной оценки искробезопасности электрических цепей.

Устройство для электроизмерительной оценки искробезопасности электрических

25 цепей по авт. св. № 636413, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования за счет обеспечения возможности испытания безындуктивных электрических цепей, оно снабжено ключом, включен30 ным между анодом тиристора безразрядного прерывателя и магазином измерительных конденсаторов модели разрядного промежутка.

15712?7

1 акС

<а

Составитель Г. Нунупаров

Редактор Н. Горват Техред А. Кравчук Корректор Э. Лончакова

Заказ 1497 Тираж 374 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101