Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с нагретыми элементами

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для испытаний средств взрывозащиты электрооборудования, предназначенного для эксплуатации в производствах с различными взрывоопасными средами. Цель - повышение эффективности испытаний активных и индуктивных электрических цепей (ЭЦ). На разрядный промежуток подают импульсную энергию, состоящую из энергии, запасенной в ЭЦ, и энергии, зависящей от т-ры нагретого элемента (НЭ). Затем уменьшают длительность импульса. Энергию, зависящую от т-ры НЭ, подают путем увеличения тока в число (α) раз, определяемое по формуле α=I<SB POS="POST">O</SB>/I<SB POS="POST">н</SB>=0,5[1+(T<SB POS="POST">в</SB>-T<SB POS="POST">о</SB>)/(T<SB POS="POST">в</SB>-T<SB POS="POST">н</SB>)], где T<SB POS="POST">в</SB>, T<SB POS="POST">о</SB> - т-ра горения взрывоопасной смеси и т-ра окружающей среды (ОС), соответственно, град

T<SB POS="POST">н</SB> - т-ра НЭ, град

I<SB POS="POST">н</SB> - ток в ЭЦ при т-ре, равной т-ре НЭ, А

I<SB POS="POST">о</SB> - ток в ЭЦ при т-ре контактов, равной температуре ОС, А. При этом длительность импульса уменьшают, исходя из соотношения T<SB POS="POST">о</SB>/T<SB POS="POST">н</SB>=I<SB POS="POST">о</SB>/I<SB POS="POST">н</SB>, где T<SB POS="POST">о</SB> - длительность импульса при т-ре ОС

T<SB POS="POST">н</SB> - длительность импульса при т-ре НЭ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s Е 21 F 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4612045/24-03 (22) 27.10.88 (46) 15.12.90, Бюл. М 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования и Донецкий филиал

Института Гипроуглеавтоматизация" (72) А.Е,Погорельский, Н.А,Черников и М.Р.Лазебник (53) 621.911.69 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 564663, кл. Н 01 Н 2/50, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Q 1305397, кл, Е 21 F 9/00, 1987. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛ Е КТРИЧ Е СКИХ ЦЕПЕЙ С

НАГРЕТЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б, использовано для испытаний средств взрывозащиты электрооборудования, предназначенного для эксплуатации в производИзобретение относится к электротехнике, в частности к способам испытаний средств вэрывозащиты электрооборудования, и может быть использовано при испытаниях средств взрывозащиты электрооборудования для производства с различными взрывоопас- . ными средами.

Целью изобретения является повышение эффективности испытаний активных и индуктивных электрических цепей.

Поставленная цель достигается путем испытаний на искробезопасность электриче. ских цепей с нагретыми элементами, заключающихся в подаче через искрообразующий механизм в разрядный промежуток энер„„5U„„1613648 А1 ствах с различными взрывоопасными средами. Цель — повышение эффективности испытаний активных и индуктивных электрических цепей (ЭЦ). На разрядный промежуток подают импульсную энергию, .состоящую из энергии, запасенной в ЭЦ, и энергии, зависящей от т-ры нагретого элемента (НЭ). Затем уменьшают длительность импульса. Энергию, зависящую от т-ры НЭ, подают путем увеличения тока в число (а) раз, определяемое по формуле а = 4/!и=0 — 5 (1+(Тв-Tp/Tí — Тн)), где Тв, Tp — т-ра горения взрывоопасной смеси и т-ра окружающей среды (ОС) соответственно, град:

Т, — т-ра НЭ, град; 1, — ток в ЭЦ при т-ре, равной т-ре НЭ, А; 1о — ток в ЭЦ при т-ре контактов, равной т-ре ОС, А. При этом длительность импульса уменьшают исходя из соотношения tp/тн = Ip/1,, где tp — длительность импульса при т-ре ОС; tH — длительность импульса при т-ре НЭ. гии, запасенной в электрической цепи, и энергии, обусловленной повышенной температурой нагретого элемента, измерении естественной длительности коммутационного разряда при токе в цепи. соответствующем температуре нагретого элемента, сокращении длительности электрических разрядов, а энергию, обусловленную температурой нагретого элемента, подают путем увеличения тока испытуемой цепи, причем время существования коммутационного разряда искусственно ограничивают до естественной длительности при токе в цепи, соответствующем температуре нагретого элемента.

1613648 о/1н = tp/тн = Q имеем

2а-1 (Е

А = Iotp г 6 2 тн (— +

G (2) 25

5 К+1 (К+1 1н(1+Тв То () = СрвP в V (Тв I p) Bp

Е - Ie

Ан= нтн — +

6 21н (3) 35

= Срвpв 3 (Iв То) ан

Соотношения, связывающие токи и температуры контактов, для обоих случаев искрообразования при температуре контактов, равной температуре окружающей среды, и температуре, повышенной до on ределен ного значения, определяются следующим образом.

Энергетический баланс дугового разряда для случая коммутации индуктивной электрической цепи искрообразующим механизмом при температуре контактов, равной температуре окружающей среды, описывается выражением

Ao = СрвP в V (Te Tp) Bo (") С учетом того, что при постоянных ЭДС источника питания и индуктивности цепи естественная длительность электрического разряда прямо пропорциональна размыкающему току, т.е, Аналогичен баланс энергии дугового разряда для случая коммутации индуктивной цепи искрообразующим механизмом при повышенной температуре контактов, равной температуре нагретого элемента: где А — энергия, выделяющаяся в электрическом разряде за время его существования, Дж;

3 — ток в электрической цепи. А;

Š— ЭДС источника питания, В; . . — индуктивность цепи, Гн;

t, — длительность электрического разряда, с; а — коэффициент, учитывающий потери энер ии в окружающее пространство;

Срв удельная массовая теплоемкость продуктов горения взрывоопасной смеси при постоянном давлении и температуре горения Тв, Дж/град; в — плотность поодуктов горения при температуре Тв, г/мм;

V — критический обьам смеси, разогреваемый энергией разряда до температуры з.

;e, WM «e — температура горения смеси, С; . — температура контактов искрообразую. его механизма.

B выражениях 1 — 3 индексом "О" обозначены параметры, относящиеся к температуре контактов, равной температуре окружающей среды, а индексом "Н" — пара5 метры, относящиеся к повышенной температуре контактов, равной температуре нагретого элемента, Из соотношения (2) и (3) при ao = aH (тако как длительность разряда, соответствую10 щего А,, искусственно сокращается до tH), получаем

К= — =2а — 1 — в о (4)

Ан Тв Тн

Таким образом, для реализации испытаний при температуре окружающей среды необходимо рабочий ток цепи, соответствующий температуре контактов

20 искрообразующего механизма, равной температуре нагретого элемента, увеличить в число раз, определяемое из выражения (4), как а естественную длительность разряда

ПРИ ТОКЕ Ip COKPBTVitb С 10 ДО тн. СООтНО30 шение (5) сохраняется как для чисто активной цепи (= О), так и для чисто

LI !ЕЙ индуктивной цепи

2 6

))—

Техническое решение реализуется в следующей последовательности.

Измеряют естественную длительность электрических разрядов при токах, соответ40 ствующих температуре Т,; определяют коэффициент увеличения тока в цепи в соответствии с соотношением (5); увеличивают ток электрической цепи до Ip, искусственно сокращают длительность

45 электрического разряда в цепях с увеличенным током до н.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед испытаниями термометром измеряют температуру окружающей среды

То. Затем испытуемую цепь подключают к источнику питания и оптическим пирометром измеряют температуру Тн нагреваемого тела при максимально возможном

ЭДС источника напряжения. После этого последовательно в цепь включают искрообразующий механизм и осциллографом определяют естественную длительность коммутационного разряда (to). По формуле (4) определяют величину К и рассчиты1613648 а= —, =0,5 1+

Составитель Л. Виноградов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О, Кравцова

Редактор Н. Горват

Заказ 3875 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

К+1 вают 4= 4

2 . Уменьшая сопротивление в цепи, устанавливают в ней ток, равный

10, включают искрообразующий механизм и, уменьшая длительность электрических разрядов, обеспечивают отсечку тока через промежуток времени, равный tH. Затем проводят испытания на искробезопасность, Реализация предлагаемого способа дает возможность проводить испытания на искробезопасность активных и индуктивных электрических цепей, содержащих нагретые элементы, при комнатной температуре.

Формула изобретения

Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с нагретыми элементами, заключающийся в подаче на разрядный промежуток импульсной энергии, состоящей из энергии, запасенной в электрической цепи, и энергии, зависящей от температуры нагретого элемента, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний активных и ин-. дуктивных электрических цепей, измеряют длительность импульса на разрядном промежутке при токе в цепи, соответствующем нагретому элементу, затем уменьшают длительность импульса, а энергию, зависящую от температуры нагретого элемента, подают путем увеличения тока в число раэ, опреде5 ляемое формулой

10 где Io — ток в электрической цепи при температуре окружающей среды;

1 — ток в электрической цепи при температуре, равной температуре нагретого элемента;

15 Т> — температура горения взрывоопасной смеси;

Т, — температура окружающей среды;

T, — температура нагретого проводника. причем длительность импульса уменьшают

20 исходя из соотношения

То lo тн 1н где Ь вЂ” длительность импульса при температуре окружающей среды, tH — длительность импульса при температуре нагретого элемента.