Способ испытаний на искробезопасность химических источников тока

 

Изобретение относится к способам испытаний на искробезопасность химических источников тока взрывозащищенного электрооборудования, используемого в шахтах, опасных по газу или пыли, и во взрывоопасных помещениях предприятий химической, нефтяной, газовой и других отраслей промышленности. Техническим результатом является повышение точности и сокращение времени проведения испытаний. Способ включает коммутацию химических источников тока с ЭДС, меньшей минимального напряжения зажигания дуги, во взрывной камере и определение вероятности воспламенения взрывчатой испытательной смеси. К химическому источнику тока подключают добавочное сопротивление с установленной индуктивностью, замыкают созданную электрическую цепь и определяют осциллограмму напряжения на добавочном сопротивлении, и по ней устанавливают максимальный ток короткого замыкания и индуктивность химического источника тока. Определяют магнитную энергию химического источника тока, выбирают химический источник тока с тем же значением ЭДС и большей емкостью, определяют его индуктивность, затем к нему подключают эталонное омическое сопротивление и индуктивность, исходя из обеспечения равенства магнитных энергий в обоих химических источниках тока и тока химического источника большой емкости, не превышающего 2,0 А, затем подключают образованную электрическую цепь химического источника большой емкости к искрообразующему механизму 1-го типа взрывной камеры, заполненной активизированной взрывчатой смесью, коммутируют цепь во взрывной камере и определяют вероятность воспламенения взрывчатой смеси. 2 ил.

Изобретение относится к способам испытаний на искробезопасность химических источников тока с ЭДС, меньших минимального напряжения зажигания дуги, и может быть использовано в шахтах, опасных по газу или пыли, и во взрывоопасных помещениях предприятий химической, газовой и нефтяной промышленности.

Известен способ испытаний на искробезопасность химических источников тока, основанный на коммутации электрической цепи искрообразующим механизмом 1-го типа (МЭК) во взрывной камере, заполненной испытательной взрывчатой смесью, и определении вероятности воспламенения [1,2].

Недостатком данного способа является возможность испытывать на искробезопасность химические источники тока, токи короткого замыкания которых не превышают 2,0 А, что определяется областью применения искрообразующего механизма 1-го типа, предложенного Международным Электротехническим Комитетом (МЭК), в соответствии с действующими стандартами [1,2].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ оценки искробезопасности электрических цепей, основанный на коммутации электрической цепи искрообразующим механизмом III-го типа с разрывом проволоки во взрывной камере, заполненной испытательной взрывчатой смесью, и определении вероятности воспламенения [1].

Недостатком данного способа является невозможность поддерживать постоянство тока перед каждым размыканием цепи из-за разрядки химического источника тока (для обеспечения 16000 искрений необходимо будет столько раз его заряжать). Кроме этого, подключение химического источника тока к цепи взрывной камеры может на порядок и более увеличить общую индуктивность цепи, что существенно снижает точность оценки (индуктивность цепи взрывной камеры составляет 3 мкГн [1,2], а индуктивность химического источника тока - порядка 0,01 мкГн).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и сокращение времени проведения испытаний за счет перехода к коммутируемым параметрам цепи, при которых: - не происходит существенного снижения тока химического источника при испытаниях, - имеется возможность использовать при испытаниях искрообразующий механизм 1-го типа, - параметры электрической цепи взрывной камеры не оказывают влияния на результаты испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего коммутацию химического источника тока с ЭДС, меньшей минимального напряжения зажигания дуги, во взрывной камере и определении вероятности воспламенения взрывчатой смеси, последовательно к химическому источнику тока подключают добавочное сопротивление Rд с установленной индуктивностью Lд, замыкают созданную электрическую цепь и определяют осциллограмму напряжения на добавочном сопротивлении, и по ней устанавливают максимальный ток короткого замыкания Iи1 и индуктивность Lи1 химического источника тока и определяют его магнитную энергию 0,5 Lи1xIи12, выбирают химический источник тока с той же ЭДС и большей емкостью, определяют для него индуктивность Lи2, затем к нему подключают эталонное омическое сопротивление э и индуктивность Lэ, обеспечивающие равенство магнитных энергий в обоих химических источниках тока при выполнении условия 0,5Lи1xIи1 2 = 0,5(Lи2+Lэ)Iи2 2, где Iи22,0 A, затем подключают данную электрическую цепь к искрообразующему механизму 1-го типа взрывной камеры, заполненной активизированной взрывчатой смесью, коммутируют цепь во взрывной камере и определяют вероятность воспламенения взрывчатой смеси.

На фиг.1 представлен вариант реализации данного способа, где цифрами обозначены: 1 - химический источник тока с параметрами (Е, Lи1, Iи1=Е/Rи1), который необходимо оценить на искробезопасность, 2 - добавочное сопротивление Rд с установленной собственной индуктивностью Lд, 3 - безразрядный замыкатель цепи, 4 - осциллограф, 5 - химический источник тока большой емкости с параметрами (Е, и2, Rи2), используемый для оценки на искробезопасность во взрывной камере; 6 - эталонное сопротивление Rэ с индуктивностью Lэ 7 - взрывная камера с искрообразующим механизмом 1-го типа, заполненная испытательной активизированной взрывчатой смесью.

Способ осуществляется следующим образом. К химическому источнику тока 1, который необходимо оценить на искробезопасность, с ЭДС не более 8 В (минимальное напряжение зажигания дуги для контактов из кадмия и вольфрама искрообразующего механизма 1-го типа равно 8 В. Любая цепь химического источника тока с ЭДС не более 8 В - есть цепь индуктивная, и ее необходимо оценивать по энергетическому критерию. В нашем случае воспламеняющую способность электрических разрядов, возникающих при коммутации данной цепи, определяет его магнитная энергия 0,5 Lи1xIи1 2), подключают добавочное сопротивление Rд (2) установленной индуктивностью Lд. Безразрядным замыкателем цепи (3) замыкают созданную электрическую цепь и определяют осциллограмму напряжения на добавочном сопротивлении (2) осциллографом (4). По осциллограмме определяют максимальное значение напряжения U на сопротивлении (2) и время Т роста напряжения до максимального значения. Определяют ток короткого замыкания и1= U/RдхЕ/(Е-U) и индуктивность химического источника тока Lи1= Т/3х(Е/Iи1+Rд)-Lд. Затем определяют его магнитную энергию 0,5 Lи1x Iи1 2. После измерения параметров химического источника тока (1) выбирают химический источник тока (5) с тем же ЭДС и большей емкостью, измеряют аналогично предыдущему для него индуктивность Lи2, затем к нему подключают эталонное омическое сопротивление э и индуктивность Lэ, обеспечивающие равенство магнитных энергий в обоих химических источниках тока при выполнении условия 0,5Lи1xIи1 2=0,5(Le2+Lэ)Iи2 2 и Iи22,0 A.

Затем подключают данную электрическую цепь к искрообразующему механизму 1-го типа взрывной камеры, заполненной активизированной взрывчатой смесью, коммутируют цепь во взрывной камере и определяют вероятность воспламенения взрывчатой смеси. Если вероятность воспламенения при 16000 искрений равна или меньше 10-3, то химический источник тока считается искробезопасным.

Научным базисом данного изобретения является то, что с увеличением тока и уменьшением индуктивности цепи воспламеняющая энергия электрического разряда, определяемая как магнитная энергия цепи 0,5LxI2, растет (фиг.2).

Поэтому химические источники тока с параметрами, при которых непосредственно испытать их на искробезопасность во взрывной камере невозможно, переводятся в область параметров, при которых: - можно использовать при испытаниях искрообразующий механизм 1-го типа, - параметры взрывной камеры не будут оказывать влияние на результат испытаний,
- использование химического источника тока большой емкости в процессе испытаний и проведение их при малых токах позволяет без перезарядок провести весь цикл испытаний,
- испытания по предложенному способу будут характеризоваться несколько большей жесткостью в сравнении с тем, если бы была возможность провести испытания на искробезопасность химического источника тока при параметрах Е, Lи1, Iи1=E/Rи1.

Предложенное изобретение может быть использовано при разработке и сертификации взрывозащищенного электрооборудования, включающего химические источники тока как с ограничительным сопротивлением, так и без него, для шахт, опасных по газу или пыли, и взрывоопасных помещений предприятий химической, газовой и нефтяной промышленности.

Источники информации, принятые при экспертизе
1. ГОСТ 22782.5-78. Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты "Искробезопасная электрическая цепь". Технические требования и методы испытаний. Введ. 01.01.80. Изд-во стандартов, 1979. - 69 с.

2. EN 50020, 1994. Электрические аппараты для потенциально взрывоопасных зон. Искробезопасность.


Формула изобретения

Способ испытаний на искробезопасность химических источников тока с ЭДС, меньшей минимального напряжения зажигания дуги, включающий коммутацию их во взрывной камере и определение вероятности воспламенения взрывчатой испытательной смеси, отличающийся тем, что к химическому источнику тока подключают добавочное сопротивление с установленной индуктивностью, замыкают созданную электрическую цепь и определяют осциллограмму напряжения на добавочном сопротивлении и по ней устанавливают максимальный ток короткого замыкания и индуктивность химического источника тока, определяют магнитную энергию химического источника тока, выбирают химический источник тока с тем же значением ЭДС и большей емкостью, определяют его индуктивность, затем к нему подключают эталонное омическое сопротивление и индуктивность, исходя из обеспечения равенства магнитных энергий в обоих химических источниках тока и тока химического источника большой емкости, не превышающего 2,0 А, затем подключают образованную электрическую цепь химического источника большой емкости к искрообразующему механизму 1-го типа взрывной камеры, заполненной активизированной взрывчатой смесью, коммутируют цепь во взрывной камере и определяют вероятность воспламенения взрывчатой смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обеспечения искробезопасности электрических систем, применяемых на предприятиях со взрывоопасными газовыми средами

Изобретение относится к способам и средствам обеспечения искробезопасности электрических цепей дискретных датчиков в многоканальных информационно-измерительных системах при контроле и сборе информации, поступающей с датчиков, находящихся во взрывоопасных средах предприятий горной, нефтехимической и газовой промышленности

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования при испытаниях исполнительных органов горных машин

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в аппаратуре, работающей во взрывоопасных средах на предприятиях горной, нефтехимической и газовой промышленности

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания энергоемких нагрузок, находящихся во взрывоопасных средах, например, на предприятиях горнорудной, нефтехимической и газовой промышленности и, в частности, в шахтных лавах, где система управления современным автоматизированным добычным комплексом представляет собой несколько сотен блоков контроля и управления, размещенных на расстоянии до 1 км, суммарная потребляемая мощность которых составляет несколько киловатт

Изобретение относится к устройствам для дистанционного управления взрывобезопасным электрическим аппаратом для угольных шахт, от вынесенных кнопочных пультов с защитой от потери управляемости при обрыве или замыкании жил кабельного управления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в горной промышленности, в частности в искробезопасных системах шахтной связи

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в искробезопасных системах связи, телемеханики на предприятиях угольной, нефтяной, газовой промышленности

Изобретение относится к горной, горнодобывающей, нефтегазовой промышленности, а также к коммунальному строительству и хозяйству

Изобретение относится к безопасной передаче электроэнергии от источника питания к нагрузке на предприятиях со взрывоопасной атмосферой

Изобретение относится к области обеспечения безопасных условий применения взрывозащищенного электрооборудования во взрывоопасных зонах промышленных предприятий угольной, нефтяной, газовой, химической и других отраслей промышленности

Изобретение относится к способам обеспечения искробезопасности переносных приборов, применяемых в шахтах, опасных по газу или пыли, и во взрывоопасных помещениях предприятий химической, нефтяной, газовой и других отраслей промышленности

Изобретение относится к устройствам контроля асимметрии и может быть использовано при разработке схем сигнализации и дистанционного управления, преимущественно для шахтных искробезопасных систем контроля и управления, содержащих электронный ключ и цепочку из последовательно соединенных резистора и конденсатора, подключенную к выводам искробезопасного источника переменного напряжения
Изобретение относится к способам испытаний на взрывозащищенность термокаталитических датчиков

Изобретение относится к способам испытаний на взрывозащищенность электрооборудования

Изобретение относится к области промышленной автоматики и может быть использовано в системах автоматизации взрывоопасных производственных объектов
Наверх