Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с индуктивной нагрузкой10iизобретение относится к угольной, химической нефтегазовой промышленностям и предназначено для определения искробезопасности систем,содержащих индуктивные элементы, в частности для определе1шя искробезопасности систем автоматизации угледобывающих комплексов.известен способ оценки искробезопасности, основанный на сравнении воспламеняющей способности злектрическик раз1.ждов, возникающих при коммутации резистивных и индуктивных цепей с шунтами в более легковое-; пламененной т'азовой среде по сравне- jj нию с рабочей [l ].недостатком этого способа является то, что он не может быть использован дпя оценки искробезопасности ни- jq дуктивностей с полупроводниковыми шунтами, так как такие цепи более искроопасны, чем резистивш^ю с той же потр ебл яемой мощно с г ью.известен также способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с индуктивной нагрузкой, основанный на коммутации цепи во взрывной камере при значении тока,увеличенного по сравнению с номинальным в число раз, равное коэффициенту запаса.в известием способе во взрывной камере коммутируют испытуемую цепь при ее номинальном напряжении и определяют значение воспламеняющего тока. далее определяют индуктивность по характеристикам искробезопасности для индуктивных цепей при номинальном напряжении и воспламенякицем токе. используя значение полученной индуктивности для увеличенного на коэффициент запаса напряжения цепи по упомянутым характеристикам устанавливают искробезопасное значение тока.. при, увеличенном на коэффициент запаса напряясении снова коммутируют цепь во взрывной камере. затем подбирают

 

Союз Советckkx

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ 826()Ы

ИЗОБРЕТЕНИЯ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)За" вле"о 20. 12. 76 (21) 2436109/29-03 (51)М. Кл. з с присоединением заявки И—

Е 21 F 9/00

Гооудерстевяяый комитет (23) Приоритет до делам вааоретевий н атярытий

Опубликовано 30.04.81 Бюллетень щ )6 (53) УЛК 621. 3,064 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 04, 8 (72) Авторы изобретения

Э, Г. Коган, В. Ф, Лахманов, С. В. Мамченко, П. Ф. Ковалев, Л. А. Гаврильченко и Л. И. Гаврильченко брьЩ Ц ЩЯЩфЩфии езопаснр щ,работ

-®Ядств Ф ИГ М

1осударственный Макеевский ордена Окт научно-исследовательский институт по в горной промышленности и Донецкое на объе инение " втоматго маш" (7 I ) Заявители

Шнп > %д (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ HA ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИНДУКТИВНОЙ

НАГРУЗКОЙ

Изобретение относится к угольной, химической нефтегазовой промышленностям и предназначено для определения искробезопасности систем,содержащих индуктивные элементы в частЭ

5 ности для определения искробезопасности систем автоматизации угледобывающих комплексов.

Известен способ оценки искробезопасности, основанный на сравнении воспламеняющей способности электрических разрядов, возникающих при коммутации резистивных и индуктивных цепей с шунтами в более легковоспламененной газовой среде по сравнению с рабочей (1 1.

Недостатком этого способа является то, что оН не может быть использован для оценки искробезопасности индуктивностей с полупроводниковыми шунтами, так как r,ÿêèå цепи более искроопасны, чем резистивные с той же потребляемой мощностью.

Известен также способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с индуктивной нагрузкой, основанный на коммутации цепи во взрывной камере при значении тока,увеличенного по сравнению с номинальным в число раз, равное коэффициенту запаса.

В известном способе во взрывной камере коммутируют испытуемую цепь при ее номинальном напряжении и определяют значение воспламеняющего тока. Далее определяют индуктивность по характеристикам искробезопасности для индуктивных цепей при номинальном напряжении и воспламеняющем токе.

Используя значение полученной индуктивности для увеличенного на коэффициент запаса напряжения цепи по упомянутым характеристикам устанавливают искробезопасное значение тока. При. увеличенном на коэффициент запаса напряжении снова коммутируют цепь во взрывной камере. Затем подбирают

826025 4 суммой ЭДС источника и напряжения на нагрузке, которое ограничивается искрогасящим шунтом, та при дальнейшем расхождении контактов напряженность поля уменьшается и разряд прекращается. Так, при котором разряд прекращается, определяется за— висимостью

10 где Дн

1 6Я

На чертеже представлена экспериментальная зависимость длительности разряда от величины коммутируемого така, Способ осуществляется следующим образом.

Определяют длительность электрического разряда по зависимости последней от величины коммутируемого

40 тока, увеличенного в число раз, рав— нае коэффициенту запаса и сравнивают полученную длительность с постоянной времени индуктивной нагрузки.

Затем определяют вероятность воспламенения при увеличении тока и снова сравнивают значение полученной вероятности с допустимой„

Теоретическое обоснование предлагаемого способа состоит в следующем.

Электрический разряд прекращается, Ф) если напряженность поля в межконтакт— ном промежутке уменьшается до определенного значения, величина которого зависит от тока, протекающего в разряде. Поскольку расстояние между контактами в процессе размыкания увеличивается, а максимальная величина напряжения на них определяется величину емкости цепи, при которой ( вероятность воспламенения не пре=

-3 вышает 10 . В качестве допустимого принимают уменьшенное на величину коэффициента запаса воспламеняющее значение тока при номинальном папряжении цепи (2).

Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает точной оценки искробезопасности индуктивных цепей с искрогасящими шунтами. Это обусловлено тем, что двукратное увеличение напряжения невозможно без изменения внутреннего сопротивления источника, что влияет на искробезопасность испытываемой цепи и снижает достоверность испытаний.

Цель изобретения — повышение точности испытаний индуктивных цепей с искрогасящими шунтами, .постоянная времени которых не менее чем в три раза превышает длительность разряда, Поставленная цель достигается тем, что увеличение тока в цепи осуществляют путем введения в нее дополнительной индуктивной нагрузки, идентичной по характеру и параллельно подсоединенной испытуемой, коммутируюмый ток на— грузки. постоянная -времени гидративнаго элемента; — индуктивность нагрузки;

К вЂ” сопротивление нагрузки;

Π— напряжение зажигания разО ряда; — длительность разряда.

Из приведенной зависимости следует, что при индуктивности шунтируемой нагрузки выше некоторой величины, при которой C 3 3 t ток в раз9 ряде практически не изменяется в течепие всей длительности разряда, кото— рая зависит от величины коммутируе30 мого тока и напряжения питания и может быть получена практически.установ лена, что при L 50 мГ ток в разряде не изменяется.

Таким образом, подключением парал лельно испытуемой нагрузки идентичной (при выполнении условия С ъ 3t р ) обеспечивается увеличение коммутируемого тока в число раз, равное коэффициенту запаса, Наиболее энергоемкие элементы автоматики (реле, электрогидроклапаны) обладают индуктивнастью, равной сотням миллигенри и даже единицам.

Предлагаемый способ может найти широкое применение для испытания эле; трических цепей без двукратного увеличения тока через испытываемый элемент и без использования более легковоспламеняемай газовой смеси.

Оценка искробезапасности индуктивных цепей по предалагемому способу производится следующим образом.

Измеряют ток, протекающий в ин— дуктивной нагрузке в номинальном режиме. По кривой определяют длительность разряда, возникающего при удвоенном токе и номинальном напряжении. ,Если цепь имеет параметры (так и на— пряжение ), отличные от параметров, 826025 а отношение

С 5;6 10 — =и, Тр 75 1О б

S0 прйведенных на чертеже, необходимые зависимости должны быть предварительно получены путем осциллографирования коммутационных разрядов в соответствующих цепях. После этого определяют отношение постоянной времени индуктивной цепи к длительности разярда. Если постоянная времени не оговорена, то ее определяют как отношение величины индуктивности 10 к сопротивлению нагрузки. Величина индуктивности, если ее значение не приведено в паспорте или технической документации, может быть определена любым измерительным мостом. l5

Постоянная времени индуктивной цепи может быть определена также путем осциллографирования тока цепи при ее замыкании. Известно, что эта постоянная при ее включении равна 20 времени, в течение которого ток в цепи увеличивается от О до 637 его установившегося значения.

Пар аллельно испьггыв аемой нагрузке (индуктивным элементам с шунтами) подключают идентичные элементы, обеспечивающие необходимое увеличение тока через коммутирующие контакты. При этом при необходимости может быть уменьшено внутреннее сопротивление линейного или увепичен максимальный ток параметрического источника питания. Затем определяют вероятность воспламенения представительной газовой смеси при комму— тации увеличенного по сравнению с номинальным тока. Воспламенение определяют путем коммутаций во взрывоопасной среде, содержащейся во взрывной камере. При этом подсчитывается количество взрывов. Вероятность воспламенения определяется отношением числа взрывов к числу искрений. После этого сравнивают значение полученной вероятности с допустимой. Если вероятность воспламенения не превышает 10, т,е, -3 число взырвов не более 16 на 16000 искрений, цепь считается искробе— зопасной.

Пример . На испытания представлена система, содержащая источник питания и два включенных параллельно электромагнита. Напряжение источника 24 В, максимальный ток

0,5А (источник параметрический).Со— противление обмотки электромагнита

= 1200 Ом, индуктивность обмотки — 0,7 Г, искрогасящий шунт содержит диод и конденсатор емкостью

С = О,1 мкФ. Обший ток нагрузки — 0,4А. Увеличение тока путем изменения сопротивления элементов невозможно, так как оно связано с конструкцией электромагнита.

Таким образом, данная система согласно принятым ранее способам оценки искробезопасности не может быть испытана в представительной газовой смеси, а испытания в легковоспламеняемой смеси дают отрицательные результаты из-за завьппенного коэффициента запаса.

При испытаниях по кривой определя ют длительность разряда при напряжении 24В и при удвоенном по сравнению с номинальным токе J = 0,8А.

Длительность разряда равна

Т = 75. 10 с.

Постоянная времени индуктивной цепи определяется зависимостью С= — = „=5,8 <о с.

О,7 т.е. значитепьно больше трех. Затем подключают дополнительно два электромагнита, предварительно изменив максимальный ток источника до 1А (установившийся ток нагрузки в режи ме испытания)равен 0,8А) и проводят испытания цепи с током О,ЯА в метановоздушной среде (СН = 8,5 7).

Вероятность воспламенения этой цепи равна 0,3 10 так как при полученной вероятности воспламенения меньше 10 цепь считается искробезопасной.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет провести испытания в метановоздушной среде с необходимым коэффициентом запаса и за счет более точного его выполнения (по сравнению с водородновоздушной средой) увеличить мощность искробезопасной цепи.

Формула изобретения

Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с индук826025

g,25 0,5 7,0 Зр4 со

Составитель Н. Чижикова

Техред А. Ач Корректор Г, Решетник

Редактор N. Митровка

Заказ 2259/б Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )R-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тивной нагрузкой, основанный на коммутации цепи во взрывной камере при значении тока, увеличенного по сравнению с номинальным в число раз, равное коэффициенту запаса, о т и ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности испытаний индуктивных цепей с искрогасящими шунтами постоянная времени которых не менее чем в три раза превьш ает длительность разряда, увеличение тока в цепи осуществляют путем введения J3 нее дополнительной индуктивной нагрузки, идентичной по характеру и параллельно подсоединенной испытуемой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе!. Авторское свидетельство СССР

Ф 390286, кл. Е 02 F 5/00, 1970.

10 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 454356, кл. Е 02 F 5/00, 1971.