Устройство для бескамерной оценки электрических цепей на искробезопасность

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4

/!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3801613/22-03 (22) 04.10.84 (46) 15.04.86.Бюл. И - 14 (71) Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР (72) А.Т.Ерыгин, Л.Б.Фаерштейн, Б.В.Чернов и В.П.Яковлев . (53) 621.3 11.69/72(088,8) (56) фурманов Б.И. Бескамерная оцен-ка искробезопасности электрических цепей.И.: изд-но ИГД им.А.Скочинского, 1966.

Авторское свидетельство СССР

У 547527, кл. Е 21 F 9/00, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО Д51Я БЕСКАИЕРНОЙ

ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ, содержащее измеритель длительности разряда, измеритель энергии разряда и штыри-ограничители тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оценки цепей на искробезопасиость, оно снабжено двумя ключевыми элементами, двумя операционными усилителями, двумя источниками тока, делителем напряжения, транзистором, магазином емкостей и умножителем, причем измеритель энергии разряда состоит из последовательно соединенных интегратора, аналого-цифрового преобразователя и первого цифрового индикатора, а измеритель длительности разряда состоит из компаратора, блока совпадения, счетчика, второго цифрового индикатора и генератора, выход которого подключен к первому. входу .блока совпадения, к второму входу которого подкл|очен компаратор, „„SU„„1224412 А выход блока совпадения через счетчик подключен к второму цифровому индикатору, а выходы источников тока под-.

1 ключены к входам ключевых элементов, выход первого из которых подключен к первому выводу магазина емкостей Ei к отрицательному входу первого операционного усилителя, положительный вход которого подключен к нулевой шине источника питания, а выход к второму выводу магазина емкостей, к первому входу делителя напряжения непосредственно и через первый ограничитель тока к положительному входу второго операционного усилителя, д отрицательный вход которого подключен к нулевой шине источника питания, а выход — к базе транзистора, эмиттер которого подключен к нулевой С, шине источника питания, а коллектор . подключен к положительной шине ис- 2 пытуеиой цепи, отрицательная шина

laaaeL которой подключена к первому выводу (Я второго ограничителя тока и второму (Я входу делителя напряжения, второй вывод второго ограничителя тока под- р ключен к нулевой шине источника питания, выход делителя напряжения через третий ограничитель тока подключен к положительному входу второго операционного усилителя и входу второго ключевого элемента, который также подключен через четвертый ограничитель тока к положительной шине испытуемой цепи, а умножитель входами подключен к положительной и отрицательной шинам испытуемой цепи, а выходом — к входам интегратора и компаратора.

1224412

Изобретение относится к устройствам, служащим для электроизмерительной оценки искробезопасности электрических цепей систем автоматики и телемеханики, применяемых B шахтах, 5 опасных по газу или пыли,, и во взрывоопасных помещениях предприятий химической, газовой и нефтяной промышленности.

Целью изобретения; является новы- 10 шенне точности оценки цепей на искро-. безопасность путем приближенного к реальному воспроизведения изменений тока и напряжения в процессе разряда во всем диапазоне, (скоростей) движе- !5 ния контактов.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство сосТоНТ из источников !, 2 тока,кточевых элементов 3 и 4, 20 двух операционцых усилителей 5 н 6, магазина 7 емкостей, делителя 8 напряжения, транзистора 9, ограничителей тока в виде резисторов }0-13, испытуемой цепн 14, умножителя 15, 25 интегратора 16, аналого-цифрового преобразователя 17, цифровых индикатороп ",8 и 19, счетчика 20, блока

2! совпадения, компаратора 22, генератора 23. 30

Устройство работает следующим образом.

Предварительно ключи 3 и 4 разомкнуты, напряжение на входе операци-. онного усилителя 5, на выходе дели, теля 8 напряжения и на входе опера- ционного усилителя 6 равно нулю.

Транзистор 9 открыт и через его кол;.лектор-эмиттерный переход протекает

i ток испытуемой цепи 14, практически 40 равный току короткого замыкания.

После замыкания ключей 3 и 4 на входы операционных усилителей 5 и 6 поступают токи источников 1 и 2 тока.

Поступление тока источника 2 тока на вход операционного усилителя 5 приводит к линейному росту напряжения на его выходе, причем скорость роста определяется величиной емкости магазина 7 емкостей. Это напря50 жение П поступает на входы делитеР ля 8 напряжения и операционного усипптеля б. На второй вход делителя 8 напряжения поступает напряжение с резистора 13, пропорциональное току 55 испытуемой цепи. В результате на выходе делителя 8 напряжения форми,руется напряжение, возрастающее во времени и обратно пропорциональное току х . На входе операционного усилителя 6 за счет отрицательной обратной связи через резистор 11 происходит суммирование токов, протекающих через резисторы 10 и 12, а также от источника 2 тока, формирующее скачок напряжения U Таким образом, на коллекторе трайзистора 9 будет сформировано напряжение, соответствующее вольт-амперной характеристике дугового разряда, Напряжение с коллектора транзистора 9 поступает на один из входов умножителя 15, на второй вход которого подается напряжение с токоизмерительного резистора 13. Напряжение с выхода умножителя, пропорциональное мощности разряда, поступает на вход интегратора 16, на вьгходе которого появляется напряжение, пропорциональное энергии разряда. Это напряжение преобразовывается аналогоцифровьпл преобразователем (7 в циф-, ровой код и ицдицнруется цифровым индикатором 18.

С выхода умпожителя 15 напряжение поступает на компаратор 22, обеспечивющий помехоустойчивость измерителя длительности. При превьппенпи входным сигналом порога срабатывания компаратора на его выходе появляется сигнал, открывающий блок 21 совпадения, что приводит к появлению на ее выходе импульсов от генератора 23.

Эти импульсы поступают на вход цифрового счетчика 20 и индицируются цифровым индикатором 19. Время открытого состояния схемы совпадения определяет длительность разряда.

Таким образом, устройство позволяет повысить точность и достоверность оценки за счет воспроизведения вольт-амперной характеристики реального разряда и измерения.энергии разряда путем интегрирования его мощности, а также за счет измерения энергии во всем диапазоне скоростей движения контактов.

Для оценки на искробезопасность электрических цепей достаточно определить зависимость энергии, выделяемой из цепи в разряде, за вычетом

Катодных потерь от длительности разряда и скорости движения контактов и сопоставить ее с соответствующей

1224412

Составитель И.Назаркина

Редактор И.1(елемеш Техред Г.Гербер 1(орректор В.Синицкая

Заказ 1900/29 . Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно- полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 зависимостью для воспламеняющей энергии. Цепь считается искробезопасной,,если значения энергии разряда во всем возможном диапазоне скоростей движения контактов остается меньше воспламеняющей энергии..В предлагаемом устройстве получение зависимости энергии, выделяемой из цепи в разряд, от длительности разряда и скорости движения контактов обеспечивается за счет подключения к зажимам испытуемой цепи нелинейного сопротивления с вольт-амперной характеристикой, соответствующей вольт-амперной характеристике дугового разряда. Эта вольт-амперная характеристика может быть описана выражением

Ь

U = U,+ aVt + †. — Vt

Р К 1

У

P где U„ — катодное падение напряжения; а, Ь вЂ” коэффициенты характеристики;

Ч вЂ” скорость движения контактов;

П вЂ” напряжение на разряде;

ip- ток разряда.

Использование устройства позволяет получить закон изменения напряжения П во всем возможном диапазоне скоростей движения контактов, а также достаточно точно измерить длитель15 ность процесса и энергию, выделившуюся на нелинейном сопротивлении.