Способ испытаний электрических цепей на искробезопасность во взрывных камерах

 

Изобретение относится к угольной , химической, нефтяной и газовой промышленности. Цель изобретения - повышение точности и сокращения времени испытаний. Испытательную электрическую цепь (ИЭЦ) подключают к коммутирующему искрообразующему устройству взрывной камеры, позволяющему осуществлять движение контактов с установленной скоростью в диапазоне ее изменения. Одновременно измеряют энергии разряда при установленных скоростях дв fжeния контактов. Одновременно с определением энергии заряда измеряют его длительность. По измеренной длительности разряда и установленной скорости движения контактов определяют воспламеняющую энергию разряда и ее отношение к энергии разряда для каждой ИЭЦ при всех установленных скоростях движения контактов . По наименьшему отношению выбирают ИЭЦ, которую коммутируют во взрывчатой смеси со скоростью движения контактов, соответствующей этому отношению. Отношение однозначно характеризует вероятность воспламенения взрывчатой смеси. Электрооборудование считается искробезопасным, если вероятность воспламенения меньше . 1 ил. 3 табл. С « (Л СП О5 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ(УБЛИН (191 (П1

1 А1 (511 4 Е 21 F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 398542 1/22-03 (22) 03.12.85 (46) 07.06.87. Бюл. 1() 21 (71) Институт проблем комплексного освоения недр AH СССР (72) А.Т.Ерыгин, А.Л.Трембицкий и В.П.Яковлев (53) 621.3.064.24(088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

Ф 581304, кл. Е 21 F 5/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

В 866233 кл. F. 21 F 9/00, 1978. (54) СПОСОБ ИСП11ТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЦЕПЕЙ НА ИСКРОБЕЭОПАСНОСТЬ ВО ВЗРЬ1ВНЫХ КАМЕРАХ (57) Изобретение относится к угольной, химической, нефтяной и газовой промышленности. Цель изобретения повышение точности и сокращения времени испытаний. Испытательную электрическую цепь (ИЭЦ) подключают к коммутирующему искрообразующему устройству взрывной камеры, позволяющему осуществлять движение контактов с установленной скоростью в диапазоне ее изменения. Одновременно измеряют энергии разряда при установленных скоростях движения контактов. Однонременно с определением энергии заряда измеряют его длительность. По измеренной длительности разряда и установленной скорости движения контактов определяют воспламеняющую энергию разряда и ее отношение к энергии разряда для каждой ИЭЦ при всех установленных скоростях движения контактов. По наименьшему отношению выбирают ИЭЦ, которую коммутируют во нзрынчатой смеси со скоростью движения контактов, соответствующей этому отношению. Отношение однозначно характеризует вероятность воспламенения взрывчатой смеси. Электрооборудование считается искробезопасным, если нероятность воспламенения меньше 1 10 . 1 ил. 3 табл.

15621 2 симальных значений искомых величин произнодится для заданной надежности, например 0,95, с учетом подчинения их нормальному закону распределения.

5 На чертеже даны графики зависимости воспламеняющей энергии от длительности разряда при различных скоростях размыкания цели, где 1-6 м/с;

2 — 4 м/с; 3 — 1,8 м/с; 4 - 0,9 м/с;

10 5 — 0,3 м/с; 6 — О, 11 м/с; 7 — 0,046 м/с.

Величина воспламеняющей энергии Ае зависит от времени ее выделения Т И скорости движения контактов V. Ee численное значение может быть опре- . делено по графикам, приведенным на чертеже, или по формуле (1)

А; при А,„;„, ъ, А,.=В; T (1) при А; =B; T > Ам

А.=

А<

Измерения ведут при нескольких установленных значениях скорости движения контактов с тем, чтобы в указанном диапазоне ее изменения получить зависимость энергии разряда от скорости движения контактов с фиксацией длительности разряда Т для каждой установленной скорости.

Аналогичные результаты могут быть получены с помощью электрической или математической моделей разряда, учитывающих скорость движения контактов.

В случае моделирования электрического разряда его энергия и длитель"ность определяются однократными измерениями или рассчитываются. При использовании непосредственно электрического разряда определение его максимальных значений энергии и длительности производится статистическим методом на основе нескольких измерений (обычно 5-10 измерений). Расчет мак1 13

Изобретение относится к угольной, химической, нефтяной, газовой и другим отраслям промышленности, где имеет место использование электрической энергии но взрывоопасной атмосфере, и предназначено для испытания электрических цепей на искробеэопасность.

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени испытаний.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Оцениваемую на искробезопасность электрическую цепь разбивают на испытательные электрические цепи.

Испытательную электрическую цель подключают к коммутирующему искрообраэующему устройству взрывной камеры, позволяющему осуществлять движение контактов с установленной скоростью в диапазоне ее изменения. Нижняя граница скорости движения контактов должна состанлять не более 0,05 м/с, что обеспечивает реализацию наименьшего значения воспламеняющего тока цепи. Верхняя граница скорости движения контактов соответствует максимально возможной ее величине, имеющей место при аварийной коммутации. Последняя величина зависит от материала контактов и вида аварии и обычно изменяется от 7 до 25 м/с.

Для испытательной цепи устанавливают скорость движения контактов и при ней определяют энергию и длительность разряда. где Т выражается в миллисекундах, а значения А,„ и коэффициентов В и К для различных скоростей движения

25 V приведены в табл. 1.

Экспериментальные исследования показали, что увеличение скорости движения контактов свыше 6 м/с для метано-воздушной смеси не уменьшает уровень воспламеняющей энергии разрада. Это связано с тем, что уже на ранних стадиях развития ядра пламени скорость распространения его фронта становится ниже 6 м/с. Поэтому кривая 1 на чертеже соответствую щая скорости размещения 6,5 м/с, пригодна для определения воспламеняющих энергий разрядов при больших скоростях размыкания. То же самое

40 имеет место при определении энергии по формуле (1) .

Ilo H3 ecTHb H eHH V H T на графике As=f(V) строят зависимость

4> A<=f(V). При одинаковых значениях V и Т определяют минимальную величину

Ае отношения -- и соответствующую ему

А скорость движения контактов.

Аналогичную работу проводят со всеми испытательными электрическими цепями.

As

Отношение -- однозначно характеАр ризует вероятность воспламенения взрывчатой смеси. Наименьшее значеAs ние -- будет соответствовать наиболь

Ар шей вероятности воспламенения взрыв3 131562 чатой смеси, а следовательно, наиболее опасному испытательному режиму.

Испытательную электрическую цепь, для которой характерно минимальное отношение A>/А подключают к искрооб- разующему устройству взрывной камеры, устанавливают скорость движения электродов, соответствующую этому минимальному отношению. Во взрывчатой атмосфере взрывной камеры производят 10 коммутацию испытательной электрической цепи. Производят 16000 искрений и определяют вероятность воспламене ния с учетом коэффициента искробезопасности. Электрооборудование счита- 15 ется искробезопасным, если вероятность воспламенения меньше 1 10

-з

Пример. Индуктивную цепь с параметрами: L=10 Гн, омическое сопротивление индуктивного элемента 20

R=1476,6 Ом, ЭДС источника питания

70 В, сопротивление источника питания R=273,4 Ом испытывают на искробезопасность в двух режимах: в режиме короткого замыкания (к.з.) источника питания I„ =0,256 А; в нормальном режиме I=0,040 А.

Результаты измерений и расчета, проведенных согласно формулы изобре- 30 тения, приведены в табл. 2 (для первого режима) и в табл. 3 (для второ— го режима).

Как видно из представленных таблиц, наименьшее отношение воспламеняющей энергии к энергии разряда реализуется в режиме к.з. источника питания при скорости расхождения контактов, равной 0,046 м/с. Следовательно, эта цепь наиболее опасна. 40

Она должна испытываться при скорости расхождения контактов искрообразующего устройства 0,046 м/с.

Экспериментальная проверка полностью подтверждает сделанный вывод. 45

Максимальная вероятность воспламенения Р=7 .10 имеет место при наимень-2 шем отношении А /А =0,851, соответствующем скорости расхождения контактов 0,046 м/с. 50

1 4

Для второго режима (нормальный режим) отношение А /А в том же диапазоне скоростей размыкания изменяется от 10,5 до 3,7. При коммутации цепи во взрывчатой смеси воспламенений не наблюдается ни при одной из указанных скоростей размыкания контактов.

Таким образом, оценка на искробезопасность электрических цепей во взрывных камерах характеризуется большей точностью благодаря правильному выбору наиболее опасной скорости коммутации контактов и высокой производительности труда за счет проведения коммутации во взрывной камере только одного испытательного режима вместо нескольких десятков или сотен (в зависимости от сложности электрооборудования. формула и з о б р е т е н и я

Способ испытаний электрических цепей на искробезопасность во взрывных камерах, включающий измерение энергии разряда при установленных скоростях движения контактов, определение воспламеняющей энергии разряда при тех же скоростях движения контактов и коммутацию испытательной элект рической цепи с выбранной скоростью движения контактов во взрывчатой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени испытаний, одновременно с определением энергии разряда измеряют его длительность, по измеренной длительности разряда и установленной скорости движения контактов определяют воспламеняющую энергию и ее отношение к энергии разряда для каждой испытательной электрической цепи при всех установленных скоростях движения контактов и по наименьшему отношению выбирают испытательную электрическую цепь, которую коммутируют во взрывчатой смеси со скоростью движения контактов, соответствующей этому отношению.

1315621

Таблица1

V, и/с в К

8,36

0,046

3,89

1,94

0,30

0,90

1,06

0,74

1,80

0,42

4,00

6,50

0,35

А р, мДж Ар, мДж А,/А

7.10 2

1 1О

0,46

17,66

8,0

15, 03

0,851

0,998

1,096

7,38

3,35

0,11

7,37

2,71

0,3

2,97

1,23

0,41

0,9

0,9

1,2

1,33

1,8

0,45

0,205

0,092

0,057

0,72

1,6

2,0

0,4

0,2

О, 125

2,8

0,35

6,5

Ab " а Ap/"в P

V, и/с Т, кс

Л р, МД К

10,522

7, 642

8,26

2,3

О, 046

3,89

1,4

0,11

6,58

1,94

0,7

0,3

5,76

1,06

0,9

0,34

5,24

0,822

0,445

0,25

1,8

3,903

0,11

0,41

3,73

О, 105

6,5

Ч, м/с Т, мс

0,785

О, 509

0,295

О, 184

0,157

О, 114

О, 1 12

1, 146

1,919

2, 363

2, 528

2,056

1,8!1

1,402

1, 235

1, 1 10

1, 097

0,835

0,661

0,662

0,578

Т а б л и ц а 2

1315621

5

Составитель Г,Нунупаров

Редактор Г.Гербер Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик

Заказ 2329/33 Тиразк 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.уагород, ул.Проектная, 4