Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты

 

Сущность изобретения: устройство, поясняющее способ, содержит три абонентских переговорных аппарата 1, 2 и 3, стационарный источник питания 4, телефонную линию 5, термокамеру, выходную цепь, жарообразующий механизм, взрывную камеру . 2 ил. VI CJ Ч) о 1СЛ ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (I! ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! с

1 ) !

О

IQl

/юру/

А/раА ки о

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780490/03 (22) 10.01.90 (46) 07,06.92. Бюл. М 21 (71) Донецкий филиал Госуда рст вен ного проектно-конструкторского и научноисследовательского института по автоматизации угольной промышленности

"Гипроуглеавтоматизация" и Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) А. С. Залогин, В. П, Коптиков, А. Н, Шатило, В, Б. Нейман, В. Н. Иванилов и И.

К. Ильюшкина (53) 622.3.064.24(088,8) (56) ГОСТ 22782.5-78. Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты

"Искробезопасная электрическая цепь .

Технические требования и методы испытаний (Я 2.8.5. 2,8,7).

Авторское свидетельство СССР

M 1101559, кл. Е 21 F 9/00 1983.

Пс5ер ность шажпь

-1РС (5!)5 Е 21 F 9/00 -) J lJ q () Я (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С

ДИНАМИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ИСКРОЗАЩИТЫ (57) Сущность изобретения: устройство, поясняющее способ, содержит три абонентских переговорных аппарата 1, 2 и 3, стационарный источник питания 4, телефонную линию 5, термокамеру, выходную цепь, жарообразующий механизм, взрывную камеру. 2 ил.

1739059

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для оценки искробезопасности передачи электрической энергии от источника питания к нагрузке в шахтах, опасных по газу и пыли, Известен способ испытаний на искробезопасность электрических цепей, основанный на использовании взрывчатых смесей представительных газов.

По этому способу при испытаниях электрических цепей измеряют коммутируемый ток s испытываемой цепи с последующим

его увеличением в 1,5 раза и определяют вероятность взрыва.

Недостаток этого способа состоит в том, что он не обеспечивает достоверности испытаний искробезопасности электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты. Это обусловлено тем, что увеличение коммутируемого тока в число раз, равное коэффициенту запаса, не приводит к увеличению энергии электрического разряда в число раз, равное квадрату коэффициента запаса, так как длительность разряда в таких цепях определяется временем включения динамического элемента искрозащиты, В цепях без динамического элемента искрозащиты увеличение коммутируемого тока приводит к увеличению естественной длительности разряда и увеличению энергии разряда в число раз, равное квадрату коэффициента запаса.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с динамическим элементом искрозащиты, основанный на измерении коммутируемого тока в испытываемой цепи с последующим увеличением его в 1,5 раза и определении вероятности взрыва: энергию, выделяемую в разряде, увеличивают в число раз, равное квадрату коэффициента запаса, путем увеличения коммутируемого тока в 1,5 раза и увеличения времени включения динамического элемента искрозащиты в 1,5 раза.

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает достоверности испытаний на искробезопасность электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты, которые эксплуатируются в разных температурных условиях.

Так, например, применяемые системы диспетчерской громкоговорящей связи, аварийного оповещения и специализации на предприятиях угольной промышленности характеризуются тем, что в ряде случаев их источники питания располагаются на поверхности, а сами системы — в шахтах, т.е. эксплуатируются в разных температурных условиях, Эффективность обеспечения искробезопасности источников питания с динамическими элементами искрозащиты, применяемых в таких системах, зависит от температуры окружающей среды, в которой они эксплуатируются.

Так, с понижением температуры ухудшается чувствительность узлов искрозащиты и увеличивается время их переключения.

В то же время существующие нормативные документы предписывают проводить испытания в регламентированном пределе температуры (20-30 С).

Использование известного способа, обеспечивающего заданный коэффициент запаса при определенной температуре, не позволяет получить достоверные данные по оценке искробезопасности систем с динамическими элементами искрозащиты, эксплуатируемых при различных температурах окружающей среды, Основными факторами, определяющими искробезопасность цепи с динамическими элементами искрозащиты, являются величина сигнала, выделяемого при коммутации цепи, чувствительность и быстродействие ключей, обеспечивающих отключение источника питания от коммутируемой цепи, Работа динамических элементов (транзисторов, тиристоров и др.) существенно зависит от температуры окружающей среды.

Так, при выборе, например, транзистора исходят из характера радиоэлектронной схемы, а также требований к ее выходным электрическим параметрам и эксплуатационным режимам. Особое значение имеет при этом диапазон рабочих температур электрооборудования в целом. Так, известно, что кремниевые транзисторы по сравнению с германиевыми лучше работают при повышенной температуре (вплоть до 125 C), но их коэффициент передачи по току существенно уменьшается при низких температурах. Это обстоятельство либо существенно ухудшает чувствительность узлов искрозащиты с динамическими элементами и значительно увеличивает время их переключения, либо приводит к отказу искрозащиты. Отказ искрозащиты вызван тем, что уменьшение коэффициентов усиления этих элементов привод к уменьшению значения управляющего сигнала до величины, при котором его недостаточно для включения искрозащиты, а следовательно, искробезопасность цепи не обеспечивается.

B некоторых случаях для узлов искрозащиты, содержащих кроме полупроводнико1739059 равное квадрату коэффициента запаса, пу- 25

35

45

50 онными линиями 5.

Стационарный искробезопасный источ- 55 вых другие элементы с различными температурными коэффициентами (ТКС, ТК, ТК и др.), может быть опасна максимальная температура.

Поэтому электрооборудование с динамическими элементами и элементами с различными температурными коэффициентами необходимо испытывать при предельных температурах, при которых обеспечиваются наименее благоприятные условия для срабатывания искрозащиты.

Цель изобретения — повышение достоверности испытаний на искробезопасность электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты, составные части которых работают в разных температурных условиях, за счет реализации наиболее опасных условий коммутации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу испытаний на искробезопасность электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты, основанному на том, что энергию, выделяемую в разряде, увеличиваются в число раз, тем увеличения в 1,5 раза коммутируемого тока и времени включения динамического элемента икрозащиты, коммутируют электрическую цепь и определяют вероятность взрыва, коммутацию электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты осуществляют в наиболее неблагоприятных температурных условиях с минимально допустимой и максимально допустимой температурой для данной испытуемой цепи с элементами искрозащиты, затем коммутируемый участок цепи помещают в условия с максимально допустимой температурой, а элементы искрозащиты — в условия с минимально допустимой температурой, На фиг, 1 дан пример. расположения частей системы диспетчерской громкоговорящей связи, аварийного оповещения и сигнализации на угогьной шахте, опасной по газу и пыли; на фиг, 2 — схема стенда для проведения испытаний на искробезопасность электрических цепей по предлагаемому способу, Система диспетчерской громкоговорящей связи, аварийного оповещения и сигнализации (фиг. 1) состоит из абонентских переговорных аппаратов 1-3 и стационарного источника 4 питания, соединенных телеф ник 4 питания с динамическими элементами искрозащиты устанавливается в помещении 6 диспетчерской или в помещении АТС, где температура окружающей среды согласно НТД на аппаратуру может достигать в

20 зимнее время -10 С, Таким образом, источник питания работает в условиях, ухудшающих динамические характеристики искрозащиты (увеличивается время срабатывания искрозащитных элементов, снижается чувствительность узла искрозащиты).

Рабочая температура в горных выработках шахт, где установлены аппараты 1-3 абонентские переговорные, 40 С, T.e. электрические цепи аппаратов 1-3 находятся в условиях повышенной температуры, способствующей возникновению и поддержанию горения взрывоопасной рудничной атмосферы.

Для испытания электрической цепи на искробезопасность согласно предлагаемому способу, помещают ее часть с динамическими элементами искрозащиты (в данном случае это источник 4 питания) в термокамеру 7 (фиг. 2). В термокамере устанавливают температуру, минимальную по условиям эксплуатации данной системы 10 С). Выдерживают электрооборудование 4 в термокамере 7 в течение времени, необходимого для установления заданного значения температуры во всех точках источника 4. Подключаютт источник 4 к сети, а выходную цепь

8 источника — к искрообразующему механизму 9, помещенному во взрывную камеру

10.

Измеряют величину тока в испытуемой цепи 8, после чего осуществляют однократную коммутацию (замыкают или размыкают) цепи 8 с помощью искрообразующегомеханизма 9 и измеряют одним из известных методов (например, с помощью запоминающего осциллографа) время включения динамического элемента искроза щиты, входящего в состав искробезопасного источника 4. Затем увеличивают в 1,5 раза ток в цепи 8, а также время включения динамического элемента искрозащиты (например, с помощью регулируемой индуктивности, включенной в цепь управления динамического элемента искрозащиты), Взрывную камеру 10 заполняют взрывоопасной газовой смесью наиболее взрывоопасной концентрации, возможной в шахтных условиях, Внутри взрывной камеры 10 поддерживают максимальную температуру, соответствующую условиям эксплуатации (например, для абонентских переговорных аппаратов 1-3

40 С). Коммутируют электрическую цепь 8 посредством искрообразующего механизма

9 и определяют вероятность взрыва газовой смеси во взрывной камере 10.

Использование предлагаемого способа при проведении испытаний электрических цепей на искробезопасность в госконтрольной испытательной организации МакНИИ

1739059

50

Составитель B.Håéìàí

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С,Шевкун

Редактор В.Данко

Заказ 1988 Тираж 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 позволило повысить достоверность экспериментальной оценки искробезопасности электрических цепей взрывозащищенного горношахтного электрооборудования по сравнению с испытаниями по известному способу на 40 50%, Это позволило более строго решить задачу обеспечения условий безопасного применения электрооборудования в условиях шахт, опасных по газу и пыли.

Формула изобретения

Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты, заключающийся В том, что энергию, выделяемую в разряде, увеличивают в число раз, равное квадрату коэффициента запаса, путем увеличения в 1,5 раза коммутируемого тока и времени включения динамического элемента искрозащиты, коммутируют электрическую цепь и определяют вероятность

5 взрыва, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности испытаний, коммутацию электрических цепей с динамическими элементами искрозащиты осуществляют в наиболее неблагоприятных

10 температурных условиях с минимально допустимой и максимально допустимой температурой для данной испытуемой цепи с элементами искрозащиты, затем коммутируемый участок цепи помещают в условия с

15 максимально допустимой температурой, а элементы искрозащиты — в условия с минимально допустимой температурой.