СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Российский патент 2003 года по МПК E21F9/00 

Описание патента на изобретение RU2209316C2

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 Rэ и индуктивность Lэ, обеспечивающие равенство магнитных энергий в обоих химических источниках тока при выполнении условия
0,5Lи1xIи12 = 0,5(Lи2+Lэ)Iи22,
где Iи2≤2,0 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, Lи2, 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 Lи1xIи12), 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 Iи1= U/RдхЕ/(Е-U) и индуктивность химического источника тока Lи1= Т/3х(Е/Iи1+Rд)-Lд. Затем определяют его магнитную энергию 0,5 Lи1x Iи12. 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 Rэ и индуктивность Lэ, обеспечивающие равенство магнитных энергий в обоих химических источниках тока при выполнении условия
0,5Lи1xIи12=0,5(Le2+Lэ)Iи22 и Iи2≤2,0 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.

Похожие патенты RU2209316C2

название год авторы номер документа
Способ испытаний электрических цепей на искробезопасность во взрывных камерах 1985
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Трембицкий Андрей Леонидович
  • Яковлев Виктор Петрович
SU1315621A1
СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕНОСНЫХ ПРИБОРОВ 2006
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Толченкин Роман Юрьевич
RU2336417C1
СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОСТЬ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 2011
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Охапкин Александр Юрьевич
RU2453706C1
Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей в контрольной взрывчатой смеси 1988
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Яковлев Виктор Петрович
  • Чернов Борис Владимирович
SU1513155A1
Способ испытания электрических цепей на искробезопасность в контрольной взрывчатой смеси 1984
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Яковлев Виктор Петрович
  • Чернов Борис Владимирович
  • Фаерштейн Леонид Борисович
SU1222854A1
Способ испытаний электрических цепей на искробезопасность 1983
  • Васнев Михаил Алексеевич
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Яковлев Виктор Петрович
  • Давыдов Виктор Викторович
  • Собочкина Валентина Александровна
  • Семкин Борис Павлович
SU1129383A1
СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОСТЬ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ 2011
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Охапкин Александр Юрьевич
RU2445463C1
Способ бескамерной оценки искробезопасности электрических цепей 1980
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Яковлев Виктор Петрович
  • Трембицкий Андрей Леонидович
  • Усачев Вадим Вячеславович
SU911665A1
Способ обеспечения искробезопасности индуктивных нагрузок 1985
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Чернов Борис Владимирович
  • Яковлев Виктор Петрович
SU1361351A1
Способ испытания на искробезопасность электрических систем 1980
  • Ерыгин Александр Тимофеевич
  • Яковлев Виктор Петрович
  • Чернов Борис Владимирович
SU998984A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 209 316 C2

Реферат патента 2003 года 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.

Формула изобретения RU 2 209 316 C2

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2209316C2

Электрический выключатель 1929
  • Файнерман И.Ш.
SU22782A1
Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты "Искробезопасная электрическая цепь
- Издательство стандартов, 1978, с.25-69
Способ оценки искробезопасности индуктивной нагрузки с диодным шунтом 1975
  • Коган Эдуард Григорьевич
  • Ковалев Петр Федорович
  • Мамченко Станислав Владимирович
  • Лахманов Валерий Филиппович
  • Фродин Виталий Гдалиевич
  • Сидоренко Александр Николаевич
SU777240A1
Способ испытаний электрических цепей на искробезопасность 1990
  • Коган Эдуард Григорьевич
  • Залогин Александр Сергеевич
  • Иванилов Владимир Николаевич
SU1751360A1
RU 94004016 A1, 27.03.1996
RU 2055437 C1, 27.02.1996.

RU 2 209 316 C2

Авторы

Ерыгин А.Т.

Трембицкий А.Л.

Охапкин А.Ю.

Даты

2003-07-27Публикация

1999-12-24Подача