Устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры Советский патент 1983 года по МПК E21F9/00 

разомкнутый и замкнутый контакты соответственно первого и третьего реле, вторая лампа - мерез последовательно соединенные разомкнутые контакты соответственно первого и третьего реле, третья лампа - через последовательно соединенные разомкнутые контакты второго и третьего реле, обмотка которого подключена к ка

тодам динисторов и через разомкнутые контакты трех реле подключена к первому выходу третьего источника питания, который через тумблер и замкну- тые контакты первого и второго реле подключен к электродвигателю, а вто рой дополнительный тумблер включен между коллектором и эмиттером транзистора линейного искрогасящего элемента.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ .НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ ШАХТНОЙ ЭЛЕКТРОАППАРАТУРЫ, содержащее искрообрззующий механизм, электродвигатель переменного тока, тумблер для включения электродвигателя, счетчик числа оборотов электродвигателя,линейный искрогасящий элемент испытуемой шахтной э/кктроаппаратуры, тумблер для вклюменип этой аппаратуры, контактный элемент счета оборотов вала двигателя, резистор для открывания линейного искрогасящего элемента и взрывную камеру, при этом счетчик числа оборотов электродвигателя подключен к первому источнику пита.ния через контактный элемент на валу электродвигателя, второй источник питания подключен положительным полюсом к линейнс у искрогасящему элементу, который подк/ж)чен к камере, искрогасящий механизм и электродвигатель расположены в полости взрывной камеры, заполненной взрывоопасным газом, резистор для открывания линейного искрогасящего элемента одним концом подключен через тумблер для включения электроаппаратуры к второму источнику питания, а другим концом к базе транзистора линейного искрогасящего элемента, отличающееся тем, что, с целью диагностирования работы линейного искрогасящего элемента при испытании на искробе зопасность, устройство снабжено дополнительным источником питания, оптроном, тремя реле, двумя динисторами, диодом, тремя индикаторными , выпрямительным мостом, двумя дополнительными тумблерами и двумя RC-цепями, причем анод светодиода оптрона соединен с коллектором транзистора линейного искрогасящего элеi мента через контакты искрообразующего механизма, катод светодиода оптCrt рона подключен через тумблер к полох ительному полюсу второго источника питания, к выпрямленному мосту подк/№)чена цепь из последовательно соединенных первого дополнительного тумблера, резистора, фотодиода опто со рона и конденсатора, первой RC-цепи, параллельно фотодиоду оптрона подСП ктвомена цепь из последовательно соединенных второй RC-цепи, диода и tsD 4 первого динистора, параллельно конденсатору второй RC-цепи подключены О последовательно соединенные второй динистор и первое реле, второе реле через первый динистор подключено к конденсатору второй RC-цепи, замкнутые контакты первого и второго реле включены последовательно между третьим источником питания и выпрямительнь№ мостом, три индикаторные лампы подключены параллельно к дополнительному источнику питания через контакты реле, при этом первая лампа через последовательно соединенные

- Изобретение относится к горной автоматике и может быть использовано при испытании на искробезопасность шахтной электроаппаратуры. Известно устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппарагтуры, состоящее из взрывной камеры с искрообразующим механизмом. Камера содер)чит два источника-питания, искрообразующий механизм, электродвигатель переменного тока, тумблер для включения электродвигателя и счет чик числа оборотов. Перед началом испытания камера наполняется газом. На контакты искрообразующего механизма подают напряжение и производят контрольный вызов. После этого на контакт искрообразующего механизма заводят испытуемую схему. Во время испытания искрообразующий механизм должен произвести 16000 размыканий. При этом не произойти ни одного взрыва. Если, взрыв происходит, снижают величи ны напряжения и тока и производят повторный цикло Если производят испытания системы, содер ча1цей динамические искрозащитные элементы (линейный искрозащитный элемент), то в этом случае искробезопасность испытуемой системы определяется работоспособностью искро защитных элементов . Недостатком этого устройства является то, что взрывная камера не контролирует работоспособность линейного искрозащитного элемента в динамике и поэтому не может достоверно установит причину возникающего взрыва. Известно также устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры, содержащее три источника питания, искрообразующий механизм, электродвигатель переменного тока, тумблер для включения электродвигателя, счетчик числа оборотов двигателя, линейный искрогасящий элемент испытуемой шахтной электроаппаратуры, тумблер для включения этой аппаратуры, контактный элемент счета оборотов вала двигателя, резистор для открывания линейного искрогасящего элемента и взрывную камеру, в котором счетчик числа оборотов электродвигателя подключен к первому источнику питания через контактный элемент на валу электродвигателя, второй источник питания подключен- положительным полюсом к линейному искрогасящему элементу, который подключен к камере , а искрообразующий механизм и электродвигатель расположены в полости взрывной камеры, заполненной взрывоопасным газом, резистор для открывания линейного,искрогасящего элемента одним концом подлкючен через тумблер для включения электроаппаратуры ко второму источнику питания, дpyги концом - к базе транзистора линейного искрогасящего элемента. Устройство содержит лампы индикации. Кроме того, устройство содержит переменную индуктивность. Устройство позволяет измерить величину тока или напряжения в испытуемой цепи и определить время включения динамических элементов искрозащиты путем включения в цепь управления динамического элемента переменной индуктив ности 2J, Недостатком этого устройства является то, что оно не в состоянии проверить работоспособность линейных искрозащитных элементов, так как оно не контролирует их работу. Поэтому при испытании на искробезопасность линейный искрозащитный элемент может находиться в таком состоянии, например в состоянии обрыва, что будет гю называть ложную информацию об искробезопасности аппаратуры, так как через него не будет протекать ток и на контактах искрообразующего механизма не будет искрения. Цель изобретения - диагностирование работы линейного искрогасящего элемента при испытании на искробезопасность шахтной электроаппаратуры. Поставленная цель достигается тем что устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры, содержащее искрообразующий механизм, электродвигатель переменно го тока, тумблер для включения элект родвигателя, счетчик числа оборотов электродвигателя, линейный искрогася щий элемент испытуемой шахтной элект роаппаратуры, тумблер для включения этой аппаратуры, контактный элемент счета оборотов вала двигателя, резис тор для открывания линейного искрогасящего элемента и взрывную камеру, при этом счетчик числа оборотов элек родвигателя подключен к первому источнику питания через контактный эле мент на валу электродвигателя, второй источник питания подключен положительным полюсом к линейному искрогасящему элементу, который подключен к камере, искрогаспщий механизм и электродвигатель расположены в полос ти взрывной камеры, заполненной взры воопасным газом, резистор для открывания линейного искрогасящего элемента одним концом подключен через тумблер для включения электроаппаратуры к второму источнику питания, а другим концом - к базе транзистора линейного исхрогасящего элемента, сн жено дополнительным источником питания, оптроном, тремя реле, двумя динисторами, диодом, тремя индикаторными лампами, выпрямительным мостом, двумя дополнительными тумблерами и двумя RC-цепями, причем анод светодиодл оптрона соединен с коллектором транзистора линейного искрогасящего элемента через контакты искрообразующего механизма, катод светодиода оп рона подключен через тумблер к поло : ительному полюсу второго источника питания, к выпрямительному мосту под клочена цепь из последовательно соединенных первого дополнительного ту блера, резистора, фотодиода, оптрона и конденсатора первой RC-цепи, парал лельно фотодиоду оптрона подключена цепь из последовательно соединенных второй Rc-цепи, диода ипервого динистора, параллельно конденсатору второй RC-цепи подключены последовательно соединенные второй динистор и первое реле, второе реле через первый динистор подключено к конденсатору второй РС-цепи, замкнутые контакты первого и второго реле вкж)чены последовательно между третьим источником питания и выпрямительным мостом, три индикаторные лампы подключены параллельно к дополнительному источнику питания через контакты реле, при этом первая лампа - через последовательно соединенные разомкнутый и замкнутый контакты соответственно первого и третьего реле, вторая лампа - через последовательно соединенные разомкнутые контакты соответственно первого и третьего peлe третья лампа - через .последовательно соединенные разомкнутые контакты второго и третьего реле, обмотка которого подключена к катодам динисторов и через разомкнутые контакты трех реле подключена к первому выходу третьего-источника питания, который через тумблер и замкнутые контакты первого и второго реле подключен к электродвигателю, а второй дополнительный тумблер включен коллектором и эмиттером транзистора линейного искрогасящего элемента. На чертеже изобрахчено устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры. Устройство содерх ит три источника питания 1, 2 и 3, искрообразующий механиз.м Ц, электродвигатель переменного тока 5, тумблер 6 для включения эле стродвигателя, счетчик 7 числа оборотов двигателя, линейный искрогасящий элемент 8 испытуемой шахтной электроаппаратуры, тумблер 9 для включения этой аппаратуры, контактный элемент 10 счета числа оборотов двигателя, резистор для открывания линейного искрогасящего элемента 11, взрывную камеру 12, дополнительный источник питания 13, оптрон 1, три реле 15, 16 и 17, два динистора 18 и 19i. диод 20, три индикаторные лампы 21 , 22 и 23, выпрямительный мост 2k, первий дополнительный тумблер 25 и две РС-цепочки 26, 27 и 26, 28 и 29. Реле 15 имеет разомкнутые контакты 30, 31 и 32 и замкнутый контакт 33) реле 16 - разомкнутые контакты 3 и 35 и замкнутый контакт 36, рсл« 17 разомкнутые контакты 37, 38, .39 и замкнутый - i+l. Позицией k2 обозначен конденсатор для сглаживания пульсаций выпрямитель него моста 2k, позицией обозначен второй дополнительный тумблер иммитации пробоя линейного искрогасящего элемента. Функцию обрыва линейного |Искрозащитног 3 элемента выполняет тумблер 9 Индикаторная лампа 21 служит для индикации пробоя линейного искрозащитного элемента 8. Индикаторная лампа 22 служит для индикации обрыва линейного искрозащитного элемента 8, Индикаторная лампа 23 служит для индикации нормальной работы линейного искрозащитного элемента 8, Узлы и элементы соединены следующим образом. Сметмик 7 числа оборотов электродвигателя 5 подключен к первому источнику питания 1 через контактный элемент 10 на валу электродвисателя 5, второй источник питания 2 подключен положительным полюсом к линейному искрогасящему элементу 8, Резистор 11 одним концом подключен через тумблер 9 к источнику питания 2, другим концом - к базе транзистора линейного искрогасящего элемента 8. Счетчик 7 мисла оборотов двигателя подключен к источнику питания 1 через контактный элемент 10 Искрообразующий механизм k и электродвигатель 5 расположены в полости взрывной камеры 12 заполненной взрывоопасным газом. Катод светодиода опт рона 1 соединен с базовым резистором 11 транзистора 8 - линейного искрогасящего элемента, а анод светодиода этого же оптрона подключен к искрообразующему механизму k. Положительный полюс выпрямительного моста 2 соединен с отрицательным полюсом чере первый дополнительный тумблер 25, резистор 26 первой RC-цепочки, фотодиод Н оптрона и конденсатор 27 этой Кб RC-цепочки, Положительный полюс вы прямительного моста 2k соединен с отрицательным через первый дополнительный тумблер 25, резисторы 26 и 28 и конденсатор 29 второй fiC-цепочки причем второй резистор 28 и конденсатор 29 второй RC-цепочки подключены к конденсатору 27 Реле 15 и 16 через соответствуюи ие динисторы 18 и 19 под ключены параллельно конденсаторам 27 и 29, соответственно первой и второй RC-цепочек. Замкнутые контакты 33 и 10 О6 36 реле 15 и 16 соединены последовательно между третьим источником питания 3 и входом выпрямительного мое- та 2. Две индикаторные лампы 21 и 22 подключены параллельно к дополнительному источнику питания 13 через разомкнутые контакты реле 15 и 17, при этом вторая лампа 21 подключена через последовательно соединенные контакты 30 и 37 первого реле 15 и третьего реле 17, третья лампа 22 - через последовательно соединенные контакты З и 38 второго реле 1б и третьего реле 17, диод 20 включен между конденсатором 29 второй РС-цепочки и динистором 18, катоды этого динистора и диода соединены между собой и подключены к реле 15. Конденсатор 2 подключен параллельно выпрямительному мосту 2k, Устройство работает следующим образом. При испытании шахтной электроаппаратуры на искробезопасность взрывную камеру 12 заполняют взрывоопасным газом по стрелке Газ, создавая имитацию взрывоопасной рудничной атмосферы в шахте. От источника питания 3 через тумблер 6 и замкнутые контакты 33 и 36 реле 15 и 16 питание подают на электродвигатель 5. При первом обороте вала электродвигателя 5 происходит взаимодействие контактного элемента 10 и вала двигателя. В результате такого взаимодействия контактный элемент замыкается и размыкается, вследствие чего в цепи источника питания 1 возникают импульсы напряжения , фиксируемые счетчиком 7. импульс соответствует одному обороту вала. Одновременно от источника питания 2 через тумблер 9 напряжение подают на контакты искрообразующего механизма +, вал которого получает вращение от вала электродвигателя. При вращении вала искрообразуощего механизма происходит замыкание и размыкание его контактов. В момент начала размыкания контактов искрообразующего механизма 4 происходит пробой межразрядного промеиутка и от источника питания 2 по цепи: контакты искрообразующего механизма 4 - светодиод 1 - линейный искрогасящий элемент 8 - тумблер 9 протекает разрядный ток, который вызывает включение светодиода , открывая фотодиод k и производя заряд конденсатора 27. При достижении пробойного напряжения динистора 18 вклю чается реле SПри замыкании контактов искрогасяцего механизма для предотвращения возникновения в разрядном промежутке тока короткого замыкания источника питания 2 испытуемой системы который может вызвать нагрев контактов и привести к воспламенению взрыв опасного газа, линейный искрогасящий элемент 8 должен закрыться, прекратив подачу тока на контакты искро образующего механизма . Светодиод 1 гаснет, вызывая закрывание фотодиода И, а конденсатор 29 заряжается по второй RC-цепочке (резисторы 26 и 28, конденсатор 29). При достиже.нии напря ения на конденсаторе 29 равного напряжению пробоя динистора 19 происходит включение реле 16. При нормальной работе линейного искр гасящего элемента 8 происходит поочередное открывание и закрывание светодиода 1t, а следовательно, и по очередный заряд конденсаторов 27 и 29. Величина напряжения на них растет одинаково, разность потенциалов между обкладками равна нулю, реле 17 не включается и его контакты не изменяют своего состояния. Так как постоянная времени первой RC-цепочки выбрана меньшей, чем постоянная вреZ6V(R пени второй RC-цепочки {R V I реле 15 включйется ран ше и замыкает свои нормально разомкнутые контакты 30, 31 и 32 и размыка ет свой нормально замкнутый контакт В результате этого останавливается электродвигатель 5) останавливается искрообразующий механизм 4, размыкается контактный элемент 10, останавливается счетчик 7, который фиксируе число производных коммутаций, и заго рается лампа 23, индуцирующая нормальную работу линейного искрогасяще го элемента 8. Диагностирование неисправности линейного искрогасящего элемента производится следующим образом. Пробой линейного искрогасящего элемента 8. В этом случае при замыкании контактов искрообразующего механизма k через .светодиод Н протекает ток. В момент расхождения контактов через них также протекает раз рядный ток., поэтому фотодиод 1 открыт постоянно и замыкает собой цепь между полох ительным и отрицательным полюсом выпрямительного моста 2 через тумблер 25, резистор 26, фотодиод 14 и конденсатор 27. Последний, зарядившись, пробивает динистор 18 и включает реле 15. Одновременно прО исходит включение реле 17 по цепи: полохштельная обкладка заряженного конденсатора 27 - незаряженный конденсатор 29 - отрицательная обкладка конденсатора 27. В результате нормально разомкнутые контакты 30, 31 и 32 реле 15- замыкаются, нормально замкнутый контакт 33 размыкается, а также нормально разомкнутые контакты 37, 38, 39 «О -реле 17 3aMbiKaroTCPj а нормально замкнутый контакт 1 размыкается. В результате срабатывания указанных контактов останавливается электродвигатель 5 и загорается лампа 21, индуцирующая пробой линейного искрЬгасящего Злемента 8. При остановке двигателя размыкается контактый элемент 10, останавливается счетчик 7 и искрообразующий механизм . Счетчик фиксирует число оборотов, произведенных электродвигателем до начала пробоя линейного искрогасящего элемента, или число коммутаций искрообразующего механизма. Замкнувшиеся контакты 32 и 39 сохраняют включенное состояние реле 15 по цепи: источник питания 3 контакты 32 и 39 динистор 18 - реле 15 - диод моста 2 - тумблер 6 источник питания 3, а также включенное состояние реле 17 по цепи: источник питания 3 - контакты 32 и 39 реле 17 - конденсатор 29 - диод моста 2 - тумблер 6 - источник питания 3. При заряде конденсатора 29 током реле 17 происходит отключение реле 17, размыкание контакта 39 и отключение реле 15, которое, в свою очередь,.замыкает свой нормально закрытый контакт 33 в цепи питания электродвигателя. Размыкаются нормально разомкнутые контакты 30 и 37 в цепи питания лампы 21, Схема приходит снова в рабочее состояние. При обрыве линейного искрогасящего элемента 8 светодиод 1 находится в обесточенном состоянии, фотодиод оптрона - в запертом состоянии. Начинается заряд второй РГ,-цепоч ки по цепи: источник питания 3 - замкнутые контакты 33 и 36 - выпрямительный мост - замкнутый тумблер 25, резисторы 26 и 28, конденсатор 29, диод моста , тумблер 6, источник питания 3. Конденсатор 29, зарядившись, пробьет динистор 19.и включит реле 1б. Одновременно происходит вклю чение реле 17 по цепи: положительная обкладка заряженного конденсатора 29 реле 17, незаряженный конденсатор 27 отрицательная обкладка конденсатора 29. В результате нормально разомкнутые контакты 3, 35 реле 16 замыка - ютсп, нормально замкнутый контакт 36 размыкается, а нормально разомкнутые контакты 37, 38, 39, tO реле 17 замыкаются, а нормально замкнутый кон такт 41 размыкается. В результате сра батывания указанных контактов оста навливается электродвигатель 5 и загорается лампа 22, индуцирующая обрыв линейного искрогасящего элемента 8. При остановке электродвигателя размыкается контактный элемент 10, останавливается счетчик 7 и искрообразующий механизм , Счетчик фиксирует число оборотов, произведенных электродвигателем до начала обрыва линейного искрозащитного элемента, или число коммутаций искрообразующего механизмЗо Замкнувшиеся контакты 35 и 0 сохраняют включенное состояние реле 16 по цепи: источник питания 3 контакты 35 и 40 - динистор 19 - реле 16 - диод моста 2k - тумблер 6 источник питания 3, а также включенное состояние реле 17 по цепи: истое ник питания 3 - контакты 35 0 реле 17 - конденсатор 27 - диод моста 2k - тумблер 6 - источник питания 3. При заряде конденсатора 27 .током реле 17 происходит отключение реле 16, размыкание контакта fO и отключение реле 1б, которое, в свою очередь, замыкает свой нормально закрытый контакт Зб в цепи питания электродвигателя, а также размыкаются нормально разомкнутые контакты в цепи питания лампы 22„ Схема приходит снова в рабочее состояние.. Описанные виды неисправностей линейного искрогасящего элемента иммитируются тумблерами 9 и A3. Перед испытанием на искробезопасность шахтной электроаппаратуры необходимо произвести иммитацию пробоя линейного искро-( гасящего элемента, замкнув тумблер k3 Убедившись в правильности работы сиетемы, необходимо разомкнуть тумблер 4з и произвести иммитацио обрыва линейного искрозащитного элемента, разомкнув тумблер Э. Убедившись в правильности работы системы, необходимо тумблер 9 замкнуть, а тумблер разомкнуть , в этом положении тумблеров 9 и k3 проводятся испытания на искробеэопасность шахтной электроаппаратуры. Устройство для испытания на искробезопасность шахтной электроаппаратуры,, реализуется на следующей элементной базе: оптрон фотодиодный АОД 101А, транзистор ГТ 80(iA, динисТоры КН 101А, реле РС4.535., счетчик числа оборотов двигателя (числа коммутаций) СИ-24, конденсаторы K50-3s лампы накаливания коммутаторные ,1-1, выключатели - ТП-1, искрообразующий механизм по черт, 1 ГОСТ 227.88.5-78, электродвигатель с редуктором ЭД220-0,3-1200-80, источник питания 1,3 и 13 с выходным напряжением В, источник питания 2-Е-50, резисторы М)1Т-0,5. Предлагаемое устройство имеет следующие технические преимущества перед базовым объектом: осуществляет постоянный контроль работы линейных искрогасящих элементов в системе, выдает на индикацию характер повреждения линейного искрогасящего элемента пробой, обрыв/, фиксирует количество произведенных коммутаций до выхода из строя линейного искрогасящего элемента, дает возмохшость определить вероятность выхода из строя различных типов линейных искрогасящих элементов. Устранение причины повреждения линейного искрогасящего элемента (подбор рабочего или замена искрогасящего элемента на более мощный) дает возмо ; ность разработчику довести испытания на искробезопасность испытуемой системы до положительного результата и исключить дорогостоящие повторные испытания. Экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом рассчитывается из исключения повторных испытаний на искробезопасность систем шахтной электроаппаратуры.

35