Устройство для бескамерной оценки электрических цепей на искробезопасность Советский патент 1986 года по МПК E21F9/00 

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

Целью изобретения; является новы- шение точности оценки цепей на искро безопасность путем приближенного к реальному воспроизведения изменений тока и напряжения в процессе разряда во всем диапазоне, (скоростей) двилсе- Н11Я контактов.

Па чертеже показана функциональ- ная схема предлагаемого, устройства.

Устройство состоит из источников 1,2 тока, кгаочевых элементов 3 и f, двух операционных усилителей 5 и б, магазина 7 емкостей, делителя 8 напряжения, транзистора 9, ограничителей TOica в В1аде резисторов 10-13, . испытуемой цепи 14, умножителя 15, интегратора 16, аналого-цифрового преобразователя 17, цифровых индикаторов 18 и 19, счетчика 20, блока 2 совпадения, компаратора 22, генератора 23. i Устройство р-аботает следующим образом. .

Предварительно ключи 3 и-4 разомкнуты, напряжение на входе операционного усилителя 5, на выходе дели- .теля 8 напряжения и на Ъходе опера- циоиного усилителя 6 равно нулю. Транзистор 9 открыт и через его кол ; лектор-эмиттерньш переход протекае ток испытуемой 14, практически равньй 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 напря- Up поступает на входы-делителя 8 напряжения и операционного уси- пителя б. На В7 орой.вход делителя 8 напряжения поступает напряжение с резистора 13, пропорциональное току испытуемой цепи. В результате на выходе делителя 8 напряжения форми- .руется напряжение, возрастающее во

1

и обратно пропорциональное

5 0

j о

5

5

0

току ip. На входе операционного- усилителя б 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 транзистора 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 токоизме- рительного резистора 13. Напряжение с выхода умн-ожителя, пропорциональ- ное мощности разряда, поступает на вход интегратора 16, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное Энергии разряда. Это напряжение преобразовывается аналого- цифровьм преобразователем 17 в циф- i ровой код и индицируется цифровым индикатором 18,

С выхода умпож1-1теля 15 напряжение поступает на компаратор 22, обеспечивающий помехоустойчивость измерителя длительности. превышении входньм сигналом порога срабатывания компаратора на его выходе появляется сигнал, oткpьшaюш -п блок 21 совпадения, что приводит к появлению на ее выходе импульсов от генератора 23, Эти импульсы поступают па вход циф- рового 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, выде-- ляемой из.цепи в разряде, за вычетом катодных потерь от длительности раз- Ряда и скорости движения контактов Б-Сопоставить ее с соответствующей

завис1-адостыо для воспламеняющей энергии. Цепь считается искробезопасной, эсли значения энергии разряда во всем возможном диапазоне скоростей движения контактов остается меньше воспламеняющей энергии.

.В предлагаемом устройстве получение зависимости энергии, вьщеляемой из цепи в разряд) от длительности разряда и скорости движения контактов обеспечивается за счет подключе- ния к зажимам испытуемой цепи нелинейного сопротивления с вольт-амперной характеристикой, соответствующей вольт-амперной характеристике дугового разряда. Эта вольт-амперная ха

j

12244124

рактеристика может быть описана ражением

aVt +

V

UK +

Vt Ч

где Uj, - катодное падение напряжения; а,Ь - коэффициенты характеристики;

V - скорость движения контактов;

Up- напряжение на разряде;

ip- ток разряда.

Использование уьтройства позволяет получить закон изменения напряжения Up во всем возможном диапазоне скоростей движения контактов, а также достаточно точно измерить длительность процесса и энергию, вьщелив- шуюся на нелинейном сопротивлении.

jL

Г

. Составитель И.Назаркина Редактор М.Келемеш Техред Г.Гербер Корректор В.Синицкая .

Заказ 1900/29 Тираж 436Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР : по делам изобретений и открытий

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

. Г1роизводствеш о-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4