Устройство для электроизмерительной оценки искробезопасности индуктивных электрических цепей Советский патент 1989 года по МПК E21F9/00 

ГЧ)

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для электроизмерительной оценки искро- безопасности индуктивных цепей элект рооборудования, работающего во взрывоопасных средах.

Цель изобретения - повышение достоверности оценки искробезопасности

ком 10 сдвига фазы, а второй выход с анодом стабилитрона 5.

Устройство работает следуюв;им образом.

В момент появления положительного (относительно эмиттера транзистора 4 импульса на выходе генератора 9 одновременно отпираются тиристор 3 и

rf 1 v- xJti iJ-v- -- i -С ff.ff f - - - - --- индуктивных электрических цепей пере-to транзистор 4 и в испытываемой .-цепи 1

менного и выпрямленного токов путем .сдвига импульса для подключения модели разрядного промежутка в момент, когда ток или напряжение достигает максимального значения.

На чертеже представлена схема устройства.

Схема йодержит испытываемую цепь 1, безразрядньш прерьгватель 2, содержащий тиристор 3, транзистор 4, стабилитрон 5, разделительные сопротивления 6 и 7, разделительный диод 8 и генератор 9 П-образных импульсов череду 9Щейся полярности, снабженный блоком 10 сдвига фазы управляющих безразрядным прерывателем импульсов, модель 11 разрядного.промежутка, включающая стабилитрон 12, магазин 13 конденсаторов и переключатель 14, токовый шунт 15, электронный осциллограф 16 и пиковый вольтметр 17 с кнопкой 18.

устанавливается начальный ток.

этом

О 1

Т, /

При

(О

15

20

где Т - длительность положительного

импульса генератора 9; и, - постоянная .времени испытываемой цепи. При изменении сигнала (полярности) на выходе генератора 9 транзистор 4 запирается. В результате шунтирующег действия конденсаторов 13 модели 11 разрядного промежутка напряжение меж ду анодом тиристора 3 и эмиттером. транзистора 4 в первый момент относи тельно невелико 8-15 В, сопротивление стабилитрона 5 при таком напряжении составляет сотни кило.ом и тири стор 3 переходит в направляющий режи (для выполнения этого условия напряжение стабилизации стабилитрона 5 долх;но быть 15-20 В). Дальнейший рост напряжения на разрядном промеж ке приводит к тому, что основная часть этого напряжения прикладывает 35 к тиристору 3, а на. транзисторе 4 напряжение равно напряжению стабили зации стабилитрона 5.

30

Испытываемая цепь 1 первьм вывог дом соединена с анодом тиристора 3 и первыми обкладками конденсаторов 13, а также с одним из выводов пикового вольтметра 17. Второй вывод испытываемой цепи 1 соединен с эмиттером транзистора 4 первым выводом резисто-40 ра 15 и с одним из выводов осциллогра фа 16. Второй вывод осциллографа соединен со вторым выводом резистора 15 и катодом стабилитрона 12, а через

импульса генератора 9; и, - постоянная .времени испытываемой цепи. При изменении сигнала (полярности) на выходе генератора 9 транзистор 4 запирается. В результате шунтирующего действия конденсаторов 13 модели 11 разрядного промежутка напряжение межг ду анодом тиристора 3 и эмиттером. транзистора 4 в первый момент относительно невелико 8-15 В, сопротивление стабилитрона 5 при таком напряжении составляет сотни кило.ом и тиристор 3 переходит в направляющий режим (для выполнения этого условия напряжение стабилизации стабилитрона 5 долх;но быть 15-20 В). Дальнейший рост напряжения на разрядном промежут ке приводит к тому, что основная часть этого напряжения прикладывается 35 к тиристору 3, а на. транзисторе 4 напряжение равно напряжению стабилизации стабилитрона 5.

I

Транзистор 4 служит для обеспечения резкого падения тока в цепи тиристора 3 (до уровня существенно меньшего тока удержания) в начальньш момент, когда напряжение на модели разрядного промежутка относительно

и кати Дим С1 пиили p - iio. -, t -.f- If Г-, - -.

кнопку 18 соединен со вторым выводом ДЗ ло, а тиристор 3 и стабилитрон 5 . .,. . .nm.4-i ГТЧ-ГЧОТ. ГЛФ

пикового вольтметра 17. Анод стабилитрона 1 2 через переключатель 14 соединен с одним из конденсаторов 13, входящих в модель 11 разрядного промежутка. В безразрядном прерывателе 0 2 катод тиристора 3 соединен с коллектором транзистора 4 и катодом стабилитрона 5. Управляющий вход тиристора 3 соединен через разделительное сопротивление 6 с катодом диода 8, 55 анод которого соединен через разделительное сопротивление 7 с базой транзистора 4 и одним из выходов генератора 9, вход которого соединен с блодля защиты этого транзистора от пере напряжений, возникающих на модели разрядного промежутка.

При появлении отрицательного (относительно эмиттера транзистора 4) импульса на выходе генератора 9 к испытываемой цепи 1 подключается модель 11 разрядного промежутка. Передний фронт этого импульса сдвига- ют вдоль периода питающего испытываемую цепь 1 напряжения с помощью блока 10. Время подключения определя ется длительностью Т этого импульса Величина Т выбирается из условия

ком 10 сдвига фазы, а второй выход с анодом стабилитрона 5.

Устройство работает следуюв;им образом.

В момент появления положительного (относительно эмиттера транзистора 4) импульса на выходе генератора 9 одновременно отпираются тиристор 3 и

-- транзистор 4 и в испытываемой .-цепи 1

транзистор 4 и в испытываемой .-цепи 1

устанавливается начальный ток.

этом

О 1

Т, /

При

(О

5

20

40

где Т - длительность положительного

импульса генератора 9; и, - постоянная .времени испытываемой цепи. При изменении сигнала (полярности) на выходе генератора 9 транзистор 4 запирается. В результате шунтирующего действия конденсаторов 13 модели 11 разрядного промежутка напряжение межг ду анодом тиристора 3 и эмиттером. транзистора 4 в первый момент относительно невелико 8-15 В, сопротивление стабилитрона 5 при таком напряжении составляет сотни кило.ом и тиристор 3 переходит в направляющий режим (для выполнения этого условия напряжение стабилизации стабилитрона 5 долх;но быть 15-20 В). Дальнейший рост напряжения на разрядном промежутке приводит к тому, что основная часть этого напряжения прикладывается 35 к тиристору 3, а на. транзисторе 4 напряжение равно напряжению стабилизации стабилитрона 5.

30

I

Транзистор 4 служит для обеспечения резкого падения тока в цепи тиристора 3 (до уровня существенно меньшего тока удержания) в начальньш момент, когда напряжение на модели разрядного промежутка относительно

If Г-, - -.

ло, а тиристор 3 и стабилитрон 5 , а тиристор 3 и стабилитрон 5 . . .nm.4-i ГТЧ-ГЧОТ. ГЛФ

для защиты этого транзистора от перенапряжений, возникающих на модели разрядного промежутка.

При появлении отрицательного (относительно эмиттера транзистора 4) импульса на выходе генератора 9 к испытываемой цепи 1 подключается модель 11 разрядного промежутка. Передний фронт этого импульса сдвига- ют вдоль периода питающего испытываемую цепь 1 напряжения с помощью блока 10. Время подключения определя ется длительностью Т этого импульса Величина Т выбирается из условия

to Т

2

(2)

где t - время формирование информативного ядра пламени газовой смеси, для работы в которой предназначена испытываемая цепь.

Сопротивление 6 и 7 и диод 8 служат для разделения управляющих электродов тиристора и транзистора.

Оценка на искробезопасность с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Из условий (1) и (2) устанавливаются величины Т, и Т. Затем переключателем 14 изменяют емкость измерительного конденсатора 13 до тех пор, пока будет вьшолнено условие

t Т

2

(3)

где t - длительность разряда испытываемой цепи при подключении к ней модели разрядного промежутка. .

Практически условие (3) можно считать вьшолненным при уменьшении начального тока в испытываемой цепи на порядок. Величина t контролируется на экране осциллографа 16, что обеспечивается строгой периодичностью и повторяемостью процесса. При выполнении условия (3) блок 10 сдвига фазы управляющих безразрядными прерывателем импульсов передний фронт отрицательного (относительно эмиттера транзистора 4) импульса на выходе генератора 9 перемещают вдоль периода питающего испытываемую цепь напряжения до тех пор, пока на подключенном с помощью кнопки 18 пиковом вольтметре 17 будут получены максимальные показания V. По его показаниям V п определяют величину полезной (в смысле электрического зажигания) энергии W , которую может выделить . испытываемая цепь с последующим сравнением этой величины с допустимой Wg при заданной вероятности воспламенения Р, т.е. искробезопасность испытываемой цепи определяется из условия

п

2

(4)

где Vjj - катодное падение напряжения на электродах моделируемого 1 оммутирующего устройства; С - емкость измерительного кон,- денсатора, при которой для данной испытываемой цепи выполняется условие (3). Следует отметить, что в силу W , const (при данной газовой смеси) и V const-можно построить по выражению (4) кривую V f (с) для всего возможного диапазона С, При этом точки, лежащие ниже этой кривой, с вероятностью Р находятся в искробезо- пасной зоне, т.е. расчет по формуле (4) может быть заменен нанесением на график V h f (С) точки с найденными в процессе испытаний коЪрдинатами V, С.

Использование изобретения позволит повысить достоверность оценки искро- безопасности индуктивных электрических цепей переменного и вьшрямленного токов взрывозащищенного и рудничного- электрооборудования, применяемого i. во взрывобезопасных помещениях и иах- тах. Формула изобретения

Устройство для электроизмерительной оценки искробезопасности индуктивных электрических цепей по авт. св. № 636413, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности оценки искробезопасности индуктивных электрических цепей переменного и выпрямленного токов, в устройство дополнительно введен блок сдвига фазы, соединенньм с генератором прямоугольных импульсов чередующейся полярности безразрядного прерывателя .

Изобретение относится к горной промьпчленности и может быть использовано для электроизмерительной оценки искробезопасности индуктивных цепей электрооборудования, работающего во взрывоопасных средах. Цель изобретения - повышение достоверности оценки искробезопасности индуктивных электрических цепей переменного и выпрямленного тока путем сдвига импульса для подключения модели разрядного промежутка в момент, когда ток или напряжение достигает максимального значения. Устройство содержит испытываемую цепь.1, безразрядньй прерыватель 2, содержащий тиристор 3, транзистор 4, стабилитрон 5, разделительные сопротивления 6 и 7, разделительный диод 8 и генератор 9 Н-об- разных импульсов чередующейся полярности, снабженный блоком 10 сдвига фазы, модель 11 разрядного промежутка, содержащую стабилитрон 12, магазин конденсаторов 13 и переключатель 14, токовый шунт 15, электронный осциллограф 16 и пиковый вольтметр 17 с кнопкой 18. За счет генератора 9 и блока 10 сдвига фазы обеспечено выделение максимальной энергии в мог- дели 1 1. Это позволяет повысить дос- товерность оценки искробезопасности индуктивных электрических цепей. 1 ил. S (Л