Способ оценки взрывобезопасности нагретых проводников Советский патент 1990 года по МПК E21F9/00 

Изобретение сггносится к электротехнике, в частности к способам испытаний на взры- возащищенность электрооборудования автоматики и телемеханики, предназначенного для применения во взрывоопасных зонах технологических объектов различных отраслей промышленности.

Цель изобретения - повышение точности испытаний и их упрощение.

На чертеже представлен график зависимости температуры воспламенения смесей

проводниками, нагретыми электрическим током, от нормальной скорости распространения пламени.

Способ реализуется следующим образом.

В герметическом сосуде устанавливается несколько проводников заданной геометрии и материала. Сосуд вакуумируется. Затем в него запускается смесь воздуха, например, с инертным газом, составленная таким образом, чтобы ее теплопроводность была равна теплопроводности взрывоопасной смеси оптимального coctaea, в которой должно использоваться электрооборудование. Добавка инертного газа рассчитывается из соотношения

(-р

1Г-л

где С, Cf. - доля инертного газа и горючего в смеси соответственно; К, Kf, A,g - коэффициент теплопроводности инертного газа, горючего и воздуха соответственно. Подключают к проводнику источник ЭДС и, постепенно увеличивая ток через проводник, доводят его до плавления. Ток плавления фиксируется осциллографом или амперметром. Температуру плавления материала проводника определяют по найденному току его плавления, а также известным теплофизическим характеристикам окружающей среды и проводника согласно выражению

(1)0.6 (J)0,. LnЛн

где К - коэффициент пропорциональности, равный 1,96 для меди, золота, серебра и 1,65 для всех остальных материалов;

Т температура проводника при токе I; 1 - ток, проходящий через проводник, как фактор, определяющий мощность, рассеиваемую на проводнике 1„ - ток плавления проводника, учитывающий физико-химические и геометрические характеристики проводника;

Т„-температура плавления; , с- коэффициент теплопроводности материала проводника и окружающей среды.

Затем рассчитывается температура проводника при токе, функционирующем в изделии. Полученная температура сравнивается с заранее определенной границей безопасности, построенной в координатах: допустимая температура - нормальная скорость горения, для фиксированных диаметров проводников. Если полученная точка лежит ниже границы безопасности - тепловое воздействие проводника безопасно.

В основу предлагаемого способа положена концепция оценки температуры нагрева проводника, исходя из легко измеряемого электрического параметра, например

тока, учитывающая материал и геометрию нагретого тела, а также свойства взрывоопасной смеси. Это позволяет существенно сократить объем испытаний и по- высить их точность.

Формула изобретения

Способ оценки взрывобезопасности нагретых проводников, включающий задание

0 тока через проводник, находящийся в камере, задание допустимой температуры по условию взрывобезопасности, определение температуры проводника и сравнение ее с заданной, отличающийся тем, что, с целью

g повышения точности испытаний и их упрощения, камеру с проводниками заполняют газовой смесью, содержащей инертный газ в такой пропорции, чтобы теплопроводность полученного состава соответствовала теплопроводности взрывоопасной смеси

0 оптимального состава, задают границу безопасности в виде зависимости допустимой температуры от.нормальной скорости распространения пламени взрывоопасной смеси оптимального состава, увеличивают ток до расплавления испытуемого проводника, фик5 сируют этот ток и определяют температуру Т нагрева проводника при заданном токе I по формуле

(4-)° (4)°

где К - коэффициент пропорциональности, равный 1,96 для меди, золота, серебра и 1,65 для всех остальных материалов;

Т„ - температура плавления материала 5проводника;

I - ток, проходящий через проводник, как фактор определяющий мощность, рассеиваемую на проводнике;

1„- ток плавления проводника, как комплексный параметр, учитывающий физико-химические и геометрические характеристики проводника;

Я - коэффициент теплопроводности ок- 5ружающей среды;

коэффициент теплопроводности материала проводника, если температура нагрева проводника лежит ниже границы безопасности, делают вывод о его взрывобезопасности.

0

1300

100

0.1 0.2 О.Э ОЛ 0.5 0.6 1с

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при испытаниях на взрывобезопасность электрооборудования автоматики и телемеханики. Цель изобретения - повышение точности испытаний и их упрощение. Для этого камеру с размещенными в ней испытуемыми проводниками заполняют газовой смесью, содержащей инертный газ в такой пропорции, чтобы теплопроводность полученного состава была равна теплопроводности взрывоопасной смеси оптимального состава, для которой предназначено электрооборудование. Задают ток через проводник, находящийся в камере. Определяют ток, при котором происходит расплавление проводника. Задают границу безопасности в виде зависимости допустимой температуры от нормальной скорости распространения пламени взрывоопасной смеси оптимального состава. По известным теплофизическим характеристикам материала проводника, найденному току плавления и существующим расчетным зависимостям определяют температуру его нагрева при заданном токе в электрической цепи. И если температура нагрева проводника лежит ниже границы безопасности, делают вывод о его взрывобезопасности. 1 ил.