Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с нагретыми элементами Советский патент 1990 года по МПК E21F9/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам испытаний средств взрывозащиты электрооборудования, и может быть использовано при испытаниях средств взрывозащиты электрооборудования для производства с различными взрывоопасными средами.

Целью изобретения является повышение эффективности испытаний активных и индуктивных электрических цепей.

Поставленная цель достигается путем испытаний на искробезопасность электрических цепей с нагретыми элементами, заключающихся в подаче через искрообразующий механизм в разрядный промежуток энергии, запасенной в эле ктрической цепи, и энергии, обусловленной повышенной температурой нагретого элемента, измерении естественной длительности коммутационного разряда при токе в цепи, соответствующем температуре нагретого элемента, сокращении длительности электрических разрядов, a энергию, обусловленную температурой нагретого элемента, подают путем увеличения тока испытуемой цепи, причем время существования коммутационного разряда искусственно ограничивают до естественной длительности при токе в цепи, соответствующем температуре нагретого элемента.

Соотношения, связывающие токи и температуры контактов, для обоих случаев иск- роо&разования при температуре контактов, равной температуре окружающей среды, и температуре, повышенной до определенного значения, определяются следующим образом.

Энергетический баланс дугового разряда для случая коммутации индуктивной электрической цепи искрообразующим механизмом при температуре контактов, равной температуре окружающей среды, описывается выражением

Ао Срврв V(TB-To)ao

С учетом того, что при постоянных ЭДС источника питания и индуктивности цепи естественная длительность электрического разряда прямо пропорциональна размыкающему току, т.е.

1о/1н to/tiH а .

имеем

20;-1 Е L-IH

Ao- oto2 i б

а

Срарв V(TB-To)ao

В выражениях 1-3 индексом О обозначены параметры, относящиеся к температуре контактов, равной температуре окружающей среды, а индексом Н - пара- метры, относящиеся к повышенной температуре контактов, равной температуре нагретого элемента.

Из соотношения (2) и (3) при ао ан (тако как длительность разряда, соответствую- щего АО, искусственно сокращается до Тн), получаем

15

К : 2(2-1 °

АН

Тв-Тн

(4)

Таким образом, для реализации испытаний при температуре окружающей среды необходимо рабочий ток цепи,соответствующий температуре контактов искрообразующего механизма, равной температуре нагретого элемента, увеличить в число раз, определяемое из выражения (4), как

СА

1 JiJil ln/i +

2 ° 221 Тв-Т„;

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для испытаний средств взрывозащиты электрооборудования, предназначенного для эксплуатации в производствах с различными взрывоопасными средами. Цель - повышение эффективности испытаний активных и индуктивных электрических цепей (ЭЦ). На разрядный промежуток подают импульсную энергию, состоящую из энергии, запасенной в ЭЦ, и энергии, зависящей от т-ры нагретого элемента (НЭ). Затем уменьшают длительность импульса. Энергию, зависящую от т-ры НЭ, подают путем увеличения тока в число (α) раз, определяемое по формуле α=I_O/I_н=0,5[1+(T_в-T_о)/(T_в-T_н)], где T_в, T_о - т-ра горения взрывоопасной смеси и т-ра окружающей среды (ОС), соответственно, град

T_н - т-ра НЭ, град

I_н - ток в ЭЦ при т-ре, равной т-ре НЭ, А

I_о - ток в ЭЦ при т-ре контактов, равной температуре ОС, А. При этом длительность импульса уменьшают, исходя из соотношения T_о/T_н=I_о/I_н, где T_о - длительность импульса при т-ре ОС

T_н - длительность импульса при т-ре НЭ.

Аналогичен баланс энергии дугового разряда для случая коммутации индуктивной це- пт искрообразующим механизмом при повышенной температуре контактов, равной teMnepaType нагретого элемента:

АН 1н tH

§4- 6 2-tH

СрвЯв (Тв-То)ан

где А - энергия, выделяющаяся в электрическом разряде за время его существования, Дж;

i - ток в электрической цепи. А;

Е - ЭДС источника питания, В;

L - индуктивность цепи, Гн;

t - длительность электрического разряда, с:

а - коэффициент, учитывающий потери энергии в окружающее пространство;

Срв - удельная массовая теплоемкость продуктов горения взрывоопасной смеси при постоянном давлении и температуре горения Тв, Дж/град:

РВ плотность продуктов горения при температуре Тв, г/мм ;

V - критический объем смеси, разогреваемый энергией разряда до температуры Тз,

TB - температура горения смеси, С:

Г --температура контактов искрообра- зующего механизма.

а естественную длительность разряда при токе 1о сократить с to до 1н. Соотно- 30 шение (5) сохраняется как для чисто активной цепи ( L 0), так и для чисто

{ 2

-М-1 . lEt

индуктивной цепи --- j

35

Техническое решение реализуется в следующей последовательности.

Измеряют естественную длительность электрических разрядов при токах, соответ40 ствующих температуре Тн, определяют коэффициент увеличения тока в цепи в соответствии с соотношением (5): увеличивают ток электрической цепи до 1о; искусственно сокращают длительность

45 электрического разряда в цепях с {величенНЫМ током до tiH.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед испытаниями термометррм из50 меряют температуру окружающей среды То. Затем испытуемую цепь подключают к источнику питания и оптическим пирометром измеряют температуру Тн нагреваемого тела при максимально возможном

55 ЭДС источника напряжения. После этого последовательно в цепь включают искро- образующий механизм и осциллографом определяют естественную длительность коммутационного разряда (to). По формуле (4) определяют величину К и рассчитывают lo IH

К + 1

Уменьшая сопротивление в цепи, устанавливают в ней ток, равный 1о, включают искрообразующий механизм и, уменьшая длительность электрических раз- рядов, обеспечивают отсечку тока через промежуток времени, равный tn. Затем проводят испытания на искробезопасность,

Реализация предлагаемого способа дает возможность проводить испытания на ис- кробезопасность активных и индуктивных электрических цепей, содержащих нагретые элементы, при комнатной температуре.

Формулаизобретения

Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с нагретыми элементами, заключающийся в подаче на разрядный промежуток импульсной энергии, состоящей из энергии, запасенной в электрической цепи, и энергии, зависящей от температуры нагретого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний активных и индуктивных электрических цепей, измеряют длительность импульса на разрядном промежутке при токе в цепи, соответствующем

нагретому элементу, затем уменьшают длительность импульса, а энергию, зависящую от температуры нагретого элемента, подают путем увеличения тока в число раз, определяемое формулой

Тв-То

a ,5 fi+.

TH/

где lo - ток в электрической цепи при температуре окружающей среды;

1н - ток в электрической цепи при температуре, равной температуре нагретого элемента:

Те - температура горения взрывоопасной смеси;

То - температура окружающей среды;

Тн - TeMne jaTypa нагретого проводника, причем длительность импульса уменьшают исходя из соотношения

to о

tHIH

где to - ,цлительность импульса при температуре окружающей среды,

tH - длительность импульса при температуре нагретого элемента.