Способ взрывозащиты электроборудования Советский патент 1992 года по МПК E21F9/00 

ч 1 ся о

vj Ю

Сущность изобретения: устройство, поясняющее способ, содержит: оболочку (1), контактор (2), датчик (3) контроля концентрации опасных компонентов, электронный блок (4), исполнительный элемент (5), источник) питания, устройство(7) для сжигания, термокристаллический узел (8), высокотемпературный узел (9), рабочий элемент (10), катализатор (11). 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9. 1 ил. ел С

К погпрейи/пелю

Изобретение относится к взрывозащи- щенному руднично.му электрооборудованию и может найти применение в угольной промышленности и других отраслях, имеющих окружающую среду с содержанием опасных взрывчатых газов,

Известные способы и средства взрыво- защиты основаны на применении схемных. и конструктивных мер, исключающих условия для передачи взрыва в окружающую среду. Вместе с тем, внутри оболочек электрооборудования условия для взрыва имеются, и он может произойти. А поскольку любой взрыв является нежелательным как ввиду выхода из строя электроаппаратуры, размещенной внутри оболочки так и вероятности передачи взрыва в окружающую среду, то необходимо принимать меры по контролю содержания опасных компонен- . тов и опережающему автоматическому от- ключению электрической энергии.

Известен способ взрывозащиты силовых электроустановок, согласно которому контролируют концентрацию взрывоопасной среды внутри защитных оболочек электрооборудования, отключают электрооборудование при превышении концентрации взрывоопасной среды заданной величины, причем отключают с выдержкой времени, в течение которой вводят нейтра- лизатор взрывоопасной среды.

Устройство, реализующее известный способ, содержит датчики контроля концентрации взрывоопасной среды, установленные во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек и воздействующие на коммутационные элементы защитного аппарата. Внутрь электрооборудования помещен нейтрализатор взрывоопасной среды, выпускной клапан которого соединен с вы- ходом дифференциального блока, входы которого соединены с датчиками контроля концентрации взрывоопасной среды внутри и вне оболочки электрооборудования, а защитный аппарат подключен к выходу дифференциального блока через блок задержки. С целью обеспечения надежности взрывозащиты, в цепь управления защитного аппарата введен логический элемент, вход которого присоединен к органу задержки, датчикам контроля и датчикам наличия нейтрализатора, а выход соединен с защитным аппаратом. Дифференциальный блок и логический элемент питаются от источника питания.

Известным способу и устройству присущи следующие недостатки. При использовании способа не исключается накопление внутри оболочки взрывоопасной среды, что может привести к любым нежелательным

аварийным и опасным последствиям, поскольку нейтрализуют среду не по мере накопления опасных компонентов, а при определенном их содержании и с Последующей задержкой на отключение. Реализация способа связана с. введением в изделие нейтрализатора, содержащегося в баллонах под избыточным давлением, что приводит к дополнительной опасности в процессе эксплуатации ввиду возможности взрыва баллонов или случайного истечения нейтрализатора, Низка надежность технической реализации способа, так как при его использовании предусмотрено взаимозависимое функционирование электрических, пневматических и,газовых систем, включая наличие различных видов защит и блокировок. Электрооборудование имеет сложную конструкцию, вследствие размещения внутри оболочек емкостей для нейтрализатора, вы- пускного клапана и дифференциального блока. Ввиду того, что каждое изделие снабжается дополнительным устройством для содержания нейтрализатора, увеличиваются, в целом, его габариты, усложняется об- служивание, требуется определенный уровень квалификации обслуживающего- персонала,

Целью изобретения является повышение безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что при способе взрывозащиты электрооборудования, включающем контроль концентрации метана во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования, сравнение ее с заданной концентрацией и при превышении концентрацией заданной величины нейтрализацию взрывоопасной среды и отключение электрооборудования, нейтрализацию осуществляют в две стадии, на первой стадии задают концентрацию метана ниже порога горения и нейтрализацию взрывоопасной среды до и после включения электрооборудования осуществляют термокаталитическим методом, а на второй стадии задают концентрацию метана выше порога устойчивого горения и при превышении ее текущей концентрации метана нейтрализацию осуществляют путем сжигания.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого для реализации способа устройства.

Устройство содержит расположенные внутри оболочки 1 контактор 2, датчик 3 контроля концентрации опасных компонентов, электронный блок 4 с исполнительным элементом 5, источник 6 питания, устройство 7 для сжигания, состоящее из термокаталитического 8 и высокотемпературного 9 узлов с рабочими элементами 10, выполненными в виде спирали. Кроме того, в узле 8 на спираль нанесен катализатор 11.

Способ осуществляют следующим образом.

Внутри оболочки электрооборудования, независимо от того, включено оно или отключено, постоянно контролируют содержание опасных компонентов, например метана.. До и после подачи напряжения на электрооборудование осуществляют сжигание опасных компонентов, в том числе образовавшихся внутри оболочки в результате разложения изоляции, красок, лаков и т.д., в присутствии катализатора. В случае накопления опасных компонентов, например метана, до 1,6% (порог устойчивого горения Метана) производят его интенсивное сжигание с помощью высокотемпературного нагрева.

Устройство работает следующим образ-ом.

При отсутствии заданной концентрации, например метана, в оболочке 1 и окружающей среде контактор 2 включает электрооборудование и подает напряжение потребителю. Блок 6 постоянно запитан от сетевого или автономного источника (не показан), что позволяет надежно функционировать устройству, Аналогично подключено питание к датчикам 3 контроля концентрации опасных компонентов. Поэтому блок 4 и устройство 7 находятся непрерывно в работе. При появлении опасных компонентов их нейтрализацию осуществляют в две стадии. Вначале (на первой стадии) нейтрализуют опасные компоненты посредством термокаталитического узла 8 устройства 7 Этот процесс ведут непрерывно как до включения, так и при включенном состоянии электрообрудования, На первой стадии осуществляют нейтрализацию опасных компонентов среды по мере их появления, т.е. при концентрации ниже порога горения. При накоплении опасных компонентов внутри защитной оболочки 1 с концентрацией, близкой к устойчивому их горению, например для метана 1,6%, срабатывает датчик 3 и через электронный блок 4 и его исполнительный-элемент 5 включают высокотемпературный узел 9 для интенсивного сжигания опасных компонентов, реализуя тем самым вторую стадию. Отсутствие опасных компонентов в оболочке фиксируют датчиком 3, который при уменьшении концентрации ниже порога горения воздействует на блок 4 и отключает узел 9, На второй стадии производят полную нейтрализацию опасных компонентов среды.

В том случае, когда в оболочке 1 происходит интенсивное нарастание опасной

концентрации, например метана, который не может быть нейтрализован устройством 7, датчик 3 передает сигнал на блок 4. Последний подает импульс (показано стрелкой

от блока 4) на отключение выключателя, посредством которого подается питание на данное электрооборудование.

Блок 4 воспринимает сигнал от датчика 3, усиливает его и сравнивает с двумя поро0 гами: нижним и верхним. Нижний порог соответствует минимальной концентрации, при которой начинается устойчивое горение опасных компонентов, Верхний порог - предельно допустимая (еще не взрывоопасная)

5 концентрация опасных компонентов во взрывоопасной среде, например концентрация метана 2,0%.

Устройство 7 представляет собой, например, изоляционное основание с навитой

0 на нем спиралью из нихромовой проволоки. Спираль узла 8 покрыта катализатором, например, платино-палладиевым. Взрывоза- щита осуществляется с помощью двойной сетки (144 ячейки на 1 см2) и с помощью

5 пакетной защиты

Сжигатель может быть выполнен в виде электроразрядных инициаторов окисления, представляющих собой два электрода, закрепленных на расстоянии 2-3 мм друг от

0 друга, к которым подается питание повышенного напряжения через катушку индуктивности. Указанный зазор обеспечивает образование электрического разряда, посредством которого сжигают опасные ком5 поненты.

Надежность устройства, реализующего способ, обеспечивается самоконтролем исправности всех его функциональных узлов. В случае повреждения любого узла происхо0 дит отключение или, наоборот, блокируется его включение. Надежность датчика 3 обеспечивается дублированием, а блока 4 - резервированием ответственных функциональных элементов.

5 Формула изобретения

Способ взрывозащиты электрооборудования, включающий контроль концентрации метана во взрывоопасных зонах внутри защитных оболочек электрооборудования,

0 сравнение ее с заданной концентрацией и при превышении концентрацией заданной величины осуществляют нейтрализацию взрывоопасной среды и отключение электрооборудования, отличающийся тем,

5 что, с целью повышения безопасности, нейтрализацию осуществляют в две стадии, на первой стадии задают концентрацию метана ниже порога горения и нейтрализацию взрывоопасной среды до и после включения электрооборудования осуществляют термо717459728

каталитическим методом, а на второй вышении ее текущей концентрацией метана стадии задают концентрацию метана вы- нейтрализацию осуществляют путем сжига- ше порога устойчивого горения и при пре- ния.