СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ10IИзобретение относится к угольной, химической нефтегазовой промышлен- ностям и предназначено для определения искробезопасности систем,содержащих индуктивные элементы, в частности для определе1шя искробезопасности систем автоматизации угледобывающих комплексов.Известен способ оценки искробезопасности, основанный на сравнении воспламеняющей способности злектри- ческик раз1.ждов, возникающих при коммутации резистивных и индуктивных цепей с шунтами в более легковое-; пламененной т'азовой среде по сравне- jj нию с рабочей [l ].Недостатком этого способа является то, что он не может быть использован дпя оценки искробезопасности ни- JQ дуктивностей с полупроводниковыми шунтами, так как такие цепи более ис- кроопасны, чем резистивш^ю с той же потр ебл яемой мощно с г ью.Известен также способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с индуктивной нагрузкой, основанный на коммутации цепи во взрывной камере при значении тока,увеличенного по сравнению с номинальным в число раз, равное коэффициенту запаса.В известием способе во взрывной камере коммутируют испытуемую цепь при ее номинальном напряжении и определяют значение воспламеняющего тока. Далее определяют индуктивность по характеристикам искробезопасности для индуктивных цепей при номинальном напряжении и воспламенякицем токе. Используя значение полученной индуктивности для увеличенного на коэффициент запаса напряжения цепи по упомянутым характеристикам устанавливают искробезопасное значение тока.. При, увеличенном на коэффициент запаса напряясении снова коммутируют цепь во взрывной камере. Затем подбирают Советский патент 1981 года по МПК E21F9/00 

величину емкости цепи, при которой вероятность воспламенения не вьшает 10 . В качестве допустимого принимают уменьшенное на величи коэф4 ициента запаса воспламенякщее значение тока при номинальном напря жении цепи 12. Недостаток данного способа заклю чается, в том, что он не обеспечивает точной оценки искробезопасности индуктивных цепей с искрога-сящими шунтами. Это обусловлено тем, что двукратное увеличение напряжения невозможно без изменения внутреннег сопротивления источника, что влияет на искробезопасность испытглваемой цепи и снижает достоверность испытаний. Цель изобретения - повышение точности испытаний индуктивных цепей с искрогасящими шунтами, пост янная времени которых не менее чем в три раза превышает длительность разряда. Поставленная цель достигается тем, что увеличение тока в цепи осуществляют путем введения в неё дополнительной индуктивной нагрузки, идентичной по характеру и парал лельно подсоединенной испытуемой, На чертеже представлена экспериментальная зависимость длительности разряда от величины коммутируемого тока. Способ осуществляется следующим образом. Определйют длительность электрического разряда по зависимости последней от величины коммутируемого тока, увеличенного в число раз, рав ное коэффициенту запаса и сравниваю полученную длительность с постоянной времени индуктивной нагрузки. Затем определяют вероятность воспла менения при увеличении тока и снова сравнивают значение полученной вероятности с допустимой. Теоретическое обоснование предла гаемого способа состоит в следующем Электрический разряд прекращаетс если напряясенность поля в межконт&к ном промежутке уменьшается до определенного значения, величина которо зависит-от тока, протекающего в раз ряде. Поскольку расстояние между контактагад в процессе размыкания ув .личивается, а максимальная величина напряжения на них определяется 54 суммой ЭДС источника и напряжения на нагрузке, которое ограничивается искрогасящкм шунтом, то при дальнейшем расхождении контактов напряженность поля уменьшается и разряд прекращается. Ток, при котором разряд прекращается, определяется зависимостьюUn ,. „ -bp/tr (- - ), коммутируюмый ток нагрузки. постоянная «ремени гидративного элемента; индуктивность нагрузки; сопротивление нагрузки; напряжение зажигания разряда;tp - длительность разряда, приведенной зависимости следует, что при индуктивности шунтируемой нагрузки выше некоторой величины, при которой Г 3 tp , ток в разряде практически не изменяется в течение всей длительности разряда, которая зависит от величины коммутируемого тока и напряжения питания и может быть получена практически.Установ лено, что при L 50 мГ ток в разряде не изменяется. Таким образом, подключением парал лельно испытуемой нагрузки идентичной (при выполнении условия t 5- 3tp ) обеспечивается увеличение коммутируемого тока в число раз, равное коэффициенту запаса. Наиболее энергоемкие элементы автоматики (реле, электрогидроклапаны) обладают индуктивностью, равной сотням миллигенри и даже единицам. Предлагаемый способ может найти широкое применение для испытания электрических цепей без двукратного увеличения тока через испытываемый элемент и без использования более легковоспламеняемой газовой смеси. Оценка искробезопасности индуктивных цепей по предалагемому способу производится следующим образом. Измеряют ток, протекающий в индуктивной нагрузке в номинальном режиме. По кривой определяют длительность разряда, возникающего при удвоенном токе и номинальном напряжении. Если цепь имеет параметры (ток и напряжение), отличные от параметров,

приведенных на чертеже, необходимые зависимости должны быть предварительно получены путем осциллографирования коммутационных разрядов в соответствующих цепях. После этого определяют отношение постоянной времени индуктивной цепи к длительности разярда. Если постоянная времени не оговорена, то ее определяют как отношение величины индуктивности к сопротивлению нагрузки. Величина индуктивности, если ее значение не приведено в паспорте или технической документации, может быть определна любым измерительным мостом.

Постоянная времени индуктивной цепи может быть определена также путём осциллографирования тока цепи при ее замыкании. Известно, что эта постоянная при ее включении равна времени, в течение которого ток в цепи увеличивается от О до 63% его установившегося значения.

Параллельно испытываемой нагрузк (индуктивным элементам с шунтами) пoдклю aют идентичные элементы, обеспечивающие необходимое увеличение тока через коммутирующие контакты. При этом при необходимости может быть уменьшено внутреннее сопротивление линейного или увеличен максимальный ток параметрического источника питания. Затем определяют вероятность воспламенения представительной газовой смеси при коммутации увеличенного по сравнению с номинальным тока. Воспламенение определяют путем коммутаций во взрывоопасной среде, содержащейся во взрывной камере. При этом подсчитывается количество взрывов. Вероятность воспламенения определяется отношением числа взрывов к числу искрений. После этого сравнивают значение полученной вероятности с допустимой. Если вероятность воспламенения не превышает 10 , т.е. число взырвов не более 6 на 16000 искрений, цепь считается искробезопасной.

Пример . На испытания представлена система, содержащая источник питания и два включенных параллельно электромагнита. Напряжение источника 24 В, максимальный ток 0,5А (источник параметрический ),Сопротивлешш обмотки электромагнита R 1200 Ом, индуктивность обмотки

L 0,7 Г, искрогасящий шунт содержит диод и ковденсатор емкостью С 0,1 мкФ, Общий ток нагрузки J 0,4А. Увеличение тока путем изменения сопротивления элементов невозможно, так как оно связано с конструкцией электромагнита.

Таким образом, данная система согласно принятым ранее способам оценки искробезопасности не может быть испытана в представительной газовой смеси, а испытания в легковоспламеняемой смеси дают отрицательные результаты из-за завышенного коэффициента запаса.

При испытаниях по кривой определи ют длительность разряда при напряжении 24В и при удвоенном по сравнению с номинальным токе J 0,8А. Длительность разряда равна Тр 75- .

Постоянная времени индуктивной цепи определяется зависимостыо

. отношение

,-3

Г 5,8-to

Тр 7.5-. 10 6

т.е. значительно больше трех. Затем подключают дополнительно два электромагнита, предварительно изменив максимальный ток источника до 1А (установившийся ток нагрузки в режи,. ме испытания)равен О,ЗА) и проводят

испыт-ания цепи с током 0,SA в метановоздушной среде (СН4 8,5 % , Вероятность воспламенения этой цепи равна 0,310 ; так как при полученной вероятности воспламенения меньше

цепь считается искробезопасной,

Таким образом, предлагаемый способ позволяет провести испытания в метановоздушной среде с необходимым коэффициентом запаса и за счет более точного его выполнения (по сравнению с водородновоздушной средой) увеличить мощность искробеэопасной цепи.

Формула изобретения

Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей с индукгивной нагрузкой, основанный на коммутации цепи во взрывной камере при значении тока, увеличенного по сравнению с номинальным в число раз, равное коэффициенту запаса, отличающийся тем, что, с целью повыше шя точности ИСПЫТАНИЙ индуктивных цепей с искрогасящими шунтами постоянная времени которых не менее чем в три раза превьшает длительность разряда, увеличение тока в 5 цепи осуществляют путем введения в нее дополнительной индуктивной нагрузки, идентичной по характеру и параллельно подсоединенной испытуемой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 390286, кл. Е 02 F 5/00, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 454356. кло Е 02 F 5/00, 1971.