(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ИСКГОБЕЗОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Изобретение относится к угольной, химической, нефтегазовой и другим отраслям промьшшенности, где производится эксплуатация электрооборудования в потенциально-взрывоопасных средах, и предназначен для испытания электрических цепей на искробезопасность. Известен способ испытаний на искро безопасность электрических цепей, заключающийся в том, что электрические цепи коммутируют контактами в атмосфере взрывчатой смеси. Согласно этому способу подсчитывается количество коммутаций при испытаниях в каждом режиме, которое должно быть не менее 16000, и количество взрывов, и определяется вероятность воспламенения, которая считается равной отношению числа взрьюов к числу искрений. Цепь считается искробезопасиой, если получаемая при этом вероятность воспла iменения не превышает 10 , т.е. если средняя частота взрьшов меньше или равна один взрьш на 1000 искрений Недостаток этого способа заключается в том, что точность оценки искробезопасности неудовлетворительна. Это объясняется тем, что скорость движения контактов в процессе испытаний изменяется от одной серии коммутаций к другой н результате усталостных явлений в контактах и различной настройки. Известно, что скорость оказывает cjrajecTBeHHoe влияние на величину искровой энергии. Поскольку в этом способе при оценке искробезопасности изменение скорости движения контактов не производится, то повторяемость результатов, а следовательно и точность оценки неудовлетворительна. Наиболее близкий к предлагаемому способ испытаний на искробезопасность электрических цепей во взрывных камерах основан на коммутации цепи в атмосфере взрывчатой смеси путем регулирования скорости коммутации. При более медленном размыкании контактов длительность выделения энер гии больше времени формирования ядра пламени. Энергия, выделившаяся после времени формирования ядра пламени, не оказывает влияния на воспламенение так как минимальное ядро пламени тем и характеризуется, что само способно воспламенить всю газовую смесь без внешнего притока энергии. Поэтому при размыкании индуктивной цепи (без шунта), где энергия, выделившаяся в разряде, практически равна энергии индуктивного элемента, взрывоопасная смесь воспламеняется с тем меньшей вероятностью, чем больше длительность разряда по сравнению с временем формирования минимального ядра пламени, т.е. чем меньше скорость размыкания контактов. Однако из этого не следует что длительность разряда должна быть равна времени формирования ядра пламени, так как, если продолжать увелинивать скорость размыкания, то длительность разряда уменьшается, а эне гия в разряде при этом практически н изменяется. Так как скорость движения контактов увеличивается, то за время формирования ядра пламени расстояние между контактами также увели чивается. Увеличение расстояния между контактами приводит к снижению их охлаж дающего действия, а следовательно к уменьшению величины энергии, воспламенякщей газовую смесь. Таким образом при коммутации индуктивных цепей воспламеняющий ток будет тем меньше, чем больрю скорост движения контактов и чем меньше длительность разряда, причем длительность разряда может быть значительно меньше времени формирования минималь ного ядра пламени 23 Недостатком известного способа яв ляется то, что он не обеспечивает до статочную точность оценки искробезопасности, так как при размыкании ин дуктивной цепи со скоростью, при которой длительность разряда становитс меньше времени формирования ядра пла мени, точность оценки возрастает. Др гой недостаток.этого способа - ограниченная область его применения. Он не может быть применен для- испытания безреактивных цепей, а также индуктивных цепей с искрогасящими шунтами В отличие от размыкания индуктивных цепей без шунтов величина энергии, выделяемой в разряде при коммутации безреактивных и индуктивных цепей с искрогасящими шунтами, где токи обычно превьшхают минимальные токи горения дуги, существенно зависит от скорости движения контактов. При размыкании активной цепи со скоростью, близкой к нулю, длительность разряда, а следовательно и вьщеляемая в разряде энергия, стремится к бесконечности. Воспламенение газовой смеси при таких условиях происходит в том случае, если скорость вьщеления энергии в разряде настолько пр8вьш1ает скорость поглощения энергии в контактах, что прирост энергии позволяет нагреть объем минимального ядра пламени до температуры воспламенения. Длительность такого разряда при этом никак не связана с временем формирования ядра пламени. Увеличение скорости движения контактов в этом случае приводит одновременно к уменьшению длительности разряда и величины выделяемой в разряде энергии, а также к уменьшению потерь энергии в контакты. Воспламенение газовой смеси происходит в том случае, если уменьшение потерь в контакты скомпенсирует уменьшение выделе-ния энергии в разряде настолько,что, как и в предыдущем случае, энергия, вьщелившаяся в газовую смесь, способна нагреть минимальный объем до температуры воспламенений. При этом возможен случай, когда время вццеления энергии в разряде, равное времени формирования ядра пламенем наименее опасное. Аналогичные явления могут иметь место и при размыкании индуктивной цепи с искрогасящими шунтами. Таким образом известный способ не позволяет обеспечить точность оценки искробезопасности, так как не реализует наиболее опасные условия коммутации, особенно при коммутации без- реактивных и индуктивных цепей с искрогасящими шунтами. Цель изобретения - повышение точности оценки искробезопасности как простых, так и сложньк электрических цепей путем реализации наиболее опасных условий коммутации. Поставленная цель достигается тем, что измеряют величины энергии, необходимой для воспламенения газовой смеси, и энергии, выделяемой электричес5кой цепью, определяют разность между измеренными величинами энергий и регулирующей, скорость коммутации по максимальному значению этой разности Сущность способа заключается в том, что длительность разряда не фик сируется, а может, в зависимости от параметров цепи и искрообразующего механизма быть меньше, равной или больше времени формирования минималь ного ядра пламени. Поэтому основным параметром заявляемого способа является не длительность разряда, а скорость коммутации контактов. На чертеже приведены зависимости энергии, вьщеляемой в разряде при коммутации цепи с различными параметрами (соответственно кривые 1, 2 и 3), и зависимость энергии, воспламеняющей газовую смесь от скорости для искрообразующего механизма с заданньми материалами и формой конта тов (кривая 4). Чем больше величина коммутируемой мсмциости (при равных значениях напряжения или тока), тем при одинаковой скорости движения контактов в ра ряде вь деляется больше энергии. С уменьшением скорости увеличивается вьщеляемая в разряде энергия. При увеличении скорости до определенного значения энергия в разряде может вообще не выделиться. Таким образом, зависимости вьщеляемой энергии асимптотически приближаются к оси энерги и пересекают при критических скоростях V/( , V, Vj ось скоростей. Расположение их друг над другом определяется величиной коммутируемой мощности. Зависимость воспламеняющей энерги от скорости движения контактов (кривая 4) с уменьшением скорости также асимптотически приближается к оси энергий, что объясняется охлаждающим действием контактов, а с увеличением скорости - к минимальной энергии вос пламенения, где охлаждающее действие контактов практически не оказывает влияния на воспламенение. Если коммутируемая мощность невелика (кривая l), то зависимости вьаде ляемой и воспламеняющей энергии не пересекаются, причем выделяемая энер гия всегда меньше воспламеняющей. В таком случае воспламенения газовой смеси не произойдет. С увеличением мощности (кривая 2), эти зависимости 3 пересекутся в точках, соответствующих скоростям и V2. Cлeдoвaтeльнo, если коммутация происходит со скоростью Vj V/ 2. следует ожидать воспламенения газовой смеси. Чём больше ордината кривой 2 по сравнению с кривой 4, тем больше вероятность воспламенения.Максимальная величина разности ординат этих кривых находится в точке, соответствующей скорости гм-И наконец, дальнейшее увеличение мощности приводит к расширению диапазона скоростей, при которых возможно воспламенение газовой смеси (V V l) , и изменение оптимальной скорости. При этом длительность разряда и время формирования минимального ядра пламени не связаны между собой. Так при коммутации безреактивной цепи (U 24 В 0,8 А) с различной скоростью движения контактов в водородовоздушной среде (время формирования ядра пламени - порядка 20-40 мкс) воспламенение происходит при длительности разряда 200-300 мкс и не происходит при 40-50 мкс и 4000-5000 мкс. Таким образом, испытания согласно настоящему способу производятся при коммутации контактами взрывной камеры с оптимальной скоростью движения контактов. Использование этого способа позволяет обеспечить лучшую повторяемость результатов и уменьшает существующий коэффициент запасу, принятый в настоящее время при испытаниях на искробезопасность, так как коммутация осуществляется в наиболее опасных условиях. Формула изобретения Способ испытаний на искробезопасность электрических цепей во взрывных камерах, основанньй на Коммутации цепи в атмосфере взрьгочатой смеси путем регулирования скорости коммутации, отличающийся тем, что, с целью повьш ения точности оценки искробезопасности, измеряют величины . энергии, необходимой для воспламенения газовой смеси, и энергии, выделяемой электрической цепью, определяют разность между измеренными величинами энергий и скорость коммутации регулируют по максимальному значению этой разности.
/866233 8
Источники информации,, Методы испытаний , ОАА1660.
принятые во внимание при экспертизе о13-71.
I. Оборудование электротехническое № 58J304, кл. Е 21 F 5/00, 1973 (провзрывозащищеНное и рудничное. 5 тотип).
2. Авторское свидетельство СССР
