Способ оценки искробезопасности индуктивной нагрузки с диодным шунтом

Способ оценки искробезопасности индуктивной нагрузки с диодным шунтом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.11.75 (21) 2193049/22-03 (51) М. Кл.

Е 21F 9/30 с присоединением заявки№2458203/22-03

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 622.62/.64:62 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения

Э. Г. Коган, П. Ф. Ковалев, С. В. Мамченко, В. Ф. Лахманов, В. Г. Фродин и А. Н. Сидоренко

Научно-производственное объединение «Автоматгормаш» (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ

ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКИ С ДИОДНЫМ ШУНТОМ

Изобретение относится к угольной, химической, нефтегазовой и другим отраслям промышленности и предназначено для определения искр обезопасности электрических систем, содержащих индуктивные элементы. В частности, оно может быть использовано при определении искробезопасности систем автоматизации угледобывающих комплексов.

Известен способ оценки искробезопасности, основанный на использовании взрывоопасных смесей представительных газов во взрывной камере и сравнении полученной при испытанной на искроразрядном промежутке искрообразующего механизма вероятности воспламенения с допустимой по требованиям безопасности и применяемых при испытаниях резистивных и индуктивных цепей (1).

По этому способу определяют вначале искробезопасность источника питания в режиме короткого замыкания при максимальном токе с необходимым коэффициентом искробезопасности. Для этого ток увеличивают, например, в два раза, затем определяют вероятность Р„ воспламенения взрывоопасной смеси при коммутации цепи источника питания с резистивной нагрузкой при номинальном токе и вероятность воспламенения Ре той же смеси при комму.тации цепи с испытуемой нагрузкой при номинальном токе. Цепь считается искробезопасной, если P (P . Недостаток этого способа в том, что он не может быть

5 использован для оценки искробезопасности индуктивностей с полупроводниковыми шунтами, так как такие цепи более искроопасны, чем резистивные при той же потребляемой мощности.

1р Известен также способ оценки искробезопасности индуктивной нагрузки с диодным шунтом, основанный на использовании взрывоопасных смесей представительных газов во взрывной камере и сравнении

15 полученной при испытаниях на искроразрядном промежутке искрообразующего механизма вероятности воспламенения с допустимой по требованиям безопасности (21.

По этому способу для обеспечения тре20 буемого коэффициента запаса искробезопасности (К+2) выполняют следующие операции: увеличивают вдвое ток в активных и индуктивных испытуемых цепях; проводят коммутации во взрывной камере, заполненной 8,5 о/о метана-воздушной смесью; определяют по результатам испытаний в камере вероятность воспламенения газовой смеси.

Если вероятность Р: 10-з, испытуемая

30 цепь считается искробезопасной, если Р= °,e ° юс

Ф

777240

% 1() â€ вЂ” испытуемая цепь не искробезо пасна.

Недостаток известного способа в том, что он, не обеспечивает точной оценки искробезопасности индуктивных цепей, в том числе с искрогасящими шунтами. Этот недостаток обусловлен тем, что двукратное увеличение тока невозможно без соответств1 ющего увеличения напряжения питания или уменьшения сопротивления испытуемой цепи. Увеличение напряжения питания обычно сопряжено с большими трудностями (изменение числа витков трансформатора, внутреннего сопротивления и т. д.), Это влияет на искробезопасность испытуемой цепи и снижает достоверность испытаний.

Кроме того, увеличение тока в цепи путем соответствующего увеличения напряжения приводит к необоснованному занижению искробезопасной мощности, полученной при испытаниях. Как известно, увеличение напряжения в индуктивной цепи с искрогасящим шунтом увеличивает вероятность воспламенения, поэтому одновременное двукратное увеличение тока и напряжения цепи необоснованно увеличивает коэффициент запаса, Увеличение тока путем уменьшения внутреннего сопротивления индуктивной нагрузки имеет ограниченное применение,так как большинство индуктивных нагрузок применяется без добавочных сопротивлений, а их собственное сопротивление практически не может быть изменено.

Целью изобретения является повышение точности оценки искробезопасности.

Поставленная цель достигается тем,что в соответствии с требуемым коэффициентом запаса увеличивают напряжение на искроразрядном промежутке искрообразующего механизма путем подключения на . время испытаний к диодному шунту встречно включенного стабилитрона, при этомнапряжение стабилизации стабилитрона определяют по формуле:

U„) K U + (K — 1).U„, где К.—, требуемый коэффициент запаса;

U — напряжение на открытом диоде, В;

U — напряжение источника питания А.. На чертеже приведена схема испытаний, поясняющая сущность изобретения.

К источнику . 1 подключена резистивно:. индуктивная нагрузка (резистор 2 и индуктивность 3) с диодным шунтом 4.

Замыкание цепей питания производится искроразрядником 5 искрообразующего механизма во взрывной камере б. В цепь диодного шунта 4 на время испытаний встречно включен стабилитрон 7.

При проведении испытаний производят многократное размыкание искроразрядника

5, По количеству воспламененной взрыво15

55 опасной смеси определяют вероятность воспламенения при номинальном токе цепи.

Для определенного искр ообразующего механизма воспламеняющая способность в основном определяется энергией, выделяемой в искроразрядном промежутке. Величина этой энергии определяется выражением: т

В = IUðIðÞ о где Тр — длительность разряда;

Ур — напряжение на разряде, В;

1р — ток разряда, А.

Увеличение энергии, выделяемой в разряде, необходимое во время испытаний для обеспечения требуемого коэффициента запаса, может быть достигнуто за счет увеличения тока и напряжения разряда.

В настоящее время при оценке искробезопасности индуктивных цепей с диодными шунтами увеличивают вдвое ток коммутируемой цепи. Максимальное напряжение на разряде в этом случае равно сумме напряжения источника и падения напряжения на открытом диоде.

Когда во время испытаний встречно диодному шунту подключается стабилитрон 7, то максимальное напряжение на искроразряднике 5 равно сумме напряжения источника 1 и напряжения стабилизации стабилитрона 7. Изменяя напряжение стабилизации стабилитрона, можно выделить в разряде такую же энергию, как и при удвоенном значении тока в цепи в случае неотключения диодного шунта.

Ток стабилизации стабилитрона 7 в течение разряда, а следовательно, и увеличение напряжения на искроразряднике 5 выше напряжения источника питания обеспечивается энергией индуктивности 3. При индуктивности, превышающей несколько десятков миллигенри, энергии индуктивного элемента достаточно для обеспечения повышенного напряжения на искроразряднике 5 и соответственного увеличения длительности разряда.

Поскольку наиболее энергоемкая аппаратура автоматики (реле, электрогидроклапан) обладает индуктивностью, превышающей сетки миллигенри и даже единицы генри, данный способ может найти широкое применение для испытания электрических цепей без двукратного увеличения тока и без использования более легковоспламеняемой газовой смеси, Формула изобретения

1, Способ оценки искробезопасности индуктивной нагрузки с диодным шунтом, основанный на использовании взрывоопасных смесей представительных газов во взрывной камере и сравнении полученной при испытаниях на искроразрядном промежутке искрообразующего механизма вероятно777240

U„) Ê U +(Ê вЂ” 1) U„, Составитель М. Смиттен

Техред И. Пенчко

Редактор Л. Курасова

Корректор Г. Мазнева

Заказ 2707/5 Изд. № 585 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 сти воспламенения с допустимой по требованиям безопасности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки, в соответствии с требуемым коэффициентом запаса, увеличивают напряжение на искроразрядном промежутке искрообразующего механизма путем подключения на время испытаний к диодному шунту встречно включенного стабилитрона.

2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что напряжение стабилизации стабилитрона определяют по формуле:

6 где К вЂ” требуемый коэффициент запаса;

U — напряжение на открытом диоде, В;

У, — напряжение источника пита5 ния, А.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 390286, кл. Е 21F 5/00, 1970.

10 2. РТМ ОАА 688 013 — 71. «Электрооборудование взрывозащищенное и рудничное». Методы испытаний, ВНИИВЭ, 1971, стр. 69 — 73 (прототип) .