При учете количества искрений необходимо считать, что за один поворот держателя вольфрамовых проволочек образуется следующее количество искрений (при частоте вращения 80 об/мин), указанных в табл. 1.
Таблица 1
|
Вид цепей |
Группы и подгруппы взрывозащищенного электрооборудования по ГОСТ 12.2.020-76 |
Диапазон параметров цепей |
Количество искрений за один оборот держателя проволочек |
|
Индуктивные |
I, IIА |
От 10-4 до 1 Г |
8 |
|
» 7,5 » 140 В |
|||
|
» 1 » 5 Г |
6-7 |
||
|
IIB, IIС |
» 7,5 » 30 В |
||
|
» 10-4 » 10 Г |
8 |
||
|
» 10 » 140 В |
|||
|
Омические |
I, IIA, IIB, IIС |
L 10-4 Г |
8 |
|
Емкостные (Iзар 2мА) |
I, IIA, IIB, IIС |
От 10-6 до 10-1 мкФ » 10-6 » 1 мкФ |
4 |
Концы вольфрамовых проволок для исключения расщепления предварительно оплавляются. Перед установкой проволок в держатель шарики, образовавшиеся в результате оплавления, удаляют с помощью пинцета.
Для подготовки вольфрамовых проволок может быть использовано следующее автоматическое устройство. На валу электродвигателя, частота вращения которого до 9 об/мин, установлен специальный барабан с пружинными захватами, которые захватывают проволоку и плотно наматывают ее на секторные контакты, установленные на барабане. При этом через проволоку на участке 2-3 мм протекает электрический ток, величиной около 25 А при напряжении 72 В, который расплавляет проволоку. Для подвода тока к вольфрамовой проволоке служат специальные подвижные контакты, которые прижимают ее к секторным контактам. За один оборот барабана образуется 12 проволок длиной 15-20 мм с шариками на концах. Для удаления проволок из захватов в устройстве предусмотрен клиновидный выступ, который входит в зажим, раздвигает пластинчатые пружины и проволока выпадает.
Кинематическая схема унифицированного искрообразующего механизма
1-диск для крепления подвижных контактов; 2-вольфрамовая проволочка 3-кадмиевый диск; 4-взрывная камера
Черт. 1
Кадмиевый диск
Черт. 2
Диск для крепления подвижных контактов
Черт. 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОСПЛАМЕНЯЮЩИХ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТРОЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ
Определение воспламеняющего тока (для омической или индуктивной цепи) или воспламеняющего напряжения (для емкостной цепи) производится с помощью установок для проведения контрольных испытаний электрических цепей на искробезопасность, указанных в разд. 2 настоящего стандарта.
1. Определение воспламеняющего тока
1.1. В исследуемой цепи постоянного или переменного тока при заданном постоянном напряжении (для омической цепи) или при постоянном напряжении и индуктивности (для индуктивной цепи) определяется ток, вызывающий воспламенение смеси с вероятностью (25) 10-1 (1-я точка); 10-210-1 (2-я точка) и 10-310-2 (3-я точка).
1.2. По полученным 3 экспериментальным точкам в прямоугольной системе координат с равным логарифмическим масштабом по оси абсцисс и ординат строится зависимость P = f (I). По оси ординат откладывается полученная вероятность воспламенения, а по оси абсцисс-соответствующий ей ток. В случае, когда по 3 точкам построение прямой линии затруднено, в промежутке между имеющимися находят еще несколько точек (1-2 шт.) тем же способом.
1.3. Прямую линию зависимости Р = f(I) продолжают до пересечения с осью абсцисс при вероятности 10-3. Ток, соответствующий точке пересечения, принимается в качестве воспламеняющего.
1.4. Для расчета вероятности воспламенения в каждой экспериментальной точке должно быть получено не менее 16-20 воспламенений смеси. Вероятность воспламенения определяется по формуле
, (1)
где m-количество воспламенений смеси;
п-общее количество произведенных искрений.
2. Определение воспламеняющего напряжения
2.1. В исследуемой цепи постоянного или переменного тока при заданном постоянном значении емкости и постоянном сопротивлении разрядного резистора устанавливаются такие напряжения, которые вызывают воспламенение смеси с вероятностями (25)10-1; 10-210-1 и 10-310-2, аналогично тому, как это указано в пп. 1.1-1.3 настоящего приложения.
2.2. По полученным данным строится зависимость P = f(U) аналогично п. 1.2 настоящего приложения. Но при этом по оси абсцисс откладываются напряжения.
2.3. Точка пересечения полученной прямой линии с осью абсцисс при вероятности 10-3 принимается за воспламеняющее напряжение. Расчет вероятностей производится аналогично п. 1.4.
2.4. При определении воспламеняющих напряжений без отключения емкости от источника заряда, ток в зарядной цепи должен быть не более 2 мА. При определении воспламеняющего напряжения с отключением емкости от источника заряда, необходимо следить за тем, чтобы подключение заряженной емкости происходило в момент разомкнутого состояния контактов искрообразующего механизма.
2.5. Графики получаемых зависимостей P = f(I) или P = f(U), а также электрические схемы, используемые для их получения, показаны на черт. 1.
Угол наклона прямой P = f (I) или P = f (U) к оси абсцисс вычисляется по формуле
, (2)
где P2, P1-полученные вероятности воспламенения;
I2, I1-соответствующие им токи (напряжения) поджигания.
3. Упрощенный метод определения воспламеняющих параметров
3.1. Если характер исследуемой цепи известен, а также известен угол наклона (tg) для данного искрообразующего механизма и аналогичной цепи, определение воспламеняющих параметров (тока или напряжения) может быть произведено по одной экспериментальной точке. Производится это следующим образом.
Таблица 1
|
Угол наклона вероятностной кривой |
Пересчетный коэффициент К при Р = А10-3, для А*, равного |
||||||||
|
1,5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
77° |
0,91 |
0,85 |
0,784 |
0,728 |
0,69 |
0,66 |
0,626 |
0,608 |
0,605 |
|
77°30 |
0,914 |
0,857 |
0,785 |
0,725 |
0,698 |
0,67 |
0,628 |
0,619 |
0,61 |
|
78 |
0,916 |
0,862 |
0,788 |
0,736 |
0,698 |
0,68 |
0,656 |
0,636 |
0,625 |
|
78°30 |
0,918 |
0,87 |
0,8 |
0,759 |
0,72 |
0,69 |
0,672 |
0,654 |
0,64 |
|
79° |
0,924 |
0,874 |
0,806 |
0,774 |
0,731 |
0,698 |
0,684 |
0,669 |
0,663 |
|
79°30 |
0,927 |
0,88 |
0,815 |
0,779 |
0,74 |
0,71 |
0,695 |
0,68 |
0,67 |
|
80 |
0,93 |
0,89 |
0,885 |
0,824 |
0,784 |
0,752 |
0,709 |
0,69 |
0,678 |
|
80°30 |
0,932 |
0,89 |
0,832 |
0,804 |
0,763 |
0,735 |
0,721 |
0,705 |
0,681 |
|
81 |
0,934 |
0,895 |
0,841 |
0,824 |
0,774 |
0,749 |
0,733 |
0,72 |
0,705 |
|
81°30 |
0,939 |
0,901 |
0,85 |
0,824 |
0,784 |
0,761 |
0,744 |
0,73 |
0,72 |
|
82 |
0,944 |
0,908 |
0,859 |
0,824 |
0,799 |
0,774 |
0,76 |
0,74 |
0,735 |
|
82°30 |
0,947 |
0,913 |
0,865 |
0,834 |
0,798 |
0,784 |
0,757 |
0,745 |
0,74 |
|
83 |
0,951 |
0,918 |
0,872 |
0,845 |
0,798 |
0,785 |
0,758 |
0,75 |
0,745 |
|
83°30 |
0,953 |
0,923 |
0,881 |
0,858 |
0,82 |
0,804 |
0,786 |
0,773 |
0,767 |
|
84° |
0,956 |
0928 |
0,89 |
0,862 |
0,842 |
0,824 |
0,814 |
0,796 |
0,79 |
|
84°30 |
0,959 |
0,933 |
0,90 |
0,874 |
0,856 |
0,837 |
0,827 |
0,813 |
0,807 |
|
85 |
0,962 |
0,938 |
0,91 |
0,880 |
0,87 |
0,85 |
0,84 |
0,83 |
0,824 |
|
85°30 |
0,966 |
0,94 |
0,918 |
0,897 |
0,88 |
0,864 |
0,85 |
0,846 |
0,839 |
|
86 |
0,97 |
0,95 |
0,926 |
0,908 |
0,89 |
0,879 |
0,87 |
0,862 |
0,854 |
|
86°30 |
0,975 |
0,957 |
0,934 |
0,919 |
0,9 |
0,893 |
0,888 |
0,874 |
0,872 |
|
87 |
0,98 |
0,964 |
0,942 |
0,930 |
0,91 |
0,908 |
0,900 |
0,896 |
0,89 |
|
87°30 |
0,982 |
0,967 |
0,951 |
0,94 |
0,927 |
0,921 |
0,918 |
0,912 |
0,906 |
|
88° |
0,984 |
0,972 |
0,96 |
0,95 |
0,944 |
0,935 |
0,93 |
0,928 |
0,922 |
__________
* Значащая цифра в обозначении полученной вероятности.
3.2. В исследуемой цепи устанавливается такой ток (I) (для омической или индуктивной цепи) или напряжение (U) (для емкостной цепи), которые вызывают воспламенение с вероятностью (1,59) 10-3.
3.3. По табл. 1 находится пересчетный коэффициент К для соответствующего угла наклона вероятностей кривой () и полученного значения вероятности воспламенения.
Воспламеняющий параметр определяется по формуле:
Iв = KI;
Uв = KU, (3)
где Iв, Uв-воспламеняющие токи или напряжения, соответствующие вероятности 10-3;
I, U-токи или напряжения по п. 4.2.
Пример. В результате эксперимента было установлено, что в исследуемой электрической цепи при токе (I), равном 100 мА, получается вероятность воспламенения P = 410-3. Предыдущими экспериментами установлено, что используемый искрообразующий механизм для аналогичной цепи дает угол наклона вероятностей кривой, равный 85°30. ( = 85°30). По таблице для этого угла находим К = 0,897. Отсюда воспламеняющий ток, соответствующий вероятности 10-3, равен
Iв = 0,897100 = 89,7 90 мА
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4. Характеристики искробезопасности
4.1. Характеристики искробезопасности строятся в прямоугольной системе координат с логарифмическим масштабом. Экспериментальные точки (воспламеняющие параметры) определяются для цепей с индуктивностью: 1, 10, 100 мкГ; 1, 10, 100 мГ; 1, 10 Г и т. д. или с емкостью 100, 1000, 10000, 100000 пФ; 1, 10, 100 мкФ и т. д.; с разрядными резисторами 1, 10, 100, 1000 Ом и т. д. Величины напряжения принимаются исходя из удобств их дальнейшего использования. Обычно это 7,5; 15; 24; 30; 45; 70; 120 В.
4.2. На черт. 2-15 приведены зависимости минимальных воспламеняющих токов и напряжений для всех представительных взрывоопасных смесей оптимального состава, полученные с помощью унифицированного искрообразующего механизма (см. приложение 2 обязательное).
Характеристики приведены к вероятности Р = 10-3.
Для определения по характеристикам искробезопасного значения тока (напряжения) необходимо для заданных электрических параметров цепи определить минимальный воспламеняющий ток (напряжение) для заданной взрывоопасной смеси и затем разделить его на коэффициент искробезопасности, т.е. на 1,5.
При расчете цепей переменного тока необходимо принимать амплитудные значения тока и напряжения.
5. Методика определения оптимального состава смеси, наиболее легко воспламеняемой электрическими разрядами (Со)
5.1. Для определения используется указанная в разделе 2 настоящего стандарта установка для проведения контрольных испытаний электрических цепей на искробезопасность.
Порядок определения Со следующий.
Предварительно по реакции полного сгорания исследуемого вещества определяется стехиометрический состав смеси. Концентрация газа или пара в воздухе, соответствующая стехиометрической (Сстех), вычисляется по формуле
, % (объемных), (1)
где А, Б-стехиометрические коэффициенты реакции горения;
А-число молекул горючего;
Б-число молекул кислорода, необходимого для полного сгорания горючего в воздухе.
5.2. В контрольной цепи постоянного тока при напряжении 24 В, содержащей индуктивность 0,1 Г, устанавливается ток, который вызывает воспламенение смеси стехиометрического состава с вероятностью (35) 10-2.
5.3. Концентрация смеси изменяется в большую или меньшую сторону от Сстех (шаг измерения 1-5 % объемных). При каждом новом значении концентрации определяется ток, вызывающий воспламенение с вероятностью (35)10-2. По полученным значениям строится зависимость Iв = f(СГ), где Iв-ток, вызывающий воспламенение с вероятностью (35) 10-2; СГ-концентрация горючего в смеси. Количество точек (исследуемых концентраций) принимается таким, чтобы указанная зависимость имела явно выраженный минимум. Концентрация, соответствующая наименьшему значению Iв принимается в качестве оптимальной Со.
