Страница 8: ГОСТ 22782.5-78. Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты "Искробезопасная электрическая цепь". Технические требования и методы испытаний (65675)

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное

РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ ВЫХОДНЫХ ЦЕПЕЙ БЛОКОВ ИСКРОЗАЩИТЫ НА СТАБИЛИТРОНАХ (БИС)

Приведенная оценка искробезопасности применима для безреактивных и индуктивных цепей с блоками БИС.

Условные обозначения, применяемые при расчетной оценке искробезопасности;

R₁-сопротивление ограничительного резистора, установленного до стабилитрона, Ом;

R₂-сопротивление балластного резистора, установленного после стабилитрона, Ом;

_{-кратность напряжения-отношение максимально возможной при аварийном режиме электрооборудования ЭДС (Е), попадающей на вход блока защиты, к порогу его срабатывания (Uст). Для цепей выпрямленного тока Е равно амплитудному значению ЭДС источника тока;}

_{-кратность сопротивлений-отношение сопротивления балластного резистора к сумме сопротивлений ограничительного и балластного резистора;}

L-индуктивность элементов искроопасной цепи, устанавливаемых до БИС, Г;

L_экв-индуктивность цепи без защиты-эквивалентной по воспламеняющей способности цепи БИС, Г;

_{-кратность индуктивностей-отношение индуктивностей эквивалентной и испытуемой цепей;}

I-воспламеняющий ток для рассчитываемой цепи БИС, А;

I_о, I*_о- воспламеняющий ток безреактивной и индуктивной цепи без БИС, с Э Д С источника, равной напряжению на разрядном промежутке цепи, зашунтированной стабилитроном (эквивалентная цепь), А;

_{-кратность токов-отношение воспламеняющего тока эквивалентной цепи (безреактивной цепи Э Д С источника E = Uст) к воспламеняющему току цепи с блоком защиты. Применение БИС наиболее эффективно при К 2.}

Для определения воспламеняющих токов на выходе БИС необходимо знать:

значение максимально возможной Э Д С, попадающей на блок защиты;

значение напряжения стабилизации (порога срабатывания) блока защиты;

значения воспламеняющих токов эквивалентных цепей согласно характеристикам искробезопасности (см. приложение 3);

для схемы БИС, приведенной на черт. 1а в обязательном приложении 1 (с резисторами R₁ и R₂), дополнительно необходимо определить кратность сопротивлений;

для индуктивных цепей значение индуктивности элементов, установленных до БИС.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. Для блока искрозащиты без балластного резистора R₂ = 0 (черт. 1в приложения 1) при безреактивном характере цепи расчет сопротивления R₁ производится следующим образом:

определяется Е на входе БИС;

выбирается напряжение срабатывания стабилитрона U_ст;

определяется кратность напряжений К;

задается значение безразмерного коэффициента а = 1, вычисляется значение Ка;

по черт. 1 определяется кратность токов _;

по характеристикам искробезопасности, приведенным в справочном приложении 3, для напряжения, равного порогу стабилизации U_ст, определяется значение тока I_о;

сопротивление резистора R₁ определяется по формуле

_,

где К_i-коэффициент искробезопасности.

Полученное значение R₁ проверяется по допустимой нагрузке стабилитрона

_,

где I_ст.доп-допустимый ток через стабилитрон с учетом коэффициента нагрузки, А.

Зависимость кратности токов от К и Ка

Черт. 1

1.1. Для определения воспламеняющего тока безреактивных цепей находят кратность напряжений К, соответствующую ей кратность токов по черт. 1. Затем по характеристикам искробезопасности для безреактивных цепей при напряжении, равном порогу стабилизации, определяют значение тока I_o. Зная последнее и кратность токов, рассчитывают искомый воспламеняющий ток для цепи с защитой. Поделив значение воспламеняющего тока на К_i, определяют искробезопасный ток.

2. Расчет сопротивления резистора R₁ при включении индуктивности в искроопасную цепь и R₂ = 0 производится в следующем порядке:

определяются значения Е, U_ст, К;

задаются три произвольных значения безразмерного коэффициента а;

при помощи зависимостей кратности индуктивностей и токов от величины коэффициента ачерт. 2 для данного значения К находят соответствующую кратность эквивалентной и действительной индуктивности В, а по кривой 19 черт. 2 для выбранных значений а определяют кратность токов

_;

по характеристике искробезопасности для безреактивной цепи для значения E = U_ст находят величину тока I_о;

зная I_о и кратность токов, находят значение I_о* для каждого из выбранных значений а по формуле

_;

определяют значение эквивалентной индуктивности для каждого из выбранных значений а по формуле

L_экв = BL;

используя характеристики искробезопасности для индуктивной цепи, строят графики I_о* = f(L_экв); точка пересечения графика с зависимостью I = f(L) при Е = U_ст равна току I_о*;

по зависимости 19 черт. 2 для найденных значений I_о и I_о* определяют окончательное значение величины а.

Находят произведение Ка и по черт. 1 определяют кратность токов _{, а следовательно и искомый воспламеняющий ток;}

сопротивление ограничительного резистора определяют по формуле:

_{, Ом,}

где R_L-активное сопротивление индуктивного элемента, Ом; полученное значение R₁ проверяют по допустимой нагрузке стабилитрона

_{, Ом.}

Зависимость кратности индуктивностей (1-18) м токов (19) от величины коэффициента а

1-К = 0,58; 2-К = 0,73; 3-К = 0,87; 4-К = 1,18; 5-К = 1,39; 6-К = 1,5; 7-К = 1,9; 8-К = 2,25; 9-К = 3,08; 10-К = 3,6; 11-К = 4,5; 12-К = 4,8; 13-К = 6,55; 14-К = = 8; 15-К = 10,7; 16-К = 12,5; 17-К = 16,7; 18-К = 25; 19-I_о/I_о* = (а).

Черт. 2

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. Расчет сопротивлений R₁ и R₂ независимо от величины индуктивности, включенной в искроопасной цепи, производится в следующем порядке (при условии _):

определяют Е, U_ст, К;

по характеристикам искробезопасности определяется искробезопасный ток I_о при Е = U_cт;

определяется сопротивление

_{, Ом.}

Максимум выделяемой на нагрузке мощности обеспечивается при

R₁R₂(K-1), Ом.

3.1. При включении индуктивных элементов после БИС, рассчитанного приведенным выше способом, значения воспламеняющих токов определяются по характеристикам искробезопасности для соответствующего напряжения и индуктивности.

4. Искробезопасный ток безреактивной цепи при заданных (выбранных) значениях R₁и R₂при выполнении условия _{определяется в следующем порядке:}

определяют значения В и К;

определяют величину вспомогательного параметра

_;

по величине Х (черт. 3) определяют кратности токов _{(зависимость I) и напряжений (зависимость 2);}

по величине Е и кратности напряжений определяют U_p;

по характеристикам искробезопасности I-Е определяют ток эквивалентной цепи I_о при Е = U_p;

по кратности токов и величине I_о определяют воспламеняющий ток I в цепи БИС, деление которого на коэффициент искробезопасности К_i дает искробезопасный ток.

Зависимость кратности токов (1) и напряжений (2) от параметра