Собственная емкость испытательной аппаратуры, измеренная на клеммах контактного устройства при разомкнутых контактах, не должна превышать 30 пф, а индуктивность при замкнутых контактах должна быть не более 3 мкГ.
Унифицированный искрообразующий механизм предназначен для испытания омических, индуктивных и емкостных цепей со следующими предельными параметрами (при номинальной частоте вращения):
ток через контакты - 2А;
индуктивность - 1 Г;
напряжение- 1000 В.
Расширение диапазона индуктивностей свыше 1 Г возможно путем уменьшения частоты вращения до 1/3 установленного значения. При этом необходимо следить за тем, чтобы ток во время замкнутого состояния контактов принимал установившееся значение. В случае применения искрообразующих механизмов в емкостных цепях, следует обращать внимание на то, чтобы за промежуток между двумя искрениями происходила полная зарядка емкости. Частота искрений может быть уменьшена путем снятия двух проволок или уменьшения частоты вращения.
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 |
Диапазон параметров цепей |
Количество искрений за один оборот держателя проволочек |
|
|
I, ПА |
От 10—4 до 1 Г » 7,5 » 140 В |
8 |
|
Индуктивные |
IIB, ПС |
» 1 » 5 Г » 7,5 » 30 В |
6-7 |
|
|
|
» 10—4 » 10 Г » 10 » 140 В |
8 |
|
Омические |
I, IIA, IIB, ПС |
L < 10—4 Г |
8 |
|
Емкостные (Ізар < 2мА) |
I, IIA, IIB, ПС |
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.
Определение воспламеняющего тока
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 (2^5) 10-1 (1-я точка); 10-2^10-1 (2-я точка) и 10-3^10-2 (3-я точка).
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.
Прямую линию зависимости Р = f (I) продолжают до пересечения с осью абсцисс при вероятности 10-3. Ток, соответствующий точке пересечения, принимается в качестве воспламеняющего.
Д ля 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.
Определение воспламеняющего напряжения
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 (2^5)-10-1; 10-2^10-1 и 10-3^10-2, аналогично тому, как это указано в пп. 1.1-1.3 настоящего приложения.
По полученным данным строится зависимость P = f(U) аналогично п. 1.2 настоящего приложения. Но при этом по оси абсцисс откладываются напряжения.
Точка пересечения полученной прямой линии с осью абсцисс при вероятности 10-3 принимается за воспламеняющее напряжение. Расчет вероятностей производится аналогично п. 1.4.
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.
Графики получаемых зависимостей P = f(I) или P = f(U), а также электрические схемы, используемые для их получения, показаны на черт. 1.
У гол наклона прямой P = f (I) или P = f (U) к оси абсцисс вычисляется по формуле
(2)
где P2, Pi - полученные вероятности воспламенения;
І2, I1 - соответствующие им токи (напряжения) поджигания.
Упрощенный метод определения воспламеняющих параметров
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 = А-10-3, 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.
В исследуемой цепи устанавливается такой ток (I) (для омической или индуктивной цепи) или напряжение (U) (для емкостной цепи), которые вызывают воспламенение с
вероятностью (1,5^9) 10-3.
По табл. 1 находится пересчетный коэффициент К для соответствующего угла наклона вероятностей кривой (ф) и полученного значения вероятности воспламенения.
Воспламеняющий параметр определяется по формуле:
їв=ki;
Ue = KU, (3)
где їв, Ue- воспламеняющие токи или напряжения, соответствующие вероятности 10-3;
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 = 4-10-3. Предыдущими экспериментами установлено, что используемый искрообразующий механизм для аналогичной цепи дает угол наклона вероятностей кривой, равный 85°30‘. (ф = 85°30‘). По таблице для этого угла находим К = 0,897. Отсюда воспламеняющий ток, соответствующий вероятности 10-3, равен
їв = 0,897-100 = 89,7 « 90 мА
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Характеристики искробезопасности
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.
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.
Методика определения оптимального состава смеси, наиболее легко воспламеняемой электрическими разрядами(Со)
Для определения используется указанная в разделе 2 настоящего стандарта установка для проведения контрольных испытаний электрических цепей на искробезопасность.
