Примечание - Для получения активизированной испытательной смеси, обеспечивающей коэффициент искробезопасности 2 для наиболее легковоспламеняемого состава водородно-кислородной смеси, следует увеличить давление во взрывной камере наиболее легковоспламеняемого состава водородно-кислородной смеси до 0,3 МПа. Ток контрольной электрической цепи выбирают в соответствии с 10.3.
Для искрообразующих механизмов II и III типов состав активизированной испытательной активизированной водородно-кислородной смеси определяют по формуле
, (5)
где МТВ - соотношение минимальных воспламеняющих токов для индивидуального газа или пара, уменьшенное в два раза (коэффициент искробезопасности для искрообразующих механизмов II и III типов).
10.4.3 Испытания
10.4.3.1 Общие требования
Испытания с использованием искрообразующего механизма должны проводиться в режимах, представляющих наибольшую опасность для воспламенения. Так, например, для простых цепей, которым соответствуют приведенные на рисунках А.1-А.19 характеристики искробезопасности, наиболее опасными являются испытания в режиме короткого замыкания. Для более сложных цепей условия могут измениться, и испытания в режиме короткого замыкания могут оказаться менее опасными. Например, для источников питания стабилизированным напряжением и с ограничением тока наиболее опасные условия обычно имеют место, когда последовательно с выходом источника питания включен резистор, ограничивающий ток до максимального значения, которое не вызывает снижения напряжения.
10.4.3.2 Цепи с индуктивностью и емкостью
Если цепь содержит емкость и индуктивность, то при ее оценке по кривым рисунков А.1-А.19 могут возникнуть трудности, т.к. указанные кривые в неполной мере соответствуют прямому решению поставленной задачи. Испытания цепи должны проводиться с учетом влияния емкости и индуктивности.
При заданном коэффициенте искробезопасности, например 1,5, для таких цепей вначале в 1,5 раза увеличивают действующий в цепи ток. Определяют индуктивность, при которой установленный в цепи ток становится минимальным воспламеняющим (вызывает воспламенение взрывоопасной смеси с вероятностью 10-3). Затем в 1,5 раза увеличивают действующее в цепи напряжение, а ток в цепи устанавливают равным искробезопасному значению для найденной индуктивности и увеличенного напряжения. После этого проводят испытание цепи на искробезопасность.
10.4.3.3 Защита, шунтирующая цепь на короткое замыкание
10.4.3.3.1 При испытаниях таких цепей необходимо удостовериться, что электрические разряды, возникающие во время переходного процесса в электрической цепи при срабатывании шунтирующей защиты, не способны вызвать воспламенение взрывоопасной смеси. В общем случае следует исходить из того, что при заданном повреждении и наиболее опасных условиях коммутации электрической цепи с учетом коэффициента искробезопасности значение энергии, выделившейся в электрическом разряде, должно быть меньше, чем необходимо для воспламенения взрывоопасной смеси. Стандартные искрообразующие механизмы в общем случае не приспособлены для проведения испытаний искробезопасности электрических цепей с защитой, шунтирующей цепь на короткое замыкание. Как правило, требуется использование дополнительных устройств, учитывающих специфику происходящих процессов. В случаях, когда искрообразующий механизм не может быть использован для проведения испытаний, например по причине его чрезвычайной сложности или другим причинам, оценка искробезопасности электрической цепи может быть проведена на основе определения выделившейся в электрическом разряде энергии с учетом наиболее опасных условий. Определение выделившейся в разряде энергии может осуществляться измерительными, например осциллографическими, или расчетными методами. Во всех случаях требуется обоснование обеспечения искробезопасности электрической цепи при проведении таких испытаний.
10.4.3.3.2 Если для испытания такой цепи используют искрообразующий механизм, то необходимо:
а) обеспечить реализацию и учет наиболее опасных электрических разрядов, возникающих при коммутации испытуемой электрической цепи;
б) обеспечить коэффициент искробезопасности электрической цепи не менее, чем в случае использования стандартного искрообразующего механизма при испытаниях простых электрических цепей.
10.4.3.3.3 Если испытания такой цепи проводят на основе определения выделившейся в разряде энергии, то необходимо:
а) определить энергию электрического разряда, выделившуюся при наиболее опасных условиях коммутации;
б) сравнить значение выделившейся в разряде энергии со значением энергии, обеспечивающим необходимый коэффициент искробезопасности;
в) при расчетной и электроизмерительной оценке искробезопасности электрической цепи в качестве искробезопасных значений энергии могут быть использованы, например, значения энергий, приведенные на рисунках А.20-А.22, уменьшенные в число раз, необходимое для обеспечения требуемого коэффициента искробезопасности. При использовании характеристик искробезопасности на рисунках А.20-А.22 выделившуюся в разряде энергию необходимо определять за вычетом потерь энергии в области катодного падения напряжения разряда. В частности, уровень воспламеняющих энергий, приведенный на рисунках А.20-А.22, соответствует уровню воспламеняющей энергии для искрообразующего механизма I типа при воспламенении с вероятностью 10-3взрывоопасной смеси электрическими разрядами, возникающими при коммутации простых омических и индуктивных цепей.
10.4.4 Результаты испытаний
При любом испытательном режиме с коэффициентом искробезопасности не менее 1,5 (2) вероятность воспламенения взрывоопасной смеси должна быть не более 10-3.
10.5 Температурные испытания
10.5.1 Все данные по температурам должны базироваться на эталонной температуре окружающей среды, равной 40 °С, или на максимальной температуре окружающей среды, обозначенной в маркировке электрооборудования. Испытания, базирующиеся на эталонной температуре, можно проводить при любой температуре окружающей среды от 20 °С до эталонной температуры. Разность между температурой окружающей среды, при которой проводят испытания, и эталонной температурой необходимо прибавить к измеренной температуре, если только элемент не имеет нелинейные температурные характеристики, например батареи. Если превышение температуры измеряют при эталонной температуре окружающей среды, то при определении температурного класса следует использовать полученное значение.
10.5.2 Температуру можно измерять любым способом. Измерительный элемент не должен значительно снижать измеряемую температуру. Допустимым является следующий метод измерения превышения температуры обмоток:
- измеряют сопротивление обмотки и регистрируют температуру окружающей среды;
- прикладывают испытательный ток или токи, измеряют максимальное сопротивление обмотки и регистрируют температуру окружающей среды при измерениях;
- рассчитывают превышение температуры по следующей формуле
, (6)
где Т - превышение температуры, К;
r - сопротивление обмотки при температуре окружающей среды t1, Ом;
R - максимальное сопротивление обмотки после приложения испытательного тока в конце испытаний, Ом;
t1 - температура окружающей среды при измерениях r, °С;
t2 - температура окружающей среды при измерениях R, °С;
k - величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления обмотки при 0°С, которая, например, для меди равна 234,5 К.
10.6 Испытание электрической прочности изоляции
Испытания должны проводиться переменным напряжением синусоидальной формы частотой от 48 до 62 Гц или напряжением постоянного тока, имеющим пульсацию не выше 3% и значение, равное 1,4 указанного значения напряжения переменного тока.
Источник питания должен иметь мощность, достаточную для поддержания испытательного напряжения с учетом любого возникающего тока утечки.
Напряжение должно увеличиваться постепенно до указанного значения за время не менее 10 с, а затем поддерживаться неизменным в течение не менее 60 с.
Приложенное напряжение должно оставаться постоянным в течение испытаний, а ток не должен превышать эффективного значения 5 мА.
10.7 Испытание малых элементов на воспламенение взрывоопасных смесей
10.7.1 Испытания малых элементов, выполненные по приведенному ниже методу, должны подтвердить, что малые элементы не могут явиться причиной воспламенения взрывоопасной смеси в соответствии с 6.2.4. Появление «холодного пламени» рассматривают как воспламенение. Оно может фиксироваться визуально или измерением температуры, например, термопарой.
10.7.2 Малые элементы должны быть испытаны в нормальном режиме и условиях повреждений в соответствии с разделом 5, при которых возникает максимальная температура на поверхности, что соответствует выделению максимальной мощности на испытуемом малом элементе. Испытания необходимо продолжать до тех пор, пока не будет достигнуто тепловое равновесие между испытуемым малым элементом и окружающими частями или пока температура испытуемого малого элемента не начнет снижаться. Если повреждение малого элемента вызывает снижение температуры, испытания должны быть повторены пять раз с использованием пяти дополнительных образцов. Если в нормальном или аварийном режимах работы в соответствии с разделом 5 температура более чем одного малого элемента превышает температурный класс электрооборудования, испытания должны быть проведены со всеми такими малыми элементами при максимальных значениях температуры или выделяемой на них мощности.
10.7.3 Испытуемый малый элемент может монтироваться в оборудовании, как это предусмотрено, при этом следует принять меры, чтобы испытательная взрывоопасная смесь была в контакте с малым элементом. Допускается проведение испытаний на модели, которая гарантирует объективные результаты. Моделирование должно учитывать влияния других частей оборудования, находящихся вблизи испытуемого малого элемента, которые оказывают воздействие на температуру смеси и скорость ее потока около малого элемента в результате вентиляции и тепловых эффектов.
10.7.4 Коэффициент искробезопасности, требуемый ГОСТ Р 51330.0, может обеспечиваться:
- повышением температуры окружающей среды, при которой проводят испытания, до значений, определяемых размерами малого элемента;
- повышением температуры (выделяемой мощности) испытуемого малого элемента и других смежных поверхностей на требуемое значение, если это возможно;
- использованием активизированной испытательной смеси, состав которой зависит от размеров испытуемого малого элемента.
10.7.5 Выбор подходящих испытательных взрывоопасных смесей проводят по усмотрению испытательной организации.
10.7.6 Если во время испытаний не происходит воспламенения, наличие взрывоопасной смеси контролируют, поджиганием от других источников.
10.8 Определение параметров произвольных элементов питания
Параметры элементов (батарей) определяют на десяти новых, полностью заряженных образцах. Определение параметров должно проводиться при указанной максимальной температуре окружающей среды или должно быть отнесено к этой температуре, например 40 °С. При необходимости, параметры чувствительных к температуре элементов и батарей, например никель-кадмиевых, должны определяться при более низких температурах, чтобы условия испытаний были наиболее неблагоприятные. В качестве представительных для элемента принимают наиболее неблагоприятные значения параметров, полученные при испытаниях десяти образцов.
10.9 Испытания элементов и батарей
10.9.1 Общие требования
10.9.1.1 До проведения любых испытаний перезаряжаемые элементы или батареи нужно не менее двух раз полностью зарядить и разрядить. При второй и, если это потребуется, последующих разрядках необходимо убедиться, что емкость элемента или батареи находится в пределах характеристик, указанных изготовителем, что гарантирует проведение испытаний на полностью заряженном элементе или батарее.
10.9.1.2 Если при испытаниях необходимо осуществлять короткое замыкание элемента или батареи, то собственное сопротивление перемычки (закорачивающего элемента) должно быть не более 3 мОм, или падение напряжения на зажимах подключенной перемычки должно быть не более 200 мВ, либо не более 15% от ЭДС элемента или батареи. Короткое замыкание необходимо осуществлять максимально близко от зажимов элемента или батареи.
10.9.2 Испытания элементов и батарей на утечку электролита
10.9.2.1 Испытуемые образцы должны быть помещены на кусок промокательной бумаги таким образом, чтобы соединения корпуса были ориентированы наиболее опасным, с точки зрения утечки электролита, образом или установлены в соответствии с указаниями изготовителя устройства.
Десять образцов должны быть подвергнуты следующим, наиболее жестким испытаниям:
а) короткому замыканию до полной разрядки элемента или батареи;
б) пропусканию входного или зарядного токов в пределах, рекомендованных изготовителем;
в) заряду батареи в соответствии с инструкцией изготовителя с одним полностью разряженным или поврежденным переполюсовкой элементом.
Приведенные выше режимы испытаний включают любую переполюсовку при зарядке, имеющую место в случаях, оговоренных в 5.2 и 5.3. Они исключают использование внешнего зарядного устройства с зарядными характеристиками, превышающими рекомендованные изготовителем элемента или батареи.
10.9.2.2 По окончании испытаний на промокательной бумаге или внешних поверхностях испытуемых образцов после их охлаждения не должно быть видимых следов электролита. Если испытывались залитые компаундом элементы или батареи, то их проверка по окончании испытаний не должна выявить повреждения, которые могли бы нарушить соответствие требованиям 7.4.9.
