Самым мощным типом электростатического разряда, способным зажигать большинство легковоспламеняющихся смесей, является искровой разряд.
Основной защитой против возникновения воспламеняющих искровых разрядов является надежное заземление всех проводящих частей оборудования.
Для создания большего запаса безопасности с учетом изменения сопротивления со временем для проводящих элементов допускается сопротивление относительно Земли меньше чем 108 Ом.
Максимально безопасное электрическое сопротивление (R) между проводящей частью оборудования и Землей может быть определено без достижения максимального электростатического зарядного тока (I) в системе.
Хорошо известно, что искровые разряды, которые появляются при 100 В и ниже, не являются причиной воспламенения прежде всего потому, что промежуток, через который проходит искровой разряд, значительно меньше, чем расстояние гашения. Учитывая максимальное напряжение 100 В, согласно закону Ома безопасное сопротивление R, Ом, определяют по формуле
, (В.1)
где I - максимальный разрядный ток, А.
Максимальный разрядный ток для большинства случаев будет 10-6 А, поэтому безопасное сопротивление относительно Земли в таких случаях должно быть не менее 108 Ом. В процессах с большими энергиями разрядные токи могут достигать 10-4 А. В таких случаях безопасное сопротивление должно быть не менее 106 Ом.
В случае, если требуемое заземление не может быть достигнуто, величина минимальной энергии зажигания может быть использована для оценки достаточности достигнутого заземления.
Зная скорость разряда, электрическую емкость, длительность процесса и сопротивление утечки, можно подсчитать максимальное количество накапливаемой электрической энергии. Затем ее величину необходимо сравнить с самой низкой из минимальных энергий зажигания материалов, в присутствии которых эксплуатируется электрооборудование. Аналогично, если максимальный потенциал, который может возникнуть, ограничить посредством фиксированного, узкого промежутка, через который пройдет любой искровой разряд (например, в некоторых вращающихся механизмах, таких как шаровые затворы), расчеты величины электрической энергии должны быть выполнены и сопоставлены с измеренной минимальной энергией зажигания. Во всех рассмотренных случаях важно то, что для сравнения используется самая низкая из минимальных энергий зажигания материалов, применяемых и обрабатываемых в производстве в условиях эксплуатации электрооборудования.
Искровые разряды от заряженных, незаземленных металлических частей помещения и оборудования являются емкостными. Для оценки опасности воспламенения в случае емкостных искровых разрядов значения минимальной энергии зажигания могут быть определены с помощью простой емкостной разрядной цепи. В некоторых случаях воспроизводимость результатов, полученных с помощью емкостных цепей, может быть улучшена включением катушки индуктивности 1 мГн в разрядную цепь. Следует, однако, отметить, что включение катушки индуктивности обычно приводит к получению более низких значений минимальной энергии зажигания. Это может привести к принятию мер безопасности, которые не всегда являются обязательными, и увеличению затрат.
Экспериментальные исследования пыли различных видов показывают, что оценка воспламеняемости пылевоздушных смесей с использованием настоящего стандарта для определения минимальной энергии зажигания пылевоздушных смесей также приемлема для других случаев, в которых источниками воспламенения являются не только искровые разряды.
Различия в характере выделения энергии при зажигании от различных источников влекут за собой различия в общем количестве энергии, требуемой для воспламенения данной пылевоздушной смеси.
Хорошо известен пример проблематичности оценки воспламенения облаков пыли кистевыми разрядами только на основе сравнения полных энергий. Эксперименты показали, что кистевые разряды могут воспламенять взрывчатые газовые смеси, имеющие минимальные энергии зажигания искровыми разрядами 4 мДж. Однако до настоящего времени не была продемонстрирована возможность зажигания при помощи кистевых разрядов пылевоздушной смеси, имеющей минимальную энергию зажигания искровыми разрядами значительно меньше 4 мДж. Одной из причин этого может быть то, что кистевые разряды имеют другое время разряда.
Определение абсолютных энергий зажигания пылевоздушных смесей при помощи электрических разрядов возможно при условии, что порядок испытаний отвечает требованиям, установленным настоящим стандартом. Основной характеристикой зажигающей способности любого разряда является пространственное и временное распределение в нем энергии. Однако эквивалентная энергия может быть приписана разряду любого типа при помощи сравнивания ее с энергией искрового разряда, который имеет ту же зажигающую способность, что и разряд рассматриваемого типа.
Изложенное выше приемлемо только для горючей пыли. Если речь идет о зажигающей способности искровых разрядов в смесях облака пыли и взрывчатого газа, следует в случае сомнения использовать значение энергии зажигания только для газа.
ПРИЛОЖЕНИЕ С
(справочное)
Нормативные ссылки
ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 22226-76 Ликоподий. Технические условия
ГОСТ Р МЭК 61241-2-1-99 Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 2. Методы испытаний. Раздел 1. Методы определения температуры самовоспламенения пыли
Ключевые слова: электрооборудование, методы испытаний, энергия зажигания, пыль горючая, пылевоздушная смесь
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Определения
4 Установка для испытаний и порядок подготовки к испытаниям
4.1 Электрическая схема искрообразующей системы
4.2 Камера для воспламенения
5 Подготовка образца горючей пыли к испытаниям
6 Порядок проведения испытаний
6.1 Краткое описание
6.2 Проверка установки для испытаний
6.3 Протокол испытаний
Приложение А Примеры искрообразующих систем
Приложение В Значение минимальной энергии зажигания
Приложение С Нормативные ссылки
