Электрооборудование взрывозащищенное (стр. 9 )

Метод оценки искробезопасности электрической цепи сводится к следующему. При параметрах цепи, обеспечивающих требуемый коэффициент искробезопасности К, определяют энергию разряда за вычетом катодных потерь и его длительность при заданной скорости размыкания контактов цепи vi из диапазона vmin£vi£vmax. Полученное значение энергии сравнивают со значением минимальной воспламеняющей энергии (Р=10-3) при такой же длительности разряда и скорости размыкания контактов цепи. Цепь считают искробезопасной, если при всех скоростях размыкания vi энергии разрядов не превышают минимальных воспламеняющих значений. Если значения энергии и длительности разряда определяют при номинальных параметрах цепи, то для сравнения используют значения воспламеняющих энергий, уменьшенные с учетом коэффициента искробезопасности в К раз.

А.4.6 Пример оценки искробезопасности цепи

Для иллюстрации процедуры оценки искробезопасности рассмотрим цепь, состоящую из источника питания в виде элемента или батареи напряжением U В и последовательно установленного неповреждаемого токоограничительного резистора сопротивлением R Ом, как показано на рисунке А.25. Рассмотрение проведем для группы I. Величина R Ом - минимальная, U В - максимальная. Оценку проведем для U == 24 В и трех различных сопротивлений резистора: R1 = 33 Ом, R2 == 30,25 Ом и R3 = 75,5 Ом. Соответственно токи I0 в цепях будут приблизительно равны: I01 = 0,73 А, I02=0,79 А и I03 = 1,55 А.

Последовательность оценки.

1) Определяют параметры цепи с учетом коэффициента искробезопасности, например 1,5. Измененная цепь будет иметь параметры: ток в цепи Iu = 1,5× (U/R), напряжение U = 24 В. Для рассматриваемых цепей (сопротивления цепей R1, R2 и R3) токи в измененных цепях будут: Iu1»1,10 А, Iu2»1,19 А и Iu3»2,32 А.

2) Определяют энергию разряда и его длительность при размыкании контактов цепи с различными скоростями. Применительно к рассматриваемой цепи можно получить аналитические выражения для определения искомых параметров разряда. Для более сложных цепей расчеты, как правило, ведут с использованием численных методов решения. С учетом выражения (A.1) имеем следующие расчетные формулы:

- ток обрыва разряда

, (А.3)

- энергия разряда

(А.4)

- длительность разряда

, (А.5)

где - максимальная длина разряда;

- начальный ток разряда;

v - скорость размыкания цепи;

R - сопротивление цепи;

а и b - коэффициенты.

Определенный по формуле (А.3) ток обрыва дугового разряда больше 0,05 А, поэтому при расчетах энергии и длительности разряда можно использовать коэффициенты а == 43,89 В/мм, b = 5,18 В×А/мм.

Расчеты выполняют для различных скоростей размыкания контактов от vmin=0,046м/с до vmax=6,5 м/с - максимальной скорости размыкания концов медного проводника при его обрыве. Полученные расчетные значения Wг и Т приведены в таблицей A.4.6.1.

3) По формуле (А.2) для каждой скорости размыкания контактов и полученных значений длительности разряда определяют значения минимальных воспламеняющих энергий Wmin. Полученные значения Wmin приведены в таблице А.4.6.1.

4) Для каждой скорости размыкания контактов при одинаковой длительности разряда проводят сравнение значений энергий Wp и Wmin. Если Wp£ Wmin, то цепь при данной скорости размыкания контактов считают искробезопасной.

4.6.1 - Расчетные параметры электрического разряда и коэффициентов искробезопасности

v, м/с	Расчетные параметры электрического разряда и коэффициентов искробезопасности при токах в измененных цепях
Iu1 = 1,10 А	Iu2 = 1,19 A	Iu3 = 2,32 А
Тр, мс	Wmin, мДж	Wр, мДж	Kw	Imin, A	Ki	Тр, мс	Wmin, мДж	Wр, мДж	Kw	Imin, А	Ki	Тр, мс	Wmin, мДж	Wр, мДж	Kw	Imin, А	Ki
0,046	3,620	8,26	7,380	2,06	1,19	1,63	3,730	8,26	8,260	1,81	1,19	1,50	4,590	8,26	20,50	0,69	1,19	0,77
0,110	1,516	3,89	3,080	2,32	1,29	1,77	1,560	3,89	3,450	2,04	1,29	1,63	1,920	3,89	8,57	0,78	1,29	0,83
0,300	0,556	1,94	1,130	3,15	1,62	2,22	0,570	1,94	1,270	2,78	1,62	2,04	0,704	1,94	3,14	1,06	1,62	1,05
0,900	0,185	1,06	0,377	5,16	2,34	3,20	0,190	1,06	0,420	4,55	2,34	2,95	0,235	1,06	1,05	1,73	2,34	1,51
1,800	0,093	0,74	0,189	7,21	3,03	4,15	0,095	0,74	0,210	6,36	3,03	3,82	0,117	0,74	0,52	2,42	3,03	1,95
4,000	0,042	0,42	0,085	9,09	3,65	5,00	0,043	0,42	0,095	8,02	3,65	4,60	0,053	0,42	0,24	3,05	3,65	2,35
6,500	0,026	0,35	0,052	12,31	4,70	6,44	0,026	0,35	0,058	10,86	4,70	5,92	0,032	0,35	0,15	4,14	4,70	3,03

Из таблицы видно, что цепи с R1 = 33 Ом и R2 = 30,25 Ом искробезопасны во всем диапазоне изменения скоростей их размыкания. Цепь с R3 = 15,5 Ом нельзя признать искробезопасной, так как она удовлетворяет требованиям обеспечения искробезопасности только при скоростях размыкания, превышающих 0,3 м/с.