CC BY
76
© А.Т. Ерыгин, А.Ю. Охапкин, Ю.В. Буров, 2013
УДК 622.81
А.Т. Ерыгин, А.Ю. Охапкин, Ю.В. Буров
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДДЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕНОСНЫХ ПРИБОРОВ, ИСПОДЬЗУЕМЫХ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ СРЕДАХ КАТЕГОРИИ ВЗРЫВООПАСНОСТИ НС
В результате экспериментальных исследований установлены характеристики ис-кробезопасности 1в = {(Ь, Е) для взрывоопасных сред НС категории взрывоопасно-сти для новой ранее неисследованной области параметров электрических цепей, использование которых улучшить технико-экономические характеристики переносных приборов и электрооборудования, расширит область их применения, обеспечит доступ разработчикам данных приборов и электрооборудования к их расчетной оценке искробезопасности.
Ключевые слова: искробезопасность, электрическая цепь, электрооборудование, расчетная оценка.
Обеспечение взрывозащиты переносных приборов и электрооборудования приводит к их усложнению и удорожанию в сравнении с аналогичным электрооборудованием в общепромышленном исполнении. Прогрессивный вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» также не решает полностью эту задачу и также проигрывает по технико-экономическим показателям общепромышленному исполнению электрооборудования.
Целью данной работы является разработка новых методов оценки и обеспечения искробезопасности переносных приборов и электрооборудования, позволяющих максимально приблизить их конструкцию к общепромышленному исполнению и этим самым повысить их технико-экономические показатели (уменьшить вес, габариты и стоимость).
Переносные приборы обычно имеют автономные источники пита-
ния в виде аккумуляторов и батареек. Оценить их на искробезопасность без токоограничительных элементов традиционно с помощью взрывной камеры невозможно, так как индуктивность искрообразующего устройства и присоединительных проводов взрывной камеры будет на несколько порядков больше индуктивности автономного источника питания. Поэтому требуется разработать расчетный метод оценки искробезопасности переносных приборов и электрооборудования. Для этих целей необходимо было установить параметры автономных источников питания, определяющих их искробезопасность, а с помощью экспериментов установить исходные данные для оценки их ис-кробезопасности. Такими исходными данными служат характеристики ис-кробезопасности 1в = ДЦ Е) для малых значений э.д.с. источников питания, малых индуктивностей и больших значений размыкаемых токов, охва-
Зависимости минимального воспламеняющего тока от э.д.с. источника питания и индуктивности цепи для водородокислородной (43 % Н2 + 57 % 02) смеси
тывающих параметры встречающихся на практике автономных источников питания и отсутствующие в России и за рубежом.
В работе намечено разработать методику оценки и обеспечения ис-кробезопасности переносных приборов и электрооборудования на базе новых установленных данных, позволяющая существенно улучшить технико-экономические характеристики переносных приборов и электрооборудования, расширить область их применения, обеспечить доступность оценки искробезопасности разработ-
чиками данных приборов и электрооборудования. Ранее данная работа была выполнена применительно к рудничному электрооборудованию со взрывоопасными смесями I, IIA и IIB категорий взрывоопасности [1].
Экспериментальные исследования воспламеняющей способности электрических разрядов проводились в водородокислородной смеси с содержанием водорода 43 %, которая согласно ГОСТ Р 51330.10—99 [2] может быть испытательной активизированной взрывоопасной смесью при оценке на искробезопасность элек-
трооборудования для подгруппы НС. Для приготовления данной взрывоопасной смеси использовано также электролитическое питающее устройство ПУЭ [3], позволяющее получать любые составы водородокислородной смеси с высокой точностью. В качестве искрообразующего устройства был использован механизм МЭК, являющийся стандартным при проведении на искробезопасность электрических цепей как в России, так и за рубежом. Искрообразующее устройство устанавливалось во взрывной камере БВК-3 [4]. Исследуемые электрические цепи подключались к аккумуляторным батареям. Регулировка силы тока в электрической цепи осуществлялась ограничительным сопротивлением, в качестве которого использован магазин сопротивлений Р-58, имеющий бифилярную намотку для снижения его индуктивности. При больших значениях размыкаемых токов вместо магазина сопротивлений использовались угольные и проволочные сопротивления. Верхнее значение размыкаемого тока т ограничивалось индуктивностью искрообразую-щего механизма и присоединительных проводов от источника питания к клеммам взрывной камеры.
Воспламеняющие токи для каждой электрической цепи определялись при трех - пяти вероятностях воспламенения водородокислородной (43 % Н2 + 57 % 02) смеси. По полученным данным строилась зависимость вероятности воспламенения взрывоопасной смеси от размыкаемого тока Р = Щв) и путем интерполяции и экстраполяции определялись воспламеняющие токи при стандартном значении вероятности воспламенения взрывоопасной смеси Р = 10- . В результате выполненных экспериментальных ис-
следований построены характеристики искробезопасности 1в = ^Ь, Е), которые предназначены для оценки ис-кробезопасности химических источников тока как в режиме их короткого замыкания, так и совместно с линией связи и индуктивными нагрузками. Анализ результатов экспериментальных исследований, приведенных на рисунке 1, показывает, что нагрев контактов искрообразующего механизма в результате протекания по ним больших токов (до 10 А) не влияет на процесс воспламенения (не снижает уровень воспламеняющей энергии электрического разряда). Только при токах более 10 А замечено незначительное влияние нагрева контактов на уровень воспламеняющих токов. В результате выполненных экспериментальных исследований в диапазоне размыкаемых токов до 20 А может быть сделан важный вывод о том, что для оценки искробезопасности химических источников тока в режиме короткого замыкания, совместно с линией связи и с индуктивными нагрузками могут быть использованы характеристики искробезопасности 1в = $ (Ь, Е) (рисунок).
Выводы
1. На основании экспериментальных исследований установлены для ранее неизученной области параметров электрических цепей характеристики искробезопасности, в виде зависимостей минимального воспламеняющего тока химического источника тока от значения его э.д.с. и индуктивности для испытательной активизированной взрывоопасной смеси 11С категории взрывоопасности, позволяющие оценивать на искробезопас-ность химические источники тока в режиме короткого замыкания и совместно с линией связи и индуктив-
ными нагрузками переносных приборов и электрооборудования.
2. Использование новых установленных зависимостей позволяет раз-
рабатывать переносные приборы и электрооборудование с более высокими технико-экономическими показателями.
1. Ерыгин А.Т., Толченкин Р.Ю. Способ обеспечения искробезопасности переносных приборов, № 2336417. Изобретения и полезные модели. - М.: РОСПАТЕНТ, 2008, — № 29, с.11-12.
2. ГОСТ Р 51330.10-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 11. Ис-кробезопасная электрическая цепь. Введ. От 010100. - М.: Издательство стандартов, 2000. - 117 с.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Серов В.И., Виноградов В.П. Электролитическое питающее устройство. - М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1966. - 28 с.
4. Серов В.И., Хмель Г.В. Автоматическая взрывная камера типа БВК-3 для испытаний на искробезопасность электрических цепей. Руководство по эксплуатации. - М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1966. - 28 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Ерыгин Александр Тимофеевич - доктор технических наук, профессор, Охапкин Александр Юрьевич - кандидат технических наук, УРАН ИПКОН РАН, [email protected]
Буров Юрий Владимирович - нотифицированный эксперт по сертификации взрывозащи-щенного и рудничного оборудования НФ МОС «Сертиум», [email protected]
А
- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ВАРИАНТЫ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ КОРОТКИМИ ОЧИСТНЫМИ ЗАБОЯМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И МЕХАНОГИДРАВЛИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
(№ 964/06-13 от 05.04.13, 13 с.)
Хуцишвили Гурам Алексеевич — аспирант, [email protected], Московский государственный горный университет.
RECOMMENDED VARIANTS OF MINING TECHNOLOGY COAL SEAMS SHORT TREATMENT SLAUGHTER WITH THE USE OF HYDRAULIC AND MECHANICAL HYDRAULIC UNITS
Khutsishvili Guram Alekseevich
