CC BY
80
© А.Т. Ерыгин, А.Ю. Охапкин, 2009
А. Т. Ерыгин, А.Ю. Охапкин
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Приведены результаты экспериментальных исследований нагретых взрывоопасных смесей электрическим разрядом и нагретыми телами, получены исходные данные и разработана методика всех видов испытаний взрывозащищенного электрооборудования для использования при высоких температурах окружающей среды.
Ключевые слова: взрывозащищенность, взрывоопасные смеси, электрооборудование.
Современные испытания на взрывозащищенность электрооборудования осуществляются во взрывных камерах, заполненных испытательной взрывоопасной смесью при давлении 0,1 МПа (760 ± 20 мм рт. ст.) и температуре (20 - 30) 0С. Результаты проведенных испытаний на взрывозащищенность электрооборудования будут справедливы только для данного диапазона температур окружающей среды.
В настоящее время современный стандарт [1] допускает испытанное при нормальных условиях электрооборудование эксплуатировать его до температуры окружающей среды 60 0С. Это является определенным допущением, так как взрывоопасная смесь при температуре 60 0С является более легко воспламеняемой в сравнении с температурой (20-30) 0С. Так поступают из-за недостаточной изученности зависимости значения критериального параметра взрывоопасной смеси от ее температуры. Справедливо было бы проведение испытаний на взрывозащищенность электрооборудования при температуре испытательной взрывоопасной смеси, равной максимальной температуре окружающей среды, при которой будет эксплуатироваться данное электрооборудование. Однако такой метод испытаний имеет недостатки, связанные с технической трудностью выполнения таких испытаний при различной температуре испытательной взрывоопасной смеси.
В настоящее время положение таково, что разработчики взрывозащищенного электрооборудования применяют его при максимальной температуре окружающей среды выше 60 0С после обычных сертификационных испытаний, что недопустимо.
Одной из задач данной работы является на базе результатов экспериментальных исследований нагретых взрывоопасных смесей электрическим разрядом и нагретыми телами получить исходные данные и разработать методику всех видов испытаний взрывозащищенного электрооборудования для использования при высоких температурах окружающей среды.
Другой задачей является подтверждение установленной ранее связи между всеми видами испытаний взрывозащищенного электрооборудования с высокотемпературными источниками воспламенения. Ранее было установлено соотношение для различных классификационных параметров взрывоопасных смесей, определяющих их место в общей классификационной таблице и одновременно определяющие условия испытаний всех видов испытаний взрывозащищенного электрооборудования с высокотемпературными источниками воспламенения.
БЭМЗ/БЭМЗо = I/Io = d^/d^o = (W/Wo)0,467 = УВМ/У ВМо, (1) где БЭМЗ - безопасный экспериментальный максимальный зазор; I - минимальный воспламеняющий ток контрольной цепи; d^ - гасящее расстояние между электродами; W - минимальная воспламеняющая энергия электрического разряда; УВМ - удельная воспламеняющая мощность нагретого тела малого размера.
БЭМЗ определяет состав испытательной взрывоопасной смеси по его значению и коэффициент безопасности при испытаниях на взрывонепроницаемость оболочек. Минимальный воспламеняющий ток контрольной цепи определяет состав испытательной взрывоопасной смеси по его значению и коэффициент безопасности при испытаниях на искробезопасность электрических цепей. Гасящее расстояние между электродами и минимальная воспламеняющая энергия электрического разряда определяет состав испытательной взрывоопасной смеси по его значению и коэффициент безопасности при испытаниях на электростатическую искробезопасность.
$0 ?5 100 135 ¿°С
Рис. 1. Значения удельной воспламеняющей мощности нагретого тела малого размера от температуры нагрева четырех представительных взрывоопасных смесей: о - результаты экспериментов при воспламенении взрывоопасных смесей электрическим разрядом; □ - результаты экспериментов при воспламенении взрывоопасных смесей нагретым телом малого размера
Удельная воспламеняющая мощность нагретого тела малого размера определяет состав испытательной взрывоопасной смеси по его значению и коэффициент безопасности при испытаниях на взрывобезопасность нагретых тел малого размера.
Для подтверждения установленной ранее связи между всеми видами испытаний взрывозащищенного электрооборудования с высокотемпературными источниками воспламенения для нагретых взрывоопасных смесей выполним сопоставление значений удельных воспламеняющих мощностей, полученных
Рис. 2. Зависимости удельной воспламеняющей мощности нагретого тела малого размера от температуры нагрева четырех представительных взрывоопасных смесей: о - результаты экспериментов при воспламенении взрывоопасных смесей электрическим разрядом; □ - результаты экспериментов при воспламенении взрывоопасных смесей нагретым телом малого размера
на основании экспериментальных исследований Н.Д. Гавриленко [1] и установленных в данной работе для четырех представительных взрывоопасных смесей (рис. 1). Анализ данных, приведенных на рис. 1, подтверждает тот факт, что установленное соотношение, приведенное в выражении 1, справедливо и для нагретых до 150 0С взрывоопасных смесей. В результате совместной обработки результатов двух исследований (рис. 2)
были установлены зависимости критериального параметра четырех представительных взрывоопасных смесей от температуры их нагрева.
Методика испытаний на взрывозащищенность электрооборудования, эксплуатируемого при высокой температуре окружающей среды, сводится к установлению состава испытательной взрывоопасной смеси в зависимости от максимальной температуры окружающей среды и коэффициента безопасности. При этом необходимо учитывать за счет чего при испытаниях обеспечивается коэффициент безопасности: за счет параметров источника воспламенения или за счет состава испытательной взрывоопасной смеси. Для реализации данной методики после установления зависимостей критериального параметра для четырех представительных взрывоопасных смесей от температуры их нагрева необходимо установить значения БЭМЗ, минимального воспламеняющего тока контрольной цепи, минимальной воспламеняющей энергии электрического разряда и удельной воспламеняющей мощности от составов испытательных взрывоопасных смесей [2].
Таким образом, на базе результатов экспериментальных исследований нагретых взрывоопасных смесей электрическим разрядом и нагретыми телами получены исходные данные и разработана методика испытаний всех видов взрывозащищенного электрооборудования с высокотемпературными источниками воспламенения для всех отраслей промышленности, предназначенного для применения при высоких температурах окружающей среды. Другим важным результатом выполненной работы является подтверждение справедливости установленной ранее связи между всеми видами испытаний взрывозащищенного электрооборудования с высокотемпературными источниками воспламенения и для взрывоопасных смесей, нагретых до 150 0С.
------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гавриленко Н.Д. Исследование воспламеняющей способности разрядов статического электричества в паро-газо-воздушных средах и разработка методов и средств защиты: Автореф. дис.. ..канд. техн. наук. - Севастополь, 1975.- 27 с.
2. Ерыгин А.Т. Результаты исследований в области электровзрывобезопас-ности оборудованиягорных предприятий. Горный вестник. № 5, 1997. с. 116-122.
A.T. Erygin, A.J. Ohapkin
TECHNIQUE OF ESTIMATION OF USED IN HIGH HEAT ENVIRONMENT ELECTRIC EQUIPMENT EXPLODE-PROTECTION
Results of experimental researches of heated by the electric discharge and heated bodies explosive mixes are resulted, the source data is obtained and the technique of all kinds of tests of explosion-proof electric equipment for using in high heat environment is developed.
Key words: explosion-proof, explosive mixes, electric equipment.
Коротко об авторах ________________________________________
Ерыгин А.Т. - зав. отделом, профессор, доктор технических наук, Охапкин А.Ю. - ст. научный сотрудник, кандидат технических наук, ИП-
КОН РАН.
