В настоящее время промышленные электродетонаторы (ЭД) транспортируют и хранят в заводской упаковке.

Упаковка отечественного производства состоит из древесно-крагисного ящика, картонных коробок и металлической коробки, служащей защитным экраном в случае воздействия на ЭД электромагнитных излучений (радио и теле передатчики, грозовые разряды, электрическая дуга и др.).

Фирмы дальнего зарубежья, такие как "Остин детонатор" (Чехия), "Шаффлер" (Австрия), "Динамит Нобель АГ" (Германия) и др. используют упаковку ЭД, состоящую из картонных коробок и картонного ящика, не применяя при этом металлическую коробку – экран; а в отдельных случаях в качестве экрана они помещают ЭД с выводными проводами в пакет из металлизированной пленки.

Учитывая многолетний опыт транспортирования ЭД в картонной упаковке без металлической (экрана) фирмами дальнего зарубежья, перечисленными выше, было принято решение: изучить возможность использования аналогичной упаковки для транспортирования и хранения промышленных ЭД отечественного производства.

Целью работы является установление возможности транспортирования и хранения промышленных ЭД в упаковке без металлических коробок-экранов.

Задачи исследований следующие:

- установление зависимости величины наводимой ЭДС в электрической цепи ЭД от расстояния между ним и источником излучения расчетным путем;

- проведение испытаний на воспламеняемость электровоспламенителей от электромагнитных излучений в различных условиях (видов защиты ЭД от электромагнитных излучений);

- обоснование безопасных (в отношении токов наводки) условий транспортирования промышленных ЭД в упаковке без металлических экранов.

Согласно сведениям, представленным Украинским государственным центром радиочастот, мощность излучения гражданских передающих объектов не превышает 100 кВт. Исходя из этой величины определим напряженность поля в непосредственной близости от антенны излучателя.

Для этой цели подходит формула Введенского Б.А.[1] :

где: Е_д – действующее значение вектора напряженности электрического поля, мВ/м;
Р – мощность передатчика,(100 кВт);
G – коэффициент усиления передающей антенны;
r – расстояние от передатчика, км;
λ - длина волны, м;
h₁– высота антенны передатчика (принимается равной 50 – 100 м);
h₂ – высота приемной антенны (принимается равной высоте фургона автомобиля, т.е. 4 м по верхнему штабелю).

Длина волны (λ) равна 1 м при f = 300мГц – крайний диапазон МВ, и 0,3 м при f = 900мГц – крайний диапазон ДМВ.

Расстояние от передатчика (r) будет равно гипотенузе треугольника, одним катетом которого является мачта антенны (50 – 100 м), а вторым – расстояние от ближайшей дороги до мачты (принимаем 30 м – зона отчуждения).

Коэффициент усиления передающей мачты находится по формуле:

где Д_а – коэффициент направленного действия (для передающих гражданских антенн может быть равен 1,64);
η_а – КПД антенны, который равен:

Величиной R_n можно пренебречь, тогда η_а будет равен 1. Результаты расчетов приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Результаты расчетов

Согласно закону Био-Савара [2] соотношение электрического и магнитного полей следующее:

где H – напряженность магнитного поля;

- осциллографа С1-64;

- осциллографа цифрового запоминающего С9-8;

- генератора сигналов высокочастотного Г4-102;

- блока питания Б5-8;

- рамок излучателя (антенн);

- приемника сигналов - объекта исследования.

Кроме того, при проведении испытаний для измерения электрических сигналов в различных цепях применялись: амперметры, вольтметры и омметры.

Воздействию токов наводки в ЭД может подвергаться только его электрическая цепь, т.е. электровоспламенитель (ЭВ) с выводными проводами. Причем на результаты этого воздействия может влиять как величина сопротивления цепи электрическому току, так и длина выводных проводов, свернутых в бунтик или свернутых частично. Соответственно эксперименты проводились с имитациями ЭД, боевой частью которых являлся только электровоспламенитель (ЭВ) с выводными проводами в одном из вышеупомянутых видов. Пробочка ЭВ помещалась в стальную гильзу КД валового производства. Пробочка в гильзе не обжималась, что давало возможность фиксировать срабатывания ЭВ визуально: в момент срабатывания давление газов выталкивало пробочку из гильзы с характерным звуком и дымообразованием.

Поскольку потребителю завод, в подавляющем большинстве случаев, поставляет ЭД с минимальной длиной выводных проводов 2 м и максимальной 6 м, испытанию подвергались ЭВ с длиной выводных проводов 2,0 м и 6,0 м.

Следующая серия испытаний проводилась с целью установления критического т. е. опасного расстояния от центра излучения электромагнитных волн (излучающая антенна радио- или телепередатчика) до исследуемого объекта (транспортируемых в упаковке без металлического экрана ЭД). За "опасное" принято расстояние, при котором может сработать наиболее чувствительный к электрическому току ЭД.

Перед проведением экспериментов у испытуемых ЭВ замеряли сопротивление электрическому току с помощью моста Р-3043 и габаритные размеры бунтика. Затем имитацию ЭД с этими ЭВ помещали в центр рамки излучателя, на которую подавали электромагнитный сигнал. При проведении исследований в качестве излучателей (передающих антенн) применялись согласованные рамочные антенны на частоты 150 кГц - 10 МГц.

Внутри рамки излучателя и в непосредственной близости к ней создавалось электромагнитное поле, параметры которого наводили в электрической цепи ЭВ ток величиной не менее 0,22 А. В случае несрабатывания ЭВ, параметры электромагнитного поля увеличивали до уровня, при котором ЭВ срабатывал. В экспериментах напряжение и ток в цепи ЭВ фиксировали с помощью осциллографа.

Результаты испытаний имитаций ЭД на чувствительность к радиоизлучению сведены в табл. 2.

Таблица 2- Результаты испытаний имитаций ЭД на чувствительность к радиоизлучению

- в ЭД с разомкнутыми выводными проводами, при прочих равных условиях, величина ЭДС наводки меньше в 15-30 раз по сравнению с ЭД, у которых выводные провода замкнуты накоротко;

- опасная величина токов наводки (более 0,18 А) может иметь место только в цепи ЭД с замкнутыми накоротко выводными проводами, причем провода должны быть частично разведены так, чтобы площадь образовавшейся при разведении петли составляла не менее 0, 0375 м²;

- в электрической цепи ЭД с разомкнутыми проводами в самых жестких условиях эксперимента величина наводимой ЭДС составляет около 0,033А, т.е. меньше величины тока, допускаемой Госнадзорохрантруда Украины в приборах для замера сопротивления ЭД электрическому току.

Результаты испытаний имитаций ЭД на чувствительность к радиоизлучению

Из теории электромагнитных волн также известно, что замкнутый металлический контур, расположенный перпендикулярно другому замкнутому контуру, препятствует наведению в последнем ЭДС. Поэтому вторым рубежом защиты ЭД от срабатывания при воздействии на их электрическую цепь электромагнитных волн (поля) будет создание замкнутого контура, расположенного перпендикулярно выводным проводам ЭД, свернутым в бунтик. На практике это должно осуществляться следующим образом: картонную коробку типа П-1 по ОСТ 84-2449, с уложенными в нее ЭД согласно п.п. 1.5.1. и 1.5.2. ТУУ 24.6-14314452-016-2003 (или аналогичных требований других ТУ на промышленные ЭД), следует перевязывать не шпагатом, как это требуется по п. 1.5.3. указанных ТУ, а металлической проволокой любого типа без изоляционного покрытия с обеспечением надежного контакта при замыкании (скручивании) концов этой проволоки.

Аналогичная защита используется чешской фирмой "Остин детонатор": здесь пучки ЭД с не зачищенными концами выводных проводов обвязывают стальной проволокой сечением 0,5 мм без изоляционного покрытия.

Из табл. 2 также видно, что использование шунтирующей рамки (обвязывание картонной коробки с ЭД металлической проволокой без изоляционного покрытия) даже в ЭД с замкнутыми накоротко выводными проводами снижает величину наводимой ЭДС в цепи ЭД ориентировочно в 3 раза.

В ы в о д ы

1. В работе, на основании анализа существующих источников, определены условия проведения испытаний ЭД на чувствительность к токам наводки, которые могут иметь место в реальных условиях транспортирования ЭД и при погрузочно-разгрузочных работах.

2. Проведены испытания имитаций ЭД на чувствительность к токам наводки, в том числе и при наиболее опасных ситуациях, которые могут иметь место при транспортировании ЭД и при погрузочно-разгрузочных работах.

3. На основании результатов проведенных исследований и испытаний можно утверждать, что транспортирование и погрузочно-разгрузочные работы на дневной поверхности ЭД с незачищенными концами выводных проводов в упаковке, состоящей из картонных коробок, уложенных в картонные ящики, являются безопасными в отношении несанкционированных взрывов ЭД от токов наводки. При этом, с целью дополнительного повышения безопасности транспортирования ЭД в новой упаковке, целесообразно картонные коробки с ЭД перевязывать (вместо шпагата) металлической проволокой любого типа без изоляционного покрытия (кроме алюминиевой).

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочник радио-любителя под общей редакцией А.А. Куликовского. М.: Госэнергоиздат, 1963г., 500 с.
2. Б.А. Смиренин. Справочник по радиотехнике. М.: Госэнергоиздат, 1950г., 784 с.
3. Светлов Б.Я., Яременко Н.Е. Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ.- М.: Недра, 1973, 234 с.
4. http://rail.ctm.ru/getdoc.php?name=OGVPR_11 - Приложение 11 к "Правилам перевозок опасных грузов по железным дорогам".
5. http://texbez.boom.ru/Razd/Pb_perevoz_vm/Pb_perevoz_vm.htm - Правила безопасности при перевозке взрывчатых материалов (ВМ) автомобильным транспортом.
6. http://www.pole.com.ru - Сотовая связь и здоровье человека.