Разработка методики сертифицирования и конструирования блоков искрозащиты рудничного электрооборудования

 

И.А.Бершадский, Л.С.Соломатина

Украина, г. Донецк,

Донецкий национальный технический университет

 

Обоснована возможность и создан новый принцип конструирования и проведения сертификационных испытаний аппаратуры с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь», сущность которого состоит в разработке высокоточного способа расчетной оценки искробезопасности цепей разных классов сложной конфигурации, а также в использовании структурных безопасных элементов, таких как источники питания, линии связи и загрузка

 

Постановка проблемы. «Искробезопасная электрическая цепь» является одним из видов обеспечения взрывобезопасности электрооборудования, которое по условиям эксплуатации должно функционировать во взрывоопасной атмосфере, и при любых повреждениях, находясь под напряжением, не вызывать недопустимых по условиям воспламенения взрывчатой смеси искр и нагрева. В настоящее время в Украине, России и других странах основу оценки искробезопасности электрических цепей составляют экспериментальные испытания с помощью взрывных камер (ВК), заполненных испытатель-ной взрывоопасной смесью, что соответствует международным стандартам.

Анализ предыдущих исследований и публикаций. В стандартах получила распространение оценка искробезопасности с помощью зависимостей минимального тока воспламенения от напряжения в омической цепи, тока от индуктивности и напряжения в индуктивной цепи, напряжения от емкости и сопротивления ограничительного резистора в емкостной цепи. Однако такие зависимости существуют лишь для некоторых простых цепей без шунтирования. Рассмотренные теории зажигания взрывоопасных газовых смесей электрическими разрядами (электрическая и тепловая) и процессы протекания теплового взрыва, а также известные аналитические исследования моделей разогрева смеси и ее очагового зажигания выявили их основные недостатки, а именно: приближенный линейный учет изменения коэффициента температуропроводности в различных областях теплового поля; не-достаточный диапазон опасных скоростей размыкания искрообразующего механизма (ИОМ); упрощенный подход к определению начального радиуса источника и температуры разряда; отсутствие сравнительного анализа результатов с экспериментальными данными и связи полученных результатов с распространенными на практике типами электрических цепей и параметрами ИОМ.

Формулирование цели статьи. Цель статьи состоит в оценке результатов разработанной методики беска-мерной оценки искробезопасных параметров электрических цепей, которая может использоваться в качестве вспомогательного средства для количественного анализа коэффициентов искробезопасности при создании новых схем и принципов конструирования, а также при проведении предварительных сертификационных испыта-ний рудничного электрооборудования с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь».

Изложение основного материала. В методике рассматриваются аварии (аварийные ситуации), связанные со взрывами на объектах горной промышленности, в шахтах и рудниках, опасных по внезапным выбросам газа и пыли.

Значение воспламеняющей энергии должно быть уменьшено в число раз, необходимое для обеспечения требуемого коэффициента искробезопасности по току KI , напряжению KU или их комбинации. Зависимости минимальной воспламеняющей энергии Wв от скорости размыкания искрообразующего меха-низма v и времени существования разряда Tp получены путем математического моделирования на основе тепловой теории воспламенения для неподвижной среды газа и стационарных условий течения процесса воспла-менения, что удовлетворяет оптимальным условиям взрыва метано-воздушной смеси. Принимаем, что для обеспечения искробезопасности электрических цепей достаточно снизить мощность разряда или выделяющуюся в нем энергии до безопасного значения, а это позволяет осуществлять беска-мерную оценку такой цепи.

Список литературы:

1.      Ерыгин. А.Т., Шатило А.Н., Трембицкий А.Л. О расширении области применения бескамерной оценки искробезопасности электрических цепей // Горный информационный аналитический бюллетень. М.: Издание МГГУ, 2002. №12. С. 202 - 205.-

2.      ГОСТ Р 52350.11 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 11. Искробезопасная электрическая цепь «i». – [Введ. с 28.12.2005]. – М.: Стандартинформ, 2007. – 95 с.

3.      Бершадский И.А. Тестирование метода бескамерной тепловой оценки искробезопасности схемы источника питания / Бершадский И.А., Дубинский Ал.А. // Взрывозащищенное электрооборудование: Сб. научных трудов УкрНИИВЭ. –Донецк, 2011. - С. 230 – 240.

4.      Ковалев А.П. Моделирование параметров разряда и расчетная оценка искробезопасности при размыкании электрической цепи / А.П. Ковалев, И.А. Бершадский, З.М. Иохельсон // Электричество. – 2009. - №11. – С. 62-69.