2 Приведенные выше оценки относятся к индуктивному элементу с воздушным сердечником. Если индуктивный элемент имеет железный сердечник, такие оценки можно рассматривать только как приблизительные, и потребуется испытывать цепь с применением искрообразующего механизма (приложение В), чтобы установить, является или не является цепь искробезопасной. На практике, если оценка основана на измеренном значении индуктивности, минимальный ток воспламенения (обычно, но не всегда), больше, чем значение, полученное в результате оценки.
b) Простая емкостная цепь
Цепь, показанная на рисунке А.8, предназначена для применения в электрооборудовании группы I. Она состоит из последовательно соединенных батареи напряжением 30 В, неповреждаемого токоограничительного резистора сопротивлением 10 кОм и конденсатора емкостью 10 мкФ. В предлагаемом примере значения 30 В и 10 мкФ - максимальные, а 10 кОм - минимальное значение.
Рисунок А.8 - Простая емкостная цепь
Проводят две отдельные оценки: одну, чтобы убедиться, что сам источник питания искробезопасный, и вторую - чтобы учесть присутствие конденсатора.
1 Источник питания
Процедура оценки аналогична процедуре оценки источника питания для простой индуктивной цепи (см. а), 1). Источник питания может рассматриваться как искробезопасный с точки зрения искрового воспламенения с коэффициентом искробезопасности св. 100.
2 Конденсатор
Последовательность оценки.
i) Максимальное напряжение элемента или батареи равно 30 В, а максимальная емкость равна 10 мкФ. Никакие повреждения не рассматривают, так как резистор сопротивлением 10 кОм является неповреждаемым, а неисправность емкости вследствие короткого замыкания или обрыва ведет к формированию цепи, рассмотренной в а), 1.
ii) Применение требований раздела 5 и 10.1.4.2 требует, чтобы при коэффициенте искробезопасности 1,5 напряжение было увеличено до 1,5 30=45 В.
iii) Характеристики искробезопасности на рисунке А.2 для группы I показывают, что при напряжении 45 В минимальная величина воспламеняющей емкости составляет только 3 мкФ, а при напряжении 30 В - только 7,2 мкФ, поэтому цепь не может быть оценена как искробезопасная.
Примечание - Существует много возможностей изменить цепь так, чтобы она стала искробезопасной. Значения напряжения цепи или емкости могут быть снижены, или неповреждаемый резистор может быть установлен последовательно с конденсатором 10 мкФ. На рисунке А.2 показано, что для конденсатора емкостью 10 мкФ минимальное напряжение воспламенения равно 26 В. Поэтому, если значение емкости 10 мкФ нужно сохранить, напряжение батареи должно быть снижено до 26/1,5=17,3 В. В качестве альтернативного варианта, значение емкости можно снизить до 3 мкФ, или установить неповреждаемый резистор с минимальным сопротивлением 5,6 Ом последовательно с конденсатором (так как 10 мкФ при сопротивлении резистора 5,6 Ом дает минимальное напряжение воспламенения равное 48 В), что также приведет к созданию цепи, которая может быть оценена как искробезопасная в отношении искрового воспламенения для группы I.
Следует иметь в виду, что значения минимального напряжения воспламенения для емкостных цепей на рисунках А.2 и А.3 применяют к заряженному конденсатору, который не соединен непосредственно с источником питания. На практике, при условии, что сам источник питания имеет высокий коэффициент искробезопасности, как в приведенном выше примере, могут быть применены характеристики искробезопасности, представленные на рисунках А.2 и А.3. Однако если источник питания имеет минимальный коэффициент искробезопасности, его подключение к конденсатору может привести к ситуации, когда цепь будет искроопасной несмотря на то, что оценка по характеристикам искробезопасности на рисунках А.2 и А.3 показывает искробезопасность цепи. Оценку искробезопасности таких цепей необходимо вести с применением искрообразующего механизма (приложение В).
А.4 Допустимое снижение эффективной емкости при использовании защиты последовательно включенным резистором
Когда резистор установлен последовательно с конденсатором для ограничения энергии, которая может выделиться в виде разряда от их комбинации (энергия между узлами А и В на приведенном ниже рисунке), оценка эффективной емкости между этими двумя узлами может быть упрощена с помощью применения таблицы А.4.*
_______________
* Текст документа соответствует оригиналу.
Резистор должен быть адекватно нагружен в соответствии с 7.1, и узел X должен быть отделен от всех других токоведущих частей в соответствии с 6.3 или приложением F.
Таблица А.3 - Допустимое снижение эффективной емкости при использовании защиты последовательно включенным резистором
Сопротивление  , Ом | Коэффициент уменьшения |
0 | 1,00 |
1 | 0,97 |
2 | 0,94 |
3 | 0,91 |
4 | 0,87 |
5 | 0,85 |
6 | 0,83 |
7 | 0,80 |
8 | 0,79 |
9 | 0,77 |
10 | 0,74 |
12 | 0,70 |
14 | 0,66 |
16 | 0,63 |
18 | 0,61 |
20 | 0,57 |
25 | 0,54 |
30 | 0,49 |
40 | 0,41 |
| Примечание - Приведенные в таблице коэффициенты даны с запасом. Более значительное снижение емкости может быть принято по результатам испытаний. | |
Приложение В (обязательное). Искрообразующий механизм для испытания электрических цепей на искробезопасность
Приложение В
(обязательное)
В.1 Методы испытаний на искровое воспламенение
В.1.1 Принцип проведения испытаний
Электрическую цепь подключают к контактам искрообразующего механизма, которые находятся во взрывной камере, заполненной испытательной взрывоопасной смесью.
Параметры цепи регулируются для обеспечения заданного коэффициента безопасности, и проводится испытание с целью определения, произойдет или не произойдет воспламенение испытательной взрывчатой смеси при определенном количестве срабатываний контактной системы.
Если не указано иное, допуски для размеров обработанных деталей составляют ±2% (для длины вольфрамовой проволочки ±10%) , а для напряжения и тока ±1%.
В.1.2 Искрообразующий механизм
Искрообразующий механизм состоит из контактного устройства, расположенного в сосуде взрывной камеры объемом не менее 250 см , и предназначен для создания электрических разрядов при замыкании и размыкании электрической цепи в среде испытательной взрывоопасной смеси.
Примечание 1 - Конструкция искрообразующего механизма и взрывной камеры приведена на рисунке В.4. Кинематическая схема и элементы искрообразующего механизма приведены на рисунках В.1 и В.3.
Один из контактных электродов представляет собой вращающийся кадмиевый диск с двумя пазами (рисунок В.2).
Примечание 2 - Для отливки кадмиевых контактных дисков можно использовать кадмий, применяемый для нанесения гальванического покрытия.
Другой контактный электрод состоит из четырех вольфрамовых проволочек диаметром 0,2 мм, закрепленных по окружности диаметром 50 мм на держателе из латуни или другого подходящего материала (рисунок В.3).
Примечание 3 - В местах крепления вольфрамовых проволочек желательно закруглять углы держателя, чтобы предохранить проволочки от острых кромок.
Кинематическая схема искрообразующего механизма приведена на рисунке В.1. Держатель вращают таким образом, чтобы проволочки скользили по шероховатой поверхности кадмиевого диска. Расстояние между держателем проволочек и диском составляет 10 мм. Свободная длина проволочек - 11 мм. Проволочки выпрямляют и устанавливают перпендикулярно поверхности диска, когда они не контактируют с ним.
Оси валов, вращающих диск и держатель проволочек, расположены на расстоянии 31 мм друг от друга и электрически изолированы между собой и от цоколя основания механизма. Электрический ток подводят и снимают скользящими контактами на валах, которые приводят в движение с помощью токонепроводящих шестерен с соотношением зубьев 50:12.
Держатель проволочек вращают с частотой 80 об/мин электрическим двигателем, который в случае необходимости может иметь редуктор. Диск вращают медленнее в противоположном направлении.
Если не используют систему свободной циркуляции испытательной взрывоопасной смеси, то необходимо использовать газонепроницаемые подшипники в опорной плите.
Для регистрации числа оборотов вала держателя проволочек используют счетчик или измеритель времени для определения продолжительности испытаний, соответствующей заданному числу оборотов вала держателя.
Примечание 4 - После воспламенения взрывоопасной смеси желательно автоматически остановить двигатель или счетчик. Для регистрации воспламенения взрывоопасной смеси может, например, использоваться фотоэлемент или датчик давления (см. рисунки В.5 и В.6).
Сосуд взрывной камеры должен выдерживать взрыв давлением не менее 1500 кПа (15 бар), если не предусмотрен сброс давления.
Емкость на зажимах контактного устройства искрообразующего механизма не должна превышать 30 пФ при разомкнутых контактах, сопротивление не должно превышать 0,15 Ом при постоянном токе 1 А и собственная индуктивность не должна превышать 3 мкГн при замкнутых контактах.
В.1.3 Калибровка искрообразующего механизма
Чувствительность искрообразующего механизма необходимо проверять до и после каждой серии испытаний по 10.1.3.1 и 10.1.3.2.
Если чувствительность искрообразующего механизма не соответствует указанной, для ее восстановления необходимо выполнить следующие действия:
a) проверить параметры контрольной электрической цепи;