1.1 В исследуемой цепи постоянного или переменного тока при заданном постоянном напряжении (для омической цепи) или при постоянном напряжении и индуктивности (для индуктивной цепи) определяют ток, вызывающий воспламенение смеси с вероятностью
(1-я точка);
(2-я точка) и
(3-я точка).
(1-я точка);
(2-я точка) и
(3-я точка). 1.2 По полученным трем экспериментальным точкам в прямоугольной системе координат с равным логарифмическим масштабом по оси абсцисс и ординат строят зависимость P=f(I). По оси ординат откладывают полученную вероятность воспламенения, а по оси абсцисс - соответствующий ей ток. В случае, когда по трем точкам построение прямой линии затруднено, в промежутке между имеющимися находят еще несколько точек (одну, две) тем же способом.
1.3 Прямую линию зависимости P=f(I) продолжают до пересечений с осью абсцисс при вероятности
. Ток, соответствующий точке пересечения, принимают в качестве минимального воспламеняющего.
. Ток, соответствующий точке пересечения, принимают в качестве минимального воспламеняющего. 1.4 Для расчета вероятности воспламенения в каждой экспериментальной точке должно быть получено не менее 16-20 воспламенений смеси. Вероятность воспламенения определяют по формуле
, (А1.14) где m - количество воспламенений смеси;
n - общее количество произведенных искрений.
2 Определение минимального воспламеняющего напряжения.
2.1 В исследуемой цепи постоянного или переменного тока при заданном постоянном значении емкости и постоянном сопротивлении разрядного резистора устанавливают такие напряжения, которые вызывают воспламенение смеси с вероятностями
;
и
, аналогично тому, как это указано в 1.1-1.3 настоящего приложения.
;
и
, аналогично тому, как это указано в 1.1-1.3 настоящего приложения. 2.2 По полученным данным строят зависимость P=f(U) аналогично 1.2 настоящего приложения. Но при этом по оси абсцисс откладывают напряжения.
2.3 Точку пересечения полученной прямой линии с осью абсцисс при вероятности
принимают за минимальное воспламеняющее напряжение. Расчет вероятностей проводят аналогично 1.4 настоящего приложения.
принимают за минимальное воспламеняющее напряжение. Расчет вероятностей проводят аналогично 1.4 настоящего приложения. 2.4 При определении воспламеняющих напряжений без отключения емкости от источника заряда, ток в зарядной цепи должен быть не более 2 мА. При определении минимального воспламеняющего напряжения с отключением емкости от источника заряда необходимо следить за тем, чтобы подключение заряженной емкости происходило в момент разомкнутого состояния контактов искрообразующего механизма.
2.5 Графики получаемых зависимостей P=f(I) или P=f(U), а также электрические схемы, используемые для их получения, показаны на рисунке А1.5.
Угол наклона прямой P=f(I) или P=f(U) к оси абсцисс вычисляют по формуле
, | (А1.15) |
где
,
- полученные вероятности воспламенения;
,
- полученные вероятности воспламенения;
,
- соответствующие им воспламеняющие токи (напряжения, энергии, мощности), А.
А1.5 Построение характеристик искробезопасности
А1.5.1 Характеристики искробезопасности строят, как правило, в прямоугольной системе координат с логарифмическим масштабом. Методики построения характеристик искробезопасности для различных воспламеняющих параметров (тока, напряжения, мощности и энергии) электрических цепей и электрических разрядов подобны. Экспериментальные точки (воспламеняющие параметры) определяют, например, для цепей с индуктивностью: 1, 10, 100 мкГ; 1, 10, 100 мГн; 1, 10 Г и т. д. или с емкостью 100, 1000, 10000, 100000 пФ; 1, 10, 100 мкФ и т. д; с разрядными резисторами: 1, 10, 100, 1000 Ом и т. д. Однако, при необходимости экспериментальные точки выбирают в соответствии с требованиями решаемой задачи. Значения напряжения принимают исходя из удобств их дальнейшего использования. Обычно это 7,5; 15; 24; 30; 45; 70; 120 В.
А1.5.2 На рисунках А.7-А.10, А.20-А.22 и А1.6-А1.15 приведены зависимости минимальных воспламеняющих токов и напряжений для всех представительных взрывоопасных смесей оптимального состава, полученные с помощью унифицированного искрообразующего механизма (см. приложение Б).
Характеристики приведены к вероятности воспламенения
.
. Для определения по характеристикам искробезопасного значения тока (или другого воспламеняющего параметра) необходимо для заданных электрических параметров цепи определить минимальный воспламеняющий ток (воспламеняющий параметр) для заданной взрывоопасной смеси и затем разделить его на коэффициент искробезопасности. например 1,5.
При расчете цепей переменного тока необходимо принимать амплитудные значения тока и напряжения.
А1.6 Методика определения оптимального состава смеси, наиболее легко воспламеняемой электрическими разрядами
А1.6.1 Для определения используют указанную в приложении Б установку для проведения контрольных испытаний электрических цепей на искробезопасность.
Порядок определения
следующий.
следующий. Предварительно по реакции полного сгорания исследуемого вещества определяют стехиометрический состав смеси. Концентрацию газа или пара в воздухе, соответствующую стехнометрической
, % объемные, вычисляют по формуле
, % объемные, вычисляют по формуле , | (А1.16) |
где А, Б - стехиометрические коэффициенты реакции горения:
А - число молекул горючего;
Б - число молекул кислорода, необходимого для полного сгорания горючего в воздухе.
А1.6.2 В контрольной цепи постоянного тока при напряжении 24 В и индуктивности 0,1 Гн, устанавливается ток, который вызывает воспламенение смеси стехиометрического состава с вероятностью
.
. А1.6.3 Концентрация смеси изменяется в большую или меньшую сторону от
(шаг измерения 1% - 5% объемных). При каждом новом значении концентрации определяют ток, вызывающий воспламенение с вероятностью
. По полученным значениям строят зависимость
, где
- ток, вызывающий воспламенение с вероятностью
;
- концентрация горючего в смеси. Количество точек (исследуемых концентраций) принимают таким, чтобы указанная зависимость имела явно выраженный минимум. Концентрацию, соответствующую наименьшему значению
принимают в качестве оптимальной С0.
(шаг измерения 1% - 5% объемных). При каждом новом значении концентрации определяют ток, вызывающий воспламенение с вероятностью
. По полученным значениям строят зависимость
, где
- ток, вызывающий воспламенение с вероятностью
;
- концентрация горючего в смеси. Количество точек (исследуемых концентраций) принимают таким, чтобы указанная зависимость имела явно выраженный минимум. Концентрацию, соответствующую наименьшему значению
принимают в качестве оптимальной С0. А1.6.4 Полученное значение оптимального состава смеси уточняют с помощью аналогичной А1.6.2 цепи с индуктивностью 0,01 Гн. Для нее находят ток, вызывающий воспламенение с вероятностью
смеси оптимального состава
, определенной по A1.6.3. Затем концентрацию смеси изменяют в большую или меньшую сторону от
и для каждого значения концентраций находят воспламеняющий ток при вероятности
. Число точек должно быть не менее пяти. Дальнейшую обработку результатов проводят аналогично А1.4.1 подпункт 1.4. Шаг концентраций в области
должен быть, по возможности, минимальным.
смеси оптимального состава
, определенной по A1.6.3. Затем концентрацию смеси изменяют в большую или меньшую сторону от
и для каждого значения концентраций находят воспламеняющий ток при вероятности
. Число точек должно быть не менее пяти. Дальнейшую обработку результатов проводят аналогично А1.4.1 подпункт 1.4. Шаг концентраций в области
должен быть, по возможности, минимальным. А1.6.5 Значение
может дополнительно уточняться с помощью контрольной емкостной цепи. Для
находится напряжение (при емкости цепи С = 0,3 - 0,5 мкФ), вызывающее воспламенение с вероятностью !(3/+5)*.10^(-2). Дальнейший порядок исследования аналогичен А1.4.1, подпункт 1.4. По полученным значениям строится зависимость
.
может дополнительно уточняться с помощью контрольной емкостной цепи. Для
находится напряжение (при емкости цепи С = 0,3 - 0,5 мкФ), вызывающее воспламенение с вероятностью !(3/+5)*.10^(-2). Дальнейший порядок исследования аналогичен А1.4.1, подпункт 1.4. По полученным значениям строится зависимость
. А1.6.6 Вероятность воспламенения для каждой экспериментальной точки определяют как указано в А1.4.1, подпункт 1.4.
Число воспламенений для каждой экспериментальной точки должно быть не менее 16. Оптимальные концентрации некоторых газов или паров в газопаровоздушных смесях приведены в таблице А1.3.2.
A1.7 Выбор искробезопасных параметров и методика испытаний цепей переменного тока с частотой 10-150 кГц электрооборудования I группы
А1.7.1 Допустимые искробезопасные токи выбирают по графику зависимости воспламеняющего тока от частоты (рисунок А1.15).
А1.7.2 Для систем, в которых имеет место последовательный резонанс, или такой резонанс может возникнуть за счет емкости присоединяемых устройств, проводов или кабелей, допустимые искробезопасные токи при резонансе и емкости, большей резонансной, выбирают по графику (рисунок А1.15), а при емкости, меньшей резонансной, - с учетом графика снижения воспламеняющего тока относительно воспламеняющего тока при резонансе от емкости (рисунок А1.16). Зависимости снижения воспламеняющего тока строят для постоянных индуктивностей и частот параллельно приведенной на графике зависимости.
А1.7.3 Испытания на искробезопасность ведут только в метановоздушной смеси с повышением тока в 1,5 раза.
Испытания с применением более легковоспламеняемой испытательной смеси допускаются при условии, если для данной частоты и параметров цепи известен коэффициент перехода к такой смеси.
А1.7.4 Испытания ведут на искрообразующем механизме III типа.
А1.7.5 Системы, в которых может иметь место повышение тока за счет резонанса, испытывают при резонансе и снижении емкости ниже резонансной.
Таблица А1.3.2
Группы взрывоопасных смесей | Газ или пар | Оптимальная концентрация горючего * |
I | Метан | 8,0% - 8,6% |
IIA | Метан (промышленный) | 8,0% - 8,6% |
| Пентан | 4,3% - 4,9% | |
| Хлористый этил | 6,7% - 7,7% | |
| Гексан, изогексан | 122 мг/л | |
| Циклогексан | 143 мг/л | |
| Бутан | 4,2% | |
| Ацетон | 7,0% | |
| Метилацетат | 315 мг/л (10,2%) | |
| Метанол | 15,0% - 17,3% | |
| Бензол | 158 мг/л | |
| Ацетальдегид | 7,9% - 9,8% | |
| Пропан | 5,0% - 6,0% | |
| н-Пропиловый спирт | 7,8% - 9,0% | |
| Хлористый винил | 8,0% - 9,0% | |
| Хлористый этилен | 8,0% - 9,0% | |
| Циклопропан | 5,2% - 6,2% | |
| Циклогексин | 128 мг/л | |
IIB | Этилен | 7,8% |
| Диэтиловый эфир | 5,5% | |
| Окись этилена | 11,0% | |
| Окись пропилена | 7,0% | |
IIC | Водород | 19,0% - 22,0% |
| Ацетилен | 9,0% | |
| Сероуглерод | 252 мг/л | |
| Каменноугольный газ | 7,7% | |
| * Остальное - воздух. | ||
А1.8 Характеристики искробезопасности
,
,
*