Метод оценки искробезопасности электрической цепи сводится к следующему. При параметрах цепи, обеспечивающих требуемый коэффициент искробезопасности К, определяют энергию разряда за вычетом катодных потерь и его длительность при заданной скорости размыкания контактов цепи из диапазона 
Полученное значение энергии сравнивают со значением минимальной воспламеняющей энергии (Р=10-3) при такой же длительности разряда и скорости размыкания контактов цепи. Цепь считают искробезопасной, если при всех скоростях размыкания энергии разрядов не превышают минимальных воспламеняющих значений. Если значения энергии и длительности разряда определяют при номинальных параметрах цепи, то для сравнения используют значения воспламеняющих энергий, уменьшенные с учетом коэффициента искробезопасности в К раз.
Полученное значение энергии сравнивают со значением минимальной воспламеняющей энергии (Р=10-3) при такой же длительности разряда и скорости размыкания контактов цепи. Цепь считают искробезопасной, если при всех скоростях размыкания энергии разрядов не превышают минимальных воспламеняющих значений. Если значения энергии и длительности разряда определяют при номинальных параметрах цепи, то для сравнения используют значения воспламеняющих энергий, уменьшенные с учетом коэффициента искробезопасности в К раз. А.4.6 Пример оценки искробезопасности цепи
Для иллюстрации процедуры оценки искробезопасности рассмотрим цепь, состоящую из источника питания в виде элемента или батареи напряжением U В и последовательно установленного неповреждаемого токоограничительного резистора сопротивлением R Ом, как показано на рисунке А.25. Рассмотрение проведем для группы I. Величина R Ом - минимальная, U В - максимальная. Оценку проведем для U = 24 В и трех различных сопротивлений резистора: R
= 33 Ом, R
= 30,25 Ом и R
= 15,5 Ом. Соответственно токи I
в цепях будут приблизительно равны: I
= 0,73 А, I
= 0,79 А и I
=1,55 А.
= 33 Ом, R = 30,25 Ом и R = 15,5 Ом. Соответственно токи I в цепях будут приблизительно равны: I = 0,73 А, I = 0,79 А и I =1,55 А. Последовательность оценки:
1) Определяют параметры цепи с учетом коэффициента искробезопасности, например 1,5. Измененная цепь будет иметь параметры: ток в цепи I
= 1,5·(U/R), напряжение U=24 В. Для рассматриваемых цепей (сопротивления цепей R , R u R ) токи в измененных цепях будут: I
1,10 А, I
1,19 А и I
2,32 А.
= 1,5·(U/R), напряжение U=24 В. Для рассматриваемых цепей (сопротивления цепей R , R u R ) токи в измененных цепях будут: I 1,10 А, I 1,19 А и I 2,32 А. 2) Определяют энергию разряда и его длительность при размыкании контактов цепи с различными скоростями. Применительно к рассматриваемой цепи можно получить аналитические выражения для определения искомых параметров разряда. Для более сложных цепей расчеты, как правило, ведут с использованием численных методов решения. С учетом выражения (А.1) имеем следующие расчетные формулы:
ток обрыва разряда
I
=
, (А.3)
= , (А.3) энергия разряда
W
=
, (А.4)
=  | |
| 597 × 59 пикс. Открыть в новом окне | |
длительность разряда
Т = 
(А.5)
(А.5) где 
= 
- максимальная длина разряда;
= - максимальная длина разряда;
= 
- начальный ток разряда; - скорость размыкания цепи;
R - сопротивление цепи;
а и b - коэффициенты.
Определенный по формуле (А.3) ток обрыва дугового разряда больше 0,05 А, поэтому при расчетах энергии и длительности разряда можно использовать коэффициенты а = 43,89 В/мм, b = 5,18 В·А/мм.
Расчеты выполняют для различных скоростей размыкания контактов от =0,046 м/с до 
=6,5 м/с - максимальной скорости размыкания концов медного проводника при его обрыве. Полученные расчетные значения W и Т приведены в таблице А.4.6.1.
=6,5 м/с - максимальной скорости размыкания концов медного проводника при его обрыве. Полученные расчетные значения W и Т приведены в таблице А.4.6.1. 3) По формуле (А.2) для каждой скорости размыкания контактов и полученных значений длительности разряда определяют значения минимальных воспламеняющих энергий W . Полученные значения W приведены в таблице А.4.6.1.
4) Для каждой скорости размыкания контактов при одинаковой длительности разряда проводят сравнение значений энергий W и W . Если W W , то цепь при данной скорости размыкания контактов считают искробезопасной.
Таблица А.4.6.1 - Расчетные параметры электрического разряда и коэффициентов искробезопасности
, м/с | Расчетные параметры электрического разряда и коэффициентов искробезопасности при токах в измененных цепях | |||||||||||||||||
I   1,10 А | I  1,19 А | I  2,32 А | ||||||||||||||||
T  , мс | W  ,мДж | W ,мДж | K  | I ,А | K  | T , мс | W ,мДж | W ,мДж | K | I ,А | K | T , мс | W ,мДж | W ,мДж | K | I ,А | K | |
0,046 | 3,620 | 8,26 | 7,380 | 2,06 | 1,19 | 1,63 | 3,730 | 8,26 | 8,260 | 1,81 | 1,19 | 1,50 | 4,590 | 8,26 | 20,50 | 0,69 | 1,19 | 0,77 |
0,110 | 1,516 | 3,89 | 3,080 | 2,32 | 1,29 | 1,77 | 1,560 | 3,89 | 3,450 | 2,04 | 1,29 | 1,63 | 1,920 | 3,89 | 8,57 | 0,78 | 1,29 | 0,83 |
0,300 | 0,556 | 1,94 | 1,130 | 3,15 | 1,62 | 2,22 | 0,570 | 1,94 | 1,270 | 2,78 | 1,62 | 2,04 | 0,704 | 1,94 | 3,14 | 1,06 | 1,62 | 1,05 |
0,900 | 0,185 | 1,06 | 0,377 | 5,16 | 2,34 | 3,20 | 0,190 | 1,06 | 0,420 | 4,55 | 2,34 | 2,95 | 0,235 | 1,06 | 1,05 | 1,73 | 2,34 | 1,51 |
1,800 | 0,093 | 0,74 | 0,189 | 7,21 | 3,03 | 4,15 | 0,095 | 0,74 | 0,210 | 6,36 | 3,03 | 3,82 | 0,117 | 0,74 | 0,52 | 2,42 | 3,03 | 1,95 |
4,000 | 0,042 | 0,42 | 0,085 | 9,09 | 3,65 | 5,00 | 0,043 | 0,42 | 0,095 | 8,02 | 3,65 | 4,60 | 0,053 | 0,42 | 0,24 | 3,05 | 3,65 | 2,35 |
6,500 | 0,026 | 0,35 | 0,052 | 12,31 | 4,70 | 6,44 | 0,026 | 0,35 | 0,058 | 10,86 | 4,70 | 5,92 | 0,032 | 0,35 | 0,15 | 4,14 | 4,70 | 3,03 |
Из таблицы видно, что цепи с 
Ом и 
Ом искробезопасны во всем диапазоне изменения скоростей их размыкания. Цепь c 
Ом нельзя признать искробезопасной, так как она удовлетворяет требованиям обеспечения искробезопасности только при скоростях размыкания, превышающих 0,3 м/с.
Ом и Ом искробезопасны во всем диапазоне изменения скоростей их размыкания. Цепь c Ом нельзя признать искробезопасной, так как она удовлетворяет требованиям обеспечения искробезопасности только при скоростях размыкания, превышающих 0,3 м/с. В таблице А.4.6.1 приведены значения коэффициентов искробезопасности по энергии 
(при токе цепи I
) и току 
, которые показывают их взаимосвязь при различных скоростях размыкания омической цепи.
(при токе цепи I ) и току , которые показывают их взаимосвязь при различных скоростях размыкания омической цепи.  | |
| 243 × 409 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок А.1 - Омические цепи
 | |
| 351 × 486 пикс. Открыть в новом окне | |
Примечание - Кривые соответствуют указанным значениям токоограничительного резистора
Рисунок А.2 - Емкостные цепи группы I
 | |
| 326 × 484 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок А.3 - Емкостные цепи группы II
 | |
| 332 × 410 пикс. Открыть в новом окне | |
Примечания
1 Испытательное напряжение цепи 24 В.
2 Указанные уровни энергии относятся к постоянному значению накопленной энергии.
Рисунок А.4 - Индуктивные цепи группы III
 | |
| 337 × 404 пикс. Открыть в новом окне | |
Примечания
1 Кривые соответствуют значениям напряжения цепи U
, как указано.
, как указано. 2 Уровень энергии 525 мкДж соответствует постоянному значению накопленной в индуктивности энергии.
Рисунок А.5 - Индуктивные цепи группы I
 | |
| 374 × 409 пикс. Открыть в новом окне | |
Примечания
1 Кривые соответствуют значениям напряжения цепи U , как указано.
2 Уровень энергии 40 мкДж соответствует постоянному значению накопленной в индуктивности энергии.
Рисунок А.6 - Индуктивные цепи подгруппы IIC
 | |
| 620 × 330 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок А.7 - Индуктивные цепи группы I
 | |
| 622 × 338 пикс. Открыть в новом окне | |