А1.3 Активизация испытательных взрывоопасных смесей повышением давления
В качестве испытательных могут использоваться водородно-кислородные смеси, состав которых устанавливается в соответствии с таблицей А1.3.1. При этом в случае использования искрообразующего механизма I типа давление смеси во взрывной камере устанавливают 0,22 МПа, а для искрообразующих механизмов II и III типов - 0,3 МПа. Параметры контрольных цепей выбирают в соответствии с 10.3 и приложением Б.
Таблица А1.3.1
Группа или подгруппа электрооборудования | Вид испытуемой электрической цепи | Состав водородно-кислородной смеси, % объемные | |
Водород | Кислород | ||
I | Омическая Индуктивная | 87,5 | 12,5 |
Емкостная | 89,0 | 11,0 | |
IIA | Омическая Индуктивная | 84,0 | 16,0 |
Емкостная | 87,0 | 13,0 | |
IIB | Омическая Индуктивная | 80,0 | 20,0 |
Емкостная | 84,5 | 15,5 | |
IIC | Омическая Индуктивная | 70,0 | 30,0 |
Емкостная | 80,0 | 20,0 | |
А1.4 Методика определения минимального воспламеняющего тока (напряжения, энергии, мощности)
А1.4.1 Определение минимального воспламеняющего тока (напряжения, энергии, мощности) производят с помощью установок для проведения контрольных испытаний электрических цепей на искробезопасность, указанных в приложение Б по подобным методикам. Ниже, в качестве примера, приводятся методики определения минимального воспламеняющего тока и минимального воспламеняющего напряжения.
1 Определение минимального воспламеняющего тока
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 (2
5)· 10-1 (1-я точка); 10-2 10-1 (2-я точка) и 10-3 10-2 (3-я точка).
5)· 10-1 (1-я точка); 10-2 10-1 (2-я точка) и 10-3 10-2 (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 Р=f(I) продолжают до пересечений с осью абсцисс при вероятности 10-3. 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
P = m/n, (А1.14)
где т - 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 (2 5)· 10-1; 10-2 10-1 и 10-3 10-2 , аналогично тому, как это указано в 1.1-1.3 настоящего приложения.
2.2 По полученным данным строят зависимость Р = 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 10-3принимают 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(l) или Р=f(U), а также электрические схемы, используемые для их получения, показаны на рисунке А1.5.
Угол наклона прямой P=f(l) или Р=f(U) к оси абсцисс вычисляют по формуле
tg 
= (IgР - IgР ) / (IgI - IgI ), (А1.15)
= (IgР - IgР ) / (IgI - IgI ), (А1.15) где 
, 
- полученные вероятности воспламенения;
, - полученные вероятности воспламенения; I , I - соответствующие им воспламеняющие токи (напряжения, энергии, мощности), А.
 | |
| 509 × 478 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - омическая цепь; 2 - индуктивная цепь; 3 - емкостная цепь без отключения емкости; 4 -емкостная цепь с отключением емкости; R
- резистор для регулировки тока в цепи; R
- резистор для заряда емкости; R
- разрядный резистор; ИМ - искрообразующий механизм; I- воспламеняющий ток; U - воспламеняющее напряжение
- резистор для регулировки тока в цепи; R - резистор для заряда емкости; R - разрядный резистор; ИМ - искрообразующий механизм; I- воспламеняющий ток; U - воспламеняющее напряжениеРисунок А1.5 - Зависимости вероятности воспламенения от значения воспламеняющего тока или напряжения. Электрические схемы контрольных цепей
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 Р = 10-3.
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 (C )
А1.6.1 Для определения используют указанную в приложении Б установку для проведения контрольных испытаний электрических цепей на искробезопасность.
Порядок определения С следующий.
Предварительно по реакции полного сгорания исследуемого вещества определяют стехиометрический состав смеси. Концентрацию газа или пара в воздухе, соответствующую стехнометрической (С ),% объемные, вычисляют по формуле
С = 100 А / (А + 4,76 Б), (А 1.16)
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 (3 / 5)·10-2.
А1.6.3 Концентрация смеси изменяется в большую или меньшую сторону от С (шаг измерения 1% - 5% объемных). При каждом новом значении концентрации определяют ток, вызывающий воспламенение с вероятностью (3 5)·10-2. По полученным значениям строят зависимость I
=f(C
), где I - ток, вызывающий воспламенение с вероятностью (3 5)·10-2; С - концентрация горючего в смеси. Количество точек (исследуемых концентраций) принимают таким, чтобы указанная зависимость имела явно выраженный минимум. Концентрацию, соответствующую наименьшему значению I принимают в качестве оптимальной С
.
=f(C ), где I - ток, вызывающий воспламенение с вероятностью (3 5)·10-2; С - концентрация горючего в смеси. Количество точек (исследуемых концентраций) принимают таким, чтобы указанная зависимость имела явно выраженный минимум. Концентрацию, соответствующую наименьшему значению I принимают в качестве оптимальной С . 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 (3 5) ·10-2 смеси оптимального состава (С ), определенной по А1.6.3. Затем концентрацию смеси изменяют в большую или меньшую сторону от С и для каждого значения концентраций находят воспламеняющий ток при вероятности (3 5) ·10-2 . Число точек должно быть не менее пяти. Дальнейшую обработку результатов проводят аналогично А1.4.1 подпункт 1.4. Шаг концентраций в области С должен быть, по возможности, минимальным.
А1.6.5 Значение С может дополнительно уточняться с помощью контрольной емкостной цепи. Для С 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 I = f(C).
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.
А1.7 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).