Рекомендации по применению искрообразующего механизма I типа

 

A.1 Подготовка и очистка вольфрамовых проволочек

A.1.1 При разрезании вольфрамовые проволочки расщепляются на концах после относительно непродолжительного времени работы.

Рекомендуется один из следующих способов подготовки вольфрамовых проволочек к испытаниям:

а) оплавить концы проволочки с помощью устройства, приведенного на рисунках A.1 и А.2. при этом на каждой проволочке образуется шарик, который можно легко удалить щипчиками.

 

1 - подвод питания; 2 - медный брусок; 3 - вольфрамовая проволочка; 4 - изолирующая пластина

Рисунок A.1 - Устройство для подготовки вольфрамовых проволочек методом оплавления

 

Примечание - Оплавленные шарики следует снимать щипчиками.

 

 

1 - трансформатор с площадью поперечного сечения сердечника 19 см²; 2 - вольфрамовая проволочка; 3 - медные бруски

 

Рисунок А.2 - Принципиальная электрическая схема устройства подготовки вольфрамовых проволочек методом оплавления

 

После такой подготовки в среднем одну из четырех контактных проволочек нужно заменять только после 50000 искрений;

б) нарезать проволочку, например с помощью высококачественных ножниц.

Затем проволочки установить в держатель и вручную очистить всю поверхность проволочек, включая концы, наждачной бумагой класса 0 или эквивалентным абразивным материалом.

Примечания

1 При очистке проволочек необходимо убирать из искрообразующего механизма держатель электродов.

2 Требования к размеру зерен наждачной бумаги класса 0 или эквивалентного абразивного материала, определенные при помощи сита, приведены в таблице A.1.

 

Таблица A.1

 

Количество зерен, проходящих через отверстия сита	Размер отверстия сита, мкм
Проходят все зерна
Задерживается на сите не более 24%
Задерживается на сите не менее 40%
Проходит не более 10%

 

А.1.2 Для стабилизации чувствительности искрообразующего механизма во время испытаний желательно очистить и выпрямить проволочки на равном расстоянии. Периодичность очистки зависит от скорости, с которой на проволочке образуются отложения. Эта скорость зависит от испытуемой цепи. Проволочка должна быть заменена, если ее конец расщеплен или проволочку невозможно распрямить.

А.2 Установка нового кадмиевого диска

Чтобы стабилизировать чувствительность искрообразующего механизма, рекомендуется следующая процедура установки нового кадмиевого диска:

а) установить кадмиевый диск на искрообразующем механизме;

б) подключить выходные зажимы искрообразующего механизма к цепи со значениями индуктивности - 95 мГн, напряжения - 24 В, постоянного тока - 100 мА (как указано в 10.3 ГОСТ Р 51330.10 и произвести не менее 20000 оборотов держателя вольфрамовых проволочек в атмосфере воздуха;

в) установить новые вольфрамовые проволочки, подготовленные и очищенные в соответствии с A.1, и подключить выходные зажимы искрообразующего механизма к неэлектролитическому конденсатору емкостью 2 мкФ, заряжаемому через резистор сопротивлением 2 кОм;

г) заполнить сосуд взрывной камеры представительной взрывоопасной смесью для группы IIА (или группы I). В соответствии с 10.2 ГОСТ Р 51330.10 подать напряжение 70 В постоянного тока (для группы I - 95 В) на емкостную цепь и вращать искрообразующий механизм, пока не воспламенится взрывоопасная смесь или не произойдет 400 оборотов держателя вольфрамовых проволочек. Если воспламенение взрывоопасной смеси произошло, то последовательно снижать напряжение на 5% и повторять описанную процедуру до тех пор, пока за 400 оборотов не будет воспламенения смеси;

д) повторить действия по подпункту г) при напряжении 60 В постоянного тока (для группы I - 80 В); если воспламенения не происходит, повторить действия по подпункту г);

е) повторить действия по подпункту д) при напряжении 50 В постоянного тока (для группы I - 70 В); если воспламенения не происходит, повторить действия по подпункту г).

Процедуру повторять до тех пор, пока не произойдет воспламенение представительной взрывоопасной смеси по подпункту е).

А.3 Область применения искрообразующих механизмов в зависимости от индуктивности и емкости их и присоединительных проводов испытуемых электрических цепей

Область применения искрообразующих механизмов в пределах значений размыкаемых токов, указанных в стандарте, будет ограничиваться влиянием их собственной индуктивности вместе с индуктивностью присоединительных проводов испытательных электрических цепей. Для искрообразующего механизма I типа (МЭК) это значение равно 3 мкГн. В таблице А.3.1 приведены значения энергии A ₁, накапливаемой в искрообразующем механизме и присоединительных проводах и выраженной в процентах относительно воспламеняющей энергии активизированной испытательной взрывоопасной смеси от величины их суммарной индуктивности для коммутируемого тока цепи 10 А и для четырех категорий взрывоопасных смесей. Энергия, накапливаемая в искрообразующих механизмах и присоединительных проводах, выраженная в процентах относительно воспламеняющей энергии взрывоопасной смеси, составляет при L = 3 мкГн для группы I и подгрупп электрооборудования: IIC - 750%, IIB - 160%, IIA - 67% и I - 62%. Наибольшее влияние индуктивность искрообразующего механизма и присоединительных проводов оказывает на результаты испытаний на искробезопасность электрических цепей применительно к подгруппе электрооборудования IIC. Снизить влияние индуктивности искрообразующих механизмов и присоединительных проводов можно за счет снижения ее значения и значения коммутируемого тока согласно таблице А.3.2. Для подгруппы электрооборудования IIC и коммутируемого тока электрической цепи 3 А накапливаемая энергия в присоединительных проводах составляет 67,5% от значения воспламеняющей энергии. Поэтому для искрообразующего механизма без снижения суммарной индуктивности его и присоединительных проводов невозможно расширить область его применения (например, для случая со сменным диском из различных материалов).

В таблице А.3.3 в качестве примера приведены данные, аналогично таблице А.3.1, применительно к L = 4·10^-7 Гн для группы I и подгрупп электрооборудования IIА, IIВ, IIС, по которым при этой величине суммарной индуктивности возможно определить область применения искрообразующего механизма в зависимости от значения коммутируемого тока электрической цепи.

Суммарная емкость искрообразующего механизма и присоединительных проводов испытательных электрических цепей ограничивает испытуемые электрические цепи по напряжению питания. В таблице А.3.4 приведены результаты анализа влияния емкости по напряжению питания. В таблице А.3.4 приведены результаты анализа влияния емкости искрообразующего механизма и присоединительных проводов (30 мкФ). Приведенные данные показывают долю в процентах, которую накапливают суммарная емкость искрообразующего механизма и присоединительных проводов по отношению к минимальной воспламеняющей энергии взрывоопасной смеси. Наибольшее влияние емкость оказывает при испытании электрических цепей электрооборудования подгруппы IIC. Снизить влияние емкости искрообразующего механизма и присоединительных проводов можно только за счет уменьшения их значений.

Поэтому каждый искрообразующий механизм должен иметь в паспорте значение индуктивности и емкости искрообразующего механизма, которые с аналогичными величинами присоединительных проводов испытуемых электрических цепей и будут определять их область применения в зависимости от испытательных взрывоопасных смесей и параметров электрических цепей.

 

Таблица А.3.1

 

Размыкаемый ток цепи I, А	A1 = LI2/ 2, мкДж	Отношения энергий, накапливаемых в присоединительных проводах, к энергии разряда контрольной цепи, %
		группа I	подгруппа IIА	подгруппа IIВ	подгруппа IIC
1	1,5	0,56	0,68	1,60	7,5
2	6,0	2,23	2,70	6,39	30,0
3	13,5	5,02	6,08	14,38	67,5
4	24,0	8,92	10,81	25,56	120,0
5	37,5	13,94	15,20	39,94	187,5
6	54,0	20,07	24,32	57,51	270,0
7	73,5	27,32	33,11	78,28	367,5
8	96,0	35,69	43,24	102,25	480,0
9	121,5	45,17	54,73	129,41	607,5
10	150,0	55,80	67,57	159,76	750,0

 

Таблица А.3.2

 

Размыкаемый ток цепи I, А	Отношения энергий, накапливаемых в присоединительных проводах, к энергии разряда контрольной цепи, %
	3x10-6 Гн	1x10-6 Гн	4x10-7 Гн	1x10-7 Гн
1	7,5	2,5	1,0	0,250
2	30,0	10,0	2,5	0,625
3	67,5	22,5	9,0	2,250
4	120,0	40,0	16,0	4,000
5	187,5	62,5	25,0	6,250
6	270,0	90,0	36,0	9,000
7	367,5	122,5	49,0	12,250
8	480,0	160,0	64,0	16,000
9	607,5	202,5	81,0	20,250
10	750,0	250,0	100,0	25,000

 

Таблица А.3.3

 

Размыкаемый ток цепи I, А	A1 = LI2/ 2, мкДж	Отношения энергий, накапливаемых в присоединительных проводах, к энергии разряда контрольной цепи, %
		группа I	подгруппа IIА	подгруппа IIB	подгруппа IIС
1	0,2	0,07	0,09	0,21	1,0
2	0,8	0,30	0,36	0,85	2,5
3	1,8	0,67	0,81	1,92	9,0
4	3,2	1,19	1,44	3,41	16,0
5	5,0	1,86	2,03	5,33	25,0
6	7,2	2,68	3,24	7,67	36,0
7	9,8	3,64	4,41	10,44	49,0
8	12,8	4,76	5,76	13,63	64,0
9	16,2	6,02	7,30	17,25	81,0
10	20	7,44	9,01	21,30	100,0

 

Таблица А.3.4

 

Напряжение источника питания цепи E, В	A1 = CU2/2, мкДж	Отношения энергий, накапливаемых в присоединительных проводах, к минимальной воспламеняющей энергии представительной взрывоопасной смеси, %
		группа I	подгруппа IIА	подгруппа IIВ	подгруппа IIС
100	0,15	0,05	0,06	0,16	0,38
200	0,60	0,21	0,23	0,63	4,61
300	1,35	0,48	0,52	1,42	10,38
400	2,40	0,86	0,92	2,53	18,46
500	3,75	1,34	1,44	3,95	28,85
600	5,40	1,93	2,08	5,68	41,54
700	7,35	2,76	2,83	7,74	56,54
800	9,60	3,43	3,69	10,11	73,85
900	12,15	4,34	4,67	12,79	93,46
1000	15,00	5,36	5,77	15,79	115,38