Способы и средства обеспечения искробезопасности энергоемкой шахтной геофизической аппаратуры повышенного напряжения

• Автор: Лаппо, Павел Васильевич
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Макеевка
• Количество страниц: 232 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРО

БЕПАСН0СТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЙ II

1.1. Состояние вопроса. II

1.2. Анализ физических процессов воспламенения газовой смеси коммутационными разрядами.

1.3. Анализ способов и средств обеспечения искробезопасности электрических цепей.

1.4. Постановка задач исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ КОММУТАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ

2.1. Электрические разряды при размыкании безындуктивных цепей

2.2. Электрические разряды при размыкании индуктивных цепей
2.3. Электрические разряды при замыкании электрических цепей.
2.4. Электрические разряды при размыкании цепей переменного тока повышенной частоты прямоугольной формы.
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРО
БЕПАСН0СТИ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПУТЕМ ПОВЫШЕНИЯ
ЧАСТОТЫ. ЮО
3.1. Исследование воспламеняющей способности
электрических разрядов в цепях переменного тока прямоугольной формы.
3.2. Обеспечение повышенной искробезопасной
мощности в аварийном режиме III
3.3. Повышение эффективности обеспечения искробезопасности и расширение области применения
цепей переменного тока.
3.4. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКР0БЕПАСН0СТИ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
С УСТРОЙСТВА СОКРАЩЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАЗРЯДА
4.1. Аналитическое исследование влияния параметров электрической цепи на эффективность работы устройств искрозащиты.
4.2. Экспериментальные исследования влияния параметров цепи с устройством сокращения длительности разряда на ее воспламеняющую способность.
4.3. Способ обеспечения искробезопасности цепей переменного тока
4.4. Обеспечение искробезопасности электрических цепей путем увеличения сигнала, возникающего
при коммутации.
4.5. Увеличение искробезопасной мощности цепей переменного тока путем повышения чувствительности устройств искрозащиты.
4.6. Выводы.
5. РАЗРАБОТКА ИСКРОБЕЗОПАСНЫХ ПРИБОРОВ ШАХТНОЙ
ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ.
5.1. Автономный аккумуляторный источник питания
с искробезопасным выходом
5.2. Искробезопасные генераторные устройства шахтной электроразведочной аппаратуры
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Такое ядро пламени образуется в том случае, если в газовой смеси выделяется некоторое количество энергии, которую называют минимальной энергией воспламенения. Особенностью воспламенения газовой смеси коммутационными электрическими разрядами является то, что зона формирования минимального ядра пламени не только имеет повышенную температуру, но и насыщена заряженными частицами, обладающими значительными энергиями. Эти частицы также могут производить, наряду с температурой, активацию молекул газа и обеспечивать протекание химической реакции. Исследования химической реакции в электрическом разряде, проведенные Финчем, позволили ему сделать вывод, что тепловая энергия не является определяющей при возникновении химической реакции ? Иост в результате анализа теории воспламенения пришел к выводу, что возбуждение и особенно диссоциация в разряде являются главными факторами, наряду с которыми могут играть некоторую роль тепловое воздействие и ионизация. При активизации молекул неупругими соударениями величина электрической энергии, затрачиваемой на нагрев газа, значительно меньше. Поэтому выход химической реакции, а также величина выделяемой в результате реакции энергии, будет выше на единицу затраченной электрической энергии при активизации молекул в результате неупругих соударений. Очевидно, что с повышением напряжения цепи (напряженности в межконтактном промежутке) возрастает ударная активация молекул, вступающих в реакцию газов. Этот вывод подтверждается экспериментами, проведенными рядом исследователей. По данным Кравченко ] величина поджигающей энергии уменьшается в раз при увеличении напряжения с до В. Петренко получил экспериментальную зависимость для емкостной цепи, откуда следует, что величина искробезопасной энергии емкости обратно пропорциональна напряжению на ней [б5,6б]. Из анализа физических процессов следует, что с увеличением напряжения существенно усложняется решение вопросов по обеспечению искробезопасности электрических цепей. В цепях с таким напряжением, наряду с разрядами размыкания, разряды замыкания могут оказывать существенное влияние на воспламенение газовой смеси. В настоящее время наиболее разработаны способы и средства обеспечения искробезопасности низковольных электрических цепей постоянного тока. Искробезопасность таких цепей обеспечивается ограничением мощности источников питания, применением искрогасящих шунтов для источников и нагрузок, искусственным сокращением длительности электрического разряда, возникающего при коммутации цепи. Для обеспечения искробезопасности цепей переменного тока синусоидальной формы также используется повышенная частота питающего напряжения. Наиболее известным и простым способом обеспечения искробезопасности электрических цепей является ограничение мощности коммутируемой цепи. Результаты многочисленных экспериментальных исследований по этому способу, проведенных в разное время, позволяют сделать вывод, что с увеличением напряжения величина минимального воспламеняющего тока снижается. Однако, если в более ранних работах показано, что с увеличением напряжения снижается и искробезопасная мощность [, ] , то в последующих работах, где использовался унифицированный искрообразующий механизм, величина искробезопасной мощности уменьшается до определенной величины, а затем увеличивается [, , ^] . На рис. Уменьшение величины искробезопасной мощности от ,6 до 4,5 Вт для метано-воздушной смеси происходит при увеличении напряжения от до 0 В, а затем при напряжении 0 В искробезопасная мощность увеличивается до 4,8 Вт. В случае водородо-воз-душной смеси искробезопасная мощность уменьшается от до 1,9 Вт при изменении напряжения от до 0 В и увеличивается при 0 Ь, достигая величины 3,2 Вт. Как видно из рис. В искробезопасная мощность омических цепей не превышает единиц ватт и значительно меньше достигаемой искробезопасной мощности цепей с напряжением - В. Следует отметить, что с увеличением напряжения индуктивность оказывает меньшее влияние на величину минимального воспламеняющего тока. Рис. Зависимости искробезопасной мощности от напряжения для омической цепи. I - данные ГОСТ 2.