Стр. 1
 

14 страниц

Купить ГОСТ Р МЭК 61241-2-3-99 (официальный текст в бумажном виде) с голограммой и синими печатями подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Устанавливает метод определения минимальной энергии зажигания пылевоздушной смеси электрическим искровым разрядом постоянного тока.

Введен впервые. Переиздание

Показать даты введения Admin

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли

Часть 2

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Раздел 3

Метод определения минимальной энергии зажигания пылевоздушных смесей

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

17-1-2237

11релислонне

1    РАЗРАБОТАН ГП «ВНИИФТРИ*

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 403 «Взрывозащищенное и рудничное оборудование»

2    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 17 декабря 1999 г. № 537-ст

3    Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международною стандарта МЭК 61241-2-3 (1994—09). издание 1.0 «Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 2. Методы испытаний. Раздел 3. Метод определения минимальной энергии зажигания пылевоздушных смесей»

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5    ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

И    190

ГОСТ Р МЭК 61241-2-3-99

Содержание

1    Область применения........................... I

2    Нормативные ссылки........................... 1

3    Определения.............................. I

4    Установка для испытаний и порядок подготовки к испытаниям............2

4.1    Электрическая схема нскрообразующей системы.................2

4.2    Камера для воспламенения.........................2

5    Подготовка образца горючей пыли к испытаниям.................. 2

6    Порядок проведения испытаний........................3

6.1    Краткое описание............................3

6.2    Проверка установки для испытаний..................... 3

6.3    Протокол испытаний...........................4

Приложение А Примеры искрообразующих систем..................4

Приложение В Значение минимазыюй энергии зажигания............... 8

Приложение С Нормативные ссылки.......................10

•7-1*    191    III

Введение

Настоящий стандарт является частным стандартом в составе государственных стандартов, разработанных на основе применения требовании комплекса международных стандартов МЭК 61241 к электрооборудованию, применяемому в зонах, опасных но воспламенению горючей пыли, подготовленных и принятых ТК 31 МЭК «Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред».

Настоящий стандарт предназначен для решения вопроса о воспламенении конкретных горючих пылевоздушных смесей электрическим разрядом.

Энергии зажигания пыли конкретных видов, определенные по настоящему стандарту, позволяют оценить относительную опасность воспламенения электрическим или электростатическим разрядом данной пыленоздушной смеси путем сравнения с энергиями зажигания пыли других видов и. таким образом, решить вопрос о возможности использования электрооборудования в зонах, где присутствует данная горючая пыль.

Стандарт нс распространяется на методы испытания пыли взрывчатых и радиоактивных веществ.

11рименение настоящего стандарта не освобождает от ответственности за несоблюдение требований безопасности, ихюжснных в других законодательных актах Российской Федерации.

IV

Номер;» разделов, пунктов, таблиц, рисунков соответствуют приведенным в МЭК 61241-2-3—94.

192

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли

Часть 2

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ Раздел 3

Метод определения минимальной энергии зажигания пылевозлу шных смесей

Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust. Part 2. Test methods. Section 3. Method for determining minimum ignition energy of dust/air mixtures

Дата введения 2001—01—01

1    Область применения

Настоящим стандарт устанавливает метод определения минимальной энергии зажигания пылевоздушной смеси электрическим искровым разрядом постоянного тока.

Изложенный в настоящем стандарте метод не допускается применять для испытания общепризнанных взрывчатых веществ, черного пороха, динамита, пирофорных веществ или веществ и смесей веществ, которые при определенных условиях могут вести себя подобно взрывчатым веществам, или других веществ, которые нс требуют кислорода для горения.

Для обеспечения минимального риска из-за взрывчатых свойств вещества должны быть проведены испытания на взрываемость малого количества пыли на поверхности температурой 400 *С или выше, находящейся на безопасном удалении от оператора, в соответствии с ГОСТ Р МЭК 61241-2-1.

П р н м е ч а н и с — При проведении испытаний должны быть приняты необходимые меры безопасности для охраны здоровья персонала, например против возникновения пожара, взрыва н/или воздействия любых токсичных продуктов горения.

В приложении В настоящего стандарта содержатся рекомендации по использованию значений минимальной энергии зажигания от электростатических разрядов.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на стандарты, перечень которых приведен в приложении С.

3    Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1    пыль: Диспергированные твердые вещества и материалы с частицами размером менее 850 мкм (но ГОСТ 12.1.044).

3.2    горючая мыль: Пыль, волокна или летучие частицы, которые могут гореть или тлеть в воздухе и образовывать взрывоопасные смеси с воздухом при атмосферном давлении и нормальных температурах.

N р и м с ч а н и я

1    Смеси горючей пыли в воздухом воспламеняются только при определенных концентрациях.

2    Горючая пыль способна воспламениться под воздействием внешних источников воспламенения и может продолжать горсть при окружающей температу ре: самовоспламеняться самопроизвольно она может только под воздействием температуры, превышающей сс температуру самовоспламенении.

Издание официальное


17-2-2237


193


I


3.3    искровой рации: Одиночный хлектричсский разряд между двумя разноименно заряженными проводниками. Искра — неустановившийся разряд, создающий единичный канал ионизаиии в пространстве между проводниками.

3.4    минимальная энергия зажигания (горючей пылсвоздушиой смеси): Наименьшая энергия искрового разряда, способная воспламенить самую чувствительную пылевоздушную смесь с устойчивым горением.

3.5    воспламенение пылевоздушной смеси: Процесс, при котором:

-    давление, измеренное в закрытом сосуде (например, сферический сосуд вместимостью 20 дм3) после воспламеняющего искрового разряда возрастет не менее чем на 0.2 бар. или

-    пламя, наблюдаемое в открытой трубке (например, трубка Хартмана), распространяется нс менее чем на 6 см от искрового разряда.

3.6    время задержки воспламенения: Время между распылением образца пыли и появлением искрового разряда.

4    Установка для испытаний и порядок подготовки к испытаниям

4.1    Электрическая схема искрообразуюшей системы

Для инициирования искрового разряда могут быть использованы нскрообразующне системы, приведенные в приложении А. которые должны иметь следующие характеристики:

-    индуктивность разрядной цепи — от I до 2 мГн. кроме случаев оценки опасности от возникновения электростатических зарядов (в этом случае индуктивность разрядной цепи нс должна превышать 25 мкГн);

-    активное сопротивление разрядной цепи — подбирают минимально возможным, но не более

5 0м;

-    материал электрода — нержавеющая сталь, латунь, медь или вольфрам;

-    диаметр электрода — (2.0±0,5) мм. Рекомендуется использовать электроды с закругленными концами для уменьшения коронных разрядов, которые могут появляться у электродов с заостренными концами и приводить к неверной оценке значения энергии искрового разряда. Если используют электроды с заостренными концами, то следует принять во внимание изменение значения энергии искрового разряд:!, связанного с типом разряда:

-    межэлектродный промежуток — не менее 6 мм;

-    конденсаторы — низкоиндуктивного типа, стойкие к выбросу тока;

-    сопротивление изоляции между электродами — достаточно высокое для уменьшения тока утечки до величин, не влияющих на результаты измерений.

(I римечанне — Обычно для получения минимальной энергии зажигания 1 мДж наименьшее сопротивление мсжэлсктродного промежутка составляет К)12 Ом. а для минимальной энергии зажигании 100 мДж - Ю10 Ом.

4.2    Камера для воспламенения

Для проведения испытаний по определению минимальной энергии зажигания пыли могут быть использованы сферический сосуд вместимостью 20 дм3 и трубка Хартмана. Могут быть использованы и другие сосуды, если они откалиброваны в составе установки для испытаний в соответствии с требованиями 6.2.

5    Подготовка образца горючей пыли к испытаниям

Испытания должны проводиться на образцах горючей пыли, характеристики которой соответствуют характеристикам горючей пыли, существующей в условиях производства. Так как минимальная энергия зажигания уменьшается с уменьшением размера частиц, испытания должны проводиться на образцах, имеющих размеры частиц, совпадающие или меньшие, чем у самого тонкого материала, который существует в условиях эксплуатации электрооборудования.

Для испытаний образцы должны быть подготовлены одним и тем же методом с целью обеспечения единообразия распределения частиц по размерам и влажности.

Если размеры частиц материала неизвестны, испытания должны проводиться на образце такого же состава с размером частиц не более 63 мкм.

Вследствие зависимости минимальной энергии зажигания пылевоздушной смеси от размера се частиц должно быть проверено соответствие размеров частиц образца размерам самого тонкого материала в условиях производства.

2    194


6 Порядок проведения испытаний

6.1 Краткое описание

Горючую пыль при атмосферном давлении и температуре окружающей среды равномерно распыляют в камере для воспламенения и через обрадовавшуюся пылевоздушную смесь пропускают искровой разряд от заряженного конденсатора.

Величину энергии разряда W, Дж. подсчитывают по формуле


(I)


где С — полная электрическая емкость разрядной цепи, Ф:

U— напряжение заряженного конденсатора. В.

Примечания

I При энергиях искрового разряда св. 100 мДж сопротивление мсжэлсктролиого промежутка может настолько уменьшиться, что сопротназснис цепи перестанет быть пренебрежимо малым в сравнении с сопротивлением мсжэлсктродного промежутка, особенно когда цепь содержит катушку индуктивности порядка 1 мГн. В таких случаях результирующая энергия искрового разряда W. Дж. может быть подсчитана по формуле


<2)


где /(/) — ток искрового разряда в момент времени /, А;

U(t) — напряжение на межэлектродном промежутке в момент времени /. В.

2 Болес полная информация относительно подсчета энергии искрового разряда проведена в приложении А.

Необходимо обратить внимание на возможность зависимости результатов испытаний от следующих факторов:

-    аэродинамики пылевоздушной смеси (например, времени задержки воспламенения, давления распыляющего газа);

-    концентрации пыли;

-    напряжения заряда конденсатор;»;

-    электрической емкости конденсатора:

-    индуктивности разрядной цепи;

-    активного сопротивления разрядной цепи;

-    материала, размеров электродов и промежутка между ними.

Для ограничения расходов на испытания, в каждой установке для испытаний используют электроды, изготовленные из особого материала с определенными размерами и минимальным межэлектродным промежутком. Активное сопротивление разрядной цени должно быть возможно низким но 4.1. При определении энергии искрового разряда, которая заведомо приведет к воспламенению испытуемой пыли, подбирают концентрацию пыли и параметры се распыления (например, время задержки воспламенения и давление распыляющего газа) так, чтобы создать наиболее воспламеняемую пылс-воздушную смесь. При подобранных оптимальных условиях воспламенения, с помощью регулирования электрической емкости конденсатора и/или напряжения зарядки конденсатора, последовательно уменьшают каждый раз наполовину энергию искрового разряда до значения, не вызывающего воспламенения пылевоздушной смеси в двадцати следующих один за другим испытаниях.

Примечание— При проведении испытаний с использованием сферического сосуда вместимостью 20 дм3 время задержки воспламенения должно быть 120 мс.

Минимальная энергия зажигания находится между самой высокой энергией искрового разряда W,, при которой нс происходит воспламенение ни водной из двадцати следующих друг за другом попытках воспламенить пылевоздушную смесь, и самой низкой энергией искрового разряда ИЛ. при которой воспламенение происходит в каждой из двадцати последовательных попытках.



(3)


6.2 Проверка установки для испытаний

Пригодность к работе установки для испытаний должна проводиться на трех стандартных видах пыли, полученной из порошков, предварительно высушенных при атмосферном давлении и температуре 50 "С в течение 24 ч до начата измерений.

Значения миниматьных энергий зажигания Wmin, полученные в результате проверки, должны находтъея в следующих пределах:


17-2*


195


3


5—15 мДж — ликоподий с средним диаметром частиц 31 мкм;

2—6 мДж — антрахинон с средним диаметром частиц 18 мкм;

2—6 мДж — полиакрилонитрил с средним диаметром частиц 27 мкм.

Параметры распыления образца пыли, включая время задержки воспламенения, для каждого образца должны быть зафиксированы.

6.3 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать информацию, перечисленную в 6.3.1—6.3.3. В протоколе обычно не указывают количество пыли, используемой при проведении испытаний, но величина концентрации пыли, от которой зависят границы диапазона минимальных энергий зажигания, должна быть указана.

II р и м с ч а н и с — Величина концентрации пыли в камере определяется, как отношение массы образца пыли к объему воздуха, использованного для распыления образца пыли.

6.3.1    Характеристики испытуемого образца пьии

В протоколе испытаний должно быть указано:

-    обозначение образца (название и химический состав, если это не отражено в названии);

-    происхождение или источник получения образца;

-    сведения о предварительной подготовке образца;

-    характеристика распределения частиц по размерам и содержание влаги, если об этом имеется информация до проведения подготовительных испытаний.

6.3.2    Характеристики установки для испытаний

В протоколе должны быть указаны следующие характеристики установки для испытаний:

-    искрообразуюшая система (способ получения искрового разряда);

-    тип камеры для воспламенения;

-    тип распыляющей системы;

-общая индуктивность разрядной цепи;

-    зарядное напряжение, материал электрода и длина межэлектродного промежутка используемой разрядной цепи.

6.3.3    Офоршениерезультатов испытаний

В протоколе испытаний должны быть указаны:

-    значение самой высокой энергии искрового разряда Wt, при которой не происходит воспламенение пылевозлушной смеси:

-    значение самой низкой энергии искрового разряда W2. при которой пылсвоздушиая смесь воспламеняется.

6.3.4    Оформление протокола испытаний

Пример оформления протокола испытания приведен на рисунке АЛ.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое)

Примеры искрообразуютих систем

A.I Общие положения

Для определения минимальной энергии зажигания пылсвоздушной смеси допускается использовать конструкции искрообразующих систем, описанные в А.2—А.5. С любой из этих конструкций возможно использование различных камер для воспламенения при условии, что распыление образца пыли оптимизировано и приняты необходимые меры безопасности с целью предотвращения побочных эффектов, возникающих в сравнительно больших сосудах от явлений электростатической разрядки в момент распыления. Данные явления вызывают дополнительную зарядку/разрядку конденсатора.

В случае отсоединения аккумулирующего конденсатора от электрода во время заряда, при расчете энергии искрового разряда, должно быть принято но внимание уменьшение напряжения, возникающее из-за увеличения электрической емкости при подключении конденсатора к электроду. При всех расчетах энергии необходимо учитывать полную электрическую емкость разрядной цепи и напряжение в момент разрядки.

А.2 Зажигание при помощи вспомогательной искры с использованием грех электродов

Схема установки для испытаний приведена на рисунке А.2.

Отличительным элементом этой установки для испытаний является мсжэлсктродный промежуток, об-

ГОСТ Р МЭК 61241-2-3-99

разованный тремя электродами. Два электрода, формирующие основной мсжэлсктродный промежуток /. расположены соосно, имеют диаметр 3.2 мм. и их концы заострены до диаметра 2 мм на длине 20 мм. Свободный коней вспомогательного электрода / наклонен к основному меж электродному промежутку и имеет длину 20 мм. Описанное устройство устанавливают в трубку Хартмана 2 с открытым верхом, но оно может быть установлено и в других камерах для воспламенения.

После загрузки в устройство для получения пылсвоздушной смеси требуемого количества пыли трубку устанавливают в исходное положение. Конденсатор С (от 20 до 10000 пФ). аккумулирующий энергию, заряжают с помощью высоковольтного зарядного устройства ВВЗУ через зарядное сопротивление R. которое ограничивает зарядный ток до I мА. Зажигание пылсвоздушной смеси инициируют контрольным устройством (КУ). При каждом испытании запускают устройство, которое распыляет обрах'ц пыли, затем инициируют вспомогательную искру и запуск основного искрового разряда от аккумулирующего конденсатора.

Энергия вспомогательной цепи должна быть нс более 1/10 энергии основной разрядной цепи.

А.З Зажигание изменением меж электродного промежутка

Схема установки для испытаний приведена на рисунке А.З.

В два отверстия для крепления электродов в трубке Хартмана с открытой верхней частью / вставляют пробки 2 из ПТФЭ (патнтстрафторэтилсна). Пробки предназначены для того, чтобы укрепленные в них электроды 3 могли перемешаться. Заземленный электрод прикреплен к измерительному стержню микрометрического винта 4. зажим которого укорочен и прикреплен к модифицированной трубке Хартмана. На другой электрод. прикрепленный через изоляционную трубку из ПТФЭ 5 к толкателю управляемого пневматического поршня двойного действия 6. имеющего длину рабочего хода 10 мм (номинальный диаметр поршня — 3S мм: рабочее давление — 600 кПа). подают высокое напряжение. Электрод высокого напряжения подсоединен к конденсатору 7 емкостью от 26 пФ до 311 мкФ. Электростатический вольтметр 8 фиксирует напряжение, до которого заряжается конденсатор. После отсоединения генератора высокого напряжения 9от цепи конденсатора открывается элсктропнсвматичсскнй клапан и сжатый воздух из камеры высокого давления /^распыляет образец пыли, образуя пылсвозлушную смесь. После задержки, установленной таймерным устройством //. электрод высокого напряжения выдвигается в рабочее положение, и накопленная в конденсаторе энергия выделяется в мсжэлсктродном промежутке.

А.4 Зажигание увеличением напряжения (зарядная цепь)

Схема установки дли испытаний приведена на рисунке А.4.

Метод увеличения напряжения на конденсаторе цепи является одним из самых простых методов создания искрового разряда известной энергии для определения минимальной энергии зажигания пылсвоздушных смесей.

Высоковольтный источник постоянного тока медленно повышает напряжение на конденсаторе до тех пор. пока не возникнет искровой разряд. Затем цикл повторяют, давая серию искровых разрядов одинаковой энергии. В цепь включен токоограничивающий резистор сопротивлением от 19s до 10ч Ом. Потенциал на конденсаторе измеряют электростатическим вольтметром, подсоединенным к обкладкам конденсатора через развязывающий резистор, имеющий сопротивление от 108 до I09 Ом. Изменяя емкость конденсатора и. если необходимо, напряжение разряда в данной цепи, можно легко получить искровые разряды от 1 мДж и выше.

Параметры схемы дли формирования искровых разрядов требуемой энергии определяют до помещения образца пыли в камеру для воспламенения. Подбирают емкость конденсатора и напряжение от 10 до 30 кВ. Затем устанавливают подбором напряжение и расстояние между электродами до появления в межэлсктрод-ном промежутке искровых разрядов требуемой энергии, определяемой по формуле (1) и равной 0,5 CU*. В данном выражении U — напряжение заряженного конденсатора, при котором возникает искровой разряд. С — полная электрическая емкость разрядной цепи электрода высокого напряжения, которая может быть измерена при помощи обычных мостовых методов постоянного тока. При проведении испытаний на воспламенение электрод высокого напряжения помешают в камеру для зажигания после того, как туда уже помешен образец пыли, подлежащий испытанию. Высоковольтный источник постоянного тока включают в цепь и. когда между электродами начнут проходить искровые разряды, распыляют образец пыли воздушной струей. При этом фиксирует, появляется ли вое шла мене и не и распространяется ли пламя от искрового разряда.

Первые испытания обычно выполняют с искровым разрядом высокой энергии 500 Дж. После появления воспламенения искровую энергию ступенчато понижают, и испытания повторяют, как описано в 6.1, до тех пор. пока искровые разряды нс перестанут воспламенять пылсвозлушную смесь.

А.5 Зажигание вспомогательной искрой с использованием нормальной системы двух электродов (триггерный трансформатор в разрядной цели)

Схема установки дли испытаний приведена на рисунке А.5.

5

Данная цепь нс может быть использована дли испытания без индуктивности. С — разрядный конденсатор. имеющий исходное напряжение U. Емкость конденсатора, которая может изменяться от 40 пФ и ниже ступенчато с коэффициентом К), и напряжение, которое может изменяться от 1000 до 400 или 500 В (практический минимальный уровень), позволяют получить широкий диапазон энергий, величины которых рассчи-

197

тывают по формуле (I). Инициирование искрового разряда в заданный момент требуется хтя синхронизации искрового разряда с формированием нестабильного облака пыли и выполняется с помошью спусковой схемы (триггера), в которой основными элементами являются конденсатор Cjr. выключатель S и первичная катушка триггерного трансформатора. После замыкания выключателя во вторичной катушке трансформатора возникает импульс высокого напряжения с минимальным значением, приблизительно равным 15 кВ. вызывая пробой мсжэлсктродного промежутка G и разряд основного конденсатора. Опыт показывает, что с помошью триггерной схемы очень трудно уменьшить мощность, подводимую к мсжэлсктродному промежутку, до значения 2—5 мДж. По этой причине описанный триггерный метод применим только к искровым энергиям СВ. 5 мДж.

Энергии искровых разрядов, возникающих при рахшчных комбинациях С и (/. определяют измерением тока в мсжэлсктродном промежутке и приложенного к нему напряжения как функций времени и интегрированием кривой мощности по времени, фу нкция диода D состоит в получении только однополярных разрядов. Коэффициент самоиндукции вторичной катушки триггерного трансформатора должен быть от 1 до 2 мГн.


Минимальная энергия зажигания пылсвоздушиой смеси, измеренная согласно ГОСТ Р МЭК 61241-2-3-99 Характеристики образца пыли

Обозначение образца:_

Происхождение или источник отбора образца:_

Подготовка образца: ______

Информация о размере частиц (например, медиана, радиус, максимальное значение):_


Содержание влаги:_

Установка для испытания

Искрообразующая система:_

Камера XIя воспламенения:_

Система распыления пыли:_

Общая индуктивность цепи:_

Мсжэлсктродный промежуток

Зарядное напряжение: _

Результат испытаний


Дата


Подпись


Рисунок А.1 — Образец формы протокола испытания


198