Приложение E (справочное). Испытание энергии переходного процесса

Приложение E
(справочное)

Испытание энергии переходного процесса

E.1 Принцип

При возникновении в цепи напряжения и тока переходного процесса допустимы значения напряжения и тока выше значений, приведенных в приложении A, при условии, что энергия переходного процесса ограничена значениями, указанными в 10.1.5.3. В качестве примера можно рассмотреть случай, когда источник питания, в котором используется последовательное полупроводниковое токоограничительное устройство, регистрирует большой ток и отключается, но при этом ток кратковременного переходного процесса передается на нагрузку. Другой пример, когда цепь индикации напряжения включает тиристор, подключенный параллельно нагрузке, но высокое напряжение может короткое время присутствовать на нагрузке до того, как сработает тиристор.

Цепь должна испытываться с теми повреждениями, которые применяются в соответствии с 5.1 и дают наиболее опасные значения энергии в условиях, приведенных в указанном пункте.

П р и м е ч а н и е - Наиболее неблагоприятные условия не обязательно возникают при максимальном напряжении. Необходима также оценка более низкого напряжения.

Принцип этого испытания заключается в измерении энергии в течение периода времени, когда напряжение и ток будут превышать значения, приведенные в приложении A, или значения, которые не являются воспламеняющими при испытании с применением искрообразующего механизма в соответствии с 10.1.

E.2 Испытание

Энергия, которая может выделиться во взрывоопасную среду, должна быть измерена по мощности и времени за период, когда значения напряжения и тока превышают значения, приведенные в приложении A, или значения, о которых известно, что они не вызывают воспламенения при испытании с применением искрообразующего механизма.

Цепь должна быть испытана при самой неблагоприятной нагрузке при повреждениях в соответствии с 5.1. Если цепь питает внешнее устройство (например, когда источник питания с последовательно установленным полупроводниковым токоограничивающим устройством подает энергию со своих выходов на другое устройство, установленное во взрывоопасной атмосфере), тогда создающей наихудшие условия нагрузкой может быть любая нагрузка от нагрузки холостого хода до короткого замыкания.

В качестве примера можно привести следующий: если источник питания вырабатывает напряжение 15 В в условиях холостого хода и снабжен последовательно установленным полупроводниковым токоограничивающим устройством, которое срабатывает, когда ток превышает 1 А, ожидается, что цепь при подключении к стабилитрону с наиболее неблагоприятной нагрузкой примерно 14,5 В, создаст короткий переходный режим стоком выше 1 А до того, как сработает токовый выключатель. Стабилитроны с более низким напряжением, чем указанное выше, также необходимо испытывать.

Для подгруппы IIB максимально допустимый ток при 14,5 В равен 3,76 А (по таблице A.1). Поэтому при испытании необходимо измерить произведение напряжения и тока в течение времени, когда ток будет превышать 3,76 А. Испытательная установка и ожидаемые напряжение и ток, регистрируемые цифровым осциллографом, должны быть, как показано на рисунках E.1 и E.2.

1 - испытуемая цепь; 2 - нагрузка; 3 - ртутный выключатель; 4 - вольтметр высокого сопротивления; 5 - щуп для замера величины тока

Рисунок E.1 - Пример испытуемой цепи

1 - ток I, максимально допустимый в соответствии с испытанием на искробезопасность или оценкой по приложению A; 2 - передаваемая энергия (Дж) - напряжение V (B) заштрихованный участок кривой (A.c)

Рисунок E.2 - Пример выходного сигнала

В этом случае энергия переходного процесса должна рассчитываться путем измерения тока до стабилитрона (с помощью измерительной скобы) и напряжения на стабилитроне. Затем можно измерить серию токовременных характеристик для каждого значения тока стабилизации и определить зону под кривой зависимости "напряжение  ток" от времени. Таким образом может быть определена зона под кривой до падения тока до значения, ниже которого он считается неспособным вызывать воспламенение. Это испытание энергии переходного процесса.

В других случаях самой неблагоприятной нагрузкой может быть переменный резистор. В этом случае ряд токовременных характеристик может быть получен для каждой омической нагрузки практически от короткого замыкания до значения сопротивления менее U _o/I _o, и интеграл мощности и времени, приложенный к резистору может затем использоваться для расчета мощности переходного процесса. В качестве нагрузки можно использовать конденсатор или дроссель, в зависимости от указанных выходных параметров.

Напряжение и ток следует измерять скоростным запоминающим осциллографом, способным обеспечить скорость временной развертки менее 1 мкс на деление. Испытательное оборудование и его подключение к испытуемой цепи должны оказывать минимальное влияние на измеряемые величины. Рекомендуется использовать датчики тока и каналы измерения напряжения с высоким сопротивлением. Рекомендуется использовать ртутный качающийся выключатель, так как он создает двусторонний механизм с низким контактным сопротивлением, но можно использовать и другие эквивалентные выключатели.