Što se događa unutar nepropusnih – zatvorenih kućišta?

TLAKOVI EKSPLOZIJA

Eksplodira li plinska smjesa u nepropusnom kućištu, u njemu ce nastati pretlak. On ovisi o koncentraciji smjese i približno je najveći kod stehiometrijske smjese, a pada u smjesi donje i gornje granice eksplozivnosti.

Tlak od eksplozije nastaje zbog zagrijavanja izgorjele plinske smjese i zbog moguće promijene volumena smjese koja je uvjetovana kemijskom promjenom.

Ako elektrouređaj nije idealno nepropustan i dopuštaju li raspori uz sastavne površine veći ili manji odušak za prolaz plinova, i tlak eksplozije će u takvom slučaju biti niži od tlakova u nepropusnom kućištu.

Kod elektrouređaja iznose relativni otpori 5 do 30 i vise mm² / l obujma. Otvori u kućištu redovito znače znatno sniženje tlaka u samom kućištu.
 

PROBOJNO PALJENJE

Eksplozija koja nastaje unutar jednog zatvorenog kućišta može se kroz raspore u kućištu, uz stanovite uvjete, prenijeti i na vanjsku smjesu. Takav prijenos eksplozije naziva se probojnim paljenjem. Probojno paljenje nastupa to teže sto je širina raspora (s) manja, a dužina raspora (L) veća.
 

ZAŠTITA SAMOSIGURNOSTI

Poznavajući zahtjeve samosigurnosti prema definiciji potencijalne opasnosti sto ih predstavlja električki uređaj, ako se nalazi u smjesi zapaljivog plina i zraka, čiji se sastav nalazi u granicama eksplozivnosti, postavlja se pitanje: u čemu se sastoji zaštita samosigurnosti?

Zaštita samosigurnosti osniva se na spoznaji da ako se električna energija (napon i struja) drži u određenim granicama, onda se ne može razviti temperatura niti na pojedinom dijelu uređaja, niti u iskri (koja može biti funkcionalna ili uslijed kvara) koja bi bila dostatna zapaliti najzapaljiviju eksplozivnu smjesu plina sa zrakom.

Drugim riječima, u tehnici samosigurnosti nemamo specijalnih neprodorno oklopnih kućišta, niti sličnih izvedbi, nego se zaštita provodi pravilnim izborom konstrukcije koja osigurava da ni pod kojim uvjetima neće prekoračiti granične vrijednosti koje osiguravaju nemogućnost paljenja eksplozivne smjese.

To je vidljivo i iz prvog primjera signalnog zvona. Tamo je dodavanjem otpora u izvor napajanja smanjena struja do te mjere da, ako se strujni krug kratko spaja (spajanje protegnutih žica) iskra nije dostatna za paljenje smjese metana i zraka, a kratki spoj je sigurno najnepovoljniji slučaj.

Kada je vidljivo da se struja i napon mogu, i moraju smanjiti (da bi se osigurala zaštita) ispod određenih granica, postaje odmah jasno da se takva tehnika neće moći koristiti za sve vrste uređaja.

Da ne dužimo treba imati na umu da se ova tehnika može realizirati kod uređaja čija snaga ne prelazi 2 W. odmah je jasno da su to "slabostrujski uređaji", dakle, uređaji za mjerenje temperature, protoke neke tekućine, nivoa i sl. Tu treba imati na umu da su to mjerenja pomoću kojih se konstatira stanje, bez nekakve izvrsne funkcije, kao sto je pokretanje sklopnika, ventila i sl.

Samosigurni uređaj se obično ograničava na konstataciju podataka i dovodi na uređaj za pojačavanje (koji je obično u drugoj vrsti zaštite). Treba napomenuti da mjerni uređaji , kao sto su ampermetri , vatmetri i voltmetri, koji se koriste za kontrolu "jakostrujnih" postrojenja i uređaja, obično nisu samo samosigurni pa zato trebaju imati i posebnu zaštitu. Nadalje, samosigurni uređaji se koriste u tehnici dojave - recimo kao bezbaterijski telefoni, mala signalizacija, prijenos podataka o stanju metana, metanometri i ostali eksploziometri i sl. Takve uređaje nalazimo i u kontrolnim uređajima, kao sto su kontrolnici izolacije, javaljči požara, kontrola vjetrenja i sl. Dakle vidljivo je da su to uređaji s kojima se susrećemo u praksi i u postrojenjima kao davaocima podataka i koji u postrojenju ili u rudniku, moglo bi se reci, predstavljaju osjetila, ali ne i ruke.
 

PRINCIPI IZVEDBE

Kako se izvode ovakvi uređaji?

Općenito je teško reci nešto više osim da se u uređaju provode stroga ograničenja napona i struja pomoću različitih komponenata (otpori, zener-diode) ili specijalnim konstrukcijama. Sigurno je da metoda ima mnogo, stoga ćemo na nekoliko primjera pokazati kako se to radi u praksi.

Najjednostavnija je izvedba samosigurnosti na malom akumulatoru 6V. ako se tom akumulatoru spoji u seriju otpor od 1-2W, moguće je dobiti iz njega struju i napon koji ne mogu zapaliti smjesu metana i zraka.no, nije sve gotovo s obzirom da akumulator i otpor moraju činiti jednu cjelinu . To se izvodi da se akumulator i otpor zaliju u zaljevu masu i tako postanu nedjeljivi.

Drugi primjerak neka bude izvedba samosigurnog transformatora.Transformator mora imati sigurno razdvojene namote ili na posebne mosure ili metalnom pregradom među namotima. Primarna strana treba biti izvedena u suglasnosti sa zahtjevima povećane sigurnosti. Primarne stezaljke moraju biti razmaknute od sekundarnih za najmanje 50mm. To su konstrukcioni zahtjevi.

Izvedba ograničenja struje može se izvesti na nekoliko načina, a tri ce biti ilustrirana.

Prvi najobičniji način je ograničenje otporom, drugi je način ograničenje Zener-diodama na sekundarnoj strani, a treći je način osiguranje Zener-diodama na primarnoj strani. Ako se u nekom sklopu koristi relej, onda on mora imati paralelno svom namotu spojene diode.

Tim spojem se postiže zaštita od prednapona i ona se može koristiti ne samo kod releja nego i kod elektro magneta, transforamtora i sličnih uređaja.

Takvi izvori napona su dobro poznati termoelementi, fotodiode, kvarcni davači pritiska i sl. Njih možemo koristiti u spoju s pokaznim instrumentom bez dodatnog izvora napajanja i takav uređaj je najjednostavniji samosigurnosni uređaj. Tu se odmah postavlja pitanje - na koji se način može odrediti da li je ili nije jedan uređaj samosiguran?