Závazný postup č. 35
Zkouška odolnosti elektrických rozněcovadel vůči
statické elektřině
Všeobecně
1. Odolnost rozněcovadel vůči statické elektřině (dále jen "odolnost rozněcovadel") se rozumí necitlivost k zážehu rozněcovadel při výboji elektrostatického náboje stanovené hodnoty energie, která je dána kapacitou zkušebního kondenzátoru a jeho napětím podle vztahu
E = 0,5 . C . U2
kde E energie, (J)
C kapacita, (F)
U napětí, (V)
Účel a význam zkoušky
2. Z výsledku zkoušky lze soudit, zda zkoušená rozněcovadla vykazují dostatečnou odolnost vůči elektrostatickým nábojům, vyskytujícím se na pracovištích, na nichž jsou rozněcovadla používána.
Podstata zkoušky
3. Vzorek rozněcovadla se zatíží opakovaným výbojem elektrického náboje zkušebního kondenzátoru předepsané kapacity a napětí a zjišťuje se, zda došlo k zážehu zkoušeného vzorku.
Velikost kapacity zkušebního kondenzátoru, zkušební napětí, požadavky matematicko-statistického hodnocení a z toho vyplývající počet vzorků zkoušeného druhu rozněcovadla stanoví technický požadavek výrobku.
Zkušební zařízení
4. Ke zkoušce je třeba:
Generátor vysokého stejnosměrného napětí s plynulou regulací, jehož rozsah odpovídá předepsanému zkušebnímu napětí na zkušebním kondenzátoru, např. typ. Tesla BS-222 s rozsahem 0-50 kV.
Kulový přepínač - sestává ze tří kolových koulí o průměru 36 až 40 mm, uložených v jedné řadě a rovině, vzájemně od sebe a základny zkušebního zařízení izolovaných. Koule mají stejný průměr, povrch zcela hladký, čistý a suchý. Obě krajní koule jsou zakotveny ve stálé poloze, přičemž jedna je spojena s generátorem vysokého napětí přes omezovací odpor R1, druhá je propojovacím vodičem spojena se svorkou 1; případně je mezi tuto kouli a připojovací svorkou 1 zařazen ještě odpor R2 (podle čl.12). Prostřední - přepínací koule, uchycená na výkyvné páce, je přestavitelná tak, že se v krajních polohách dotýká jednotlivých pevných koulí a je vodivě spojena se zkušebním kondenzátorem a s elektrostatickým voltmetrem. Funkce kulového přepínače je popsaná v čl.11, schema zapojení je na obr. č.1.
Zkušební kondenzátor se vzduchovým dielektrikem nebo kondenzátor ekvivalentních vlastností, např. kondenzátor s polystyrenovým dielektrikem. Celková velikost zkušební kapacity, do níž je kromě kapacity kondenzátoru nutno zahrnout i kapacitu voltmetru a kapacitu propojovacích vodičů, se smí lišit od kapacity požadované nejvýše o + 5%.
Elektrostatický voltmetr, jehož rozsah odpovídá předepsanému zkušebnímu napětí zkoušeného vzorku a s přesností 1% - např. typ S-196 s rozsahy 0-7,5 kV a 0-30 kV.
Vysokonapěťové odpory R = 20 MΩ, R2 = 100 kΩ, např. typ TR 131 Tesla.
Propojovací vodiče s vícežilovým jádrem o průřezu jádra nejméně 1,5 mm2 a s dvojitou izolací, sloužící k propojení všech prvků zkušebního zařízení.
Přípravek pro uchycení zkoušeného vzorku - např. stojánek s upínacími svorkami.
Bezpečnostní box - např. krabice ze silnostěnného plechu, pro zkoušení vzorku rozněcovadla opatřeného rozbuškou. Chrání obsluhu při případné detonaci rozbušky.
Obrázek č. 1 - Schema zapojení elektrické části
U - generátor stejnosměrného vysokého napětí R1,R2 - vysokonapěťové odpory
P - kulový přepínač
C - zkušební kondenzátor
V - elektrostatický voltmetr
ZR - zkoušené rozněcovadlo s nerozvinutou smyčkou vodičů
1,2 - svorky
Zkušební podmínky
5. Zkouší se při teplotě 23 ± 2°C a relativní vlhkosti ovzduší zkušebního prostoru do 50 ± 5%. Za těchto podmínek jsou vzorky rozněcovadel, připravené ke zkoušce, temperovány po dobu nejméně 2 hodin.
6. Při připojování rozněcovadel ke svorce 1 nesmí být mezi svorkami 1 a 2 žádné napětí, což lze zajistit propojením obou svorek; kulový přepinač je přitom v neutrální poloze.
7. Další podmínky stanoví příslušný technický požadavek zkoušeného druhu rozněcovadla.
Příprava zkušebních vzorků
8. Vzorky rozněcovadel s přívodními vodiči délky 3,5 m, odebrané z jedné výrobní série (velikost série stanoví technický požadavek výrobku) temperují podle čl.5. Smyčka přívodních vodičů zůstává v dodávaném stavu, tj. svinutá.
Před zkouškou se konce přívodních vodičů odizolují v délce 2 až 3 cm. Pro zkoušky lze použít elektrických rozbušek upravených jako atrapy, tj. bez primární a sekundární náplně.
Kontrola zkušebního zařízení a postup zkoušky
9. Před vlastním prováděním zkoušky je nutno provést kontrolu svodových odporů zkušebního zařízení. Při vyřazeném odporu R2 se na svorku 1 připojí jeden přívodní vodič zkoušeného vzorku. Svorka 2 zůstává nezapojena. Po nastavení zkušebního napětí a nabití kondenzátoru se přepne kulový přepínač z prvé do druhé krajní polohy. Pokles napětí na zkušebním kondenzátoru, způsobený paralelními svody v přístroji a v bezpečnostním boxu, v němž je rozněcovadlo umístěno, nesmí být větší než 10% z původní hodnoty napětí po dobu 10 s.
10. Odolnost rozněcovadel se zjišťuje těmito postupy:
a) Výbojem náboje přes přírodní vodiče a můstek elektrické pilule vzorku:
Dva přívodní vodiče vzorku se připojí na svorky, z toho jeden na svorku 1 (viz obr.), druhý na zemních svorku 2. Dutinka vzorku nesmí být v dotyku se žádnou svorkou, odpor R2 je vyřazen. Dále se postupuje podle čl.11.
b) Výbojem přes jeden přívodní vodič a dutinku vzorku:
Vzorek se připojí jedním přívodním vodičem ke svorce 1, dutinka vzorku propojovacím vodičem na svorku 2, přičemž odpor R2 je vyřazen. Dále se postupuje podle čl.11
c) Pokud konstrukce zátky zkoušeného vzorku nevylučuje přeskok jiskry elektrostatického náboje na slož pilule, je nutno postup b) provést se zařazeným odporem R2, který nahrazuje vliv odporu horniny. Jeho velikost byla stanovena empiricky (při odporu 100 kΩ vykazují pyrotechnické slože zvýšenou citlivost k zážehu jiskrou elektrostatického výboje). Dále se postupuje podle čl.11.
11. Přestavením přepínací koule kulového přepínače do první krajní polohy se zkušební kondenzátor nabije na stanovenou hodnotu napětí. Po dosažení požadované hodnoty napětí se přepínací koule přestaví do druhé krajní polohy a náboj kondenzátoru se vybije do zkoušeného vzorku.
Každý vzorek se zkouší pěti opakovanými výboji náboje, přičemž mezi jednotlivými výboji je klidový interval alespoň 1 s. Současně se sleduje a zaznamená, zda došlo k zážehu zkoušeného vzorku.
12. Počet vzorků (n) pro některý z postupů podle čl.10 se stanoví na základě technických požadavků zkoušeného druhu rozněcovadla podle ukazatelů spolehlivosti P a p (v %), z tabulky č.1 matematicko-statistického hodnocení, uvedené v Závazném postupu č. 54.
Zhodnocení a uvádění výsledku zkoušky
13. Za účelem celkového zhodnocení odolnosti zkoušeného druhu rozněcovadla je nutno provést oba postupy podle čl.10a) a 10b), případně i postup podle čl.10c).
Rozněcovadlo vyhovuje požadované odolnosti vůči statické elektřině, bylo-li u všech provedených postupů při uplatnění požadovaných ukazatelů spolehlivosti P a p při zkoušeném počtu n vzorků zjištěno nejvýše x nevyhovujících výsledků, max. však dva.
14. Zkouška se uvede pod názvem "Odolnost vůči statické elektřině" s uvedením kapacity v pF, napětí v kV, dále pak spolehlivosti P v %, horní meze intervalu spolehlivosti p v %, délky a materiálu přívodních vodičů zkoušených rozněcovadel a výsledku zkoušky podle čl.13 (vyhovuje, popř. nevyhovuje).
Příklad uvádění
"Odolnost vůči statické elektřině při 2000 pF/10 kV, P = 95%, p = 5%, přívodní Fe-vodiče délky 3,5 m............. vyhovuje".
Záznam o zkoušce
15. Záznam o zkoušce, kromě údajů podle § 5 této vyhlášky, obsahuje:
a) údaje o použitém zkušebním zařízení včetně typu, zkušebního napětí a kapacity zkušebního kondenzátoru,
b) teplotu a vlhkost ovzduší zkušebního prostoru,
c) zkušební podmínky podle technického požadavku výrobku,
d) počet zkoušených kusů.