Військовий інженерний інститут ПДАТУ
ЗАТВЕРДЖУЮ
Начальник кафедри інженерних загороджень
підполковник Р.А. Миколайчук
“____” ______________ 2006р.
Методична розробка
з дисципліни “Вибухова справа”
Тема: № 3 “Електричний спосіб підривання”
Заняття: № 2 “Джерела струму і контрольно-вимірювальні прилади”
АВТОР: підполковник Савіцький А.О.
“Розглянуто на засіданні кафедри” (предметно - методичної комісії)
(Протокол № від _____________2006р.)
м. Кам’янець – Подільський
2006 рік
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
для проведення занять по вибухової справі
Тема: № 3 “Електричний спосіб підривання”
Заняття № 2 “Джерела струму і контрольно-вимірювальні прилади”
НАВЧАЛЬНА МЕТА : 1. Вивчити будову, перевірки справності і порядок застосування підривних машинок і контрольно-вимірювальних приладів.
2. Вивчити засоби і способи захисту ЕВМ від грозових розрядів.
3. Прививати курсантам впевненість в надійності роботи джерел струму та контрольно-вимірювальних приладів.
ЧАС: 2 години
МІСЦЕ : аудиторія вибухової справи.
ВИД ЗАНЯТТЯ: групове заняття
НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Підривні машинки : КПМ-3 – 8 шт.
КПМ-1А – 8 шт.
ПМ-4 – 8 шт.
2. Малий омметр М-57 – 8 шт.
3. Переносні мости Р-3043 – 8 шт.
4. Прилади ГЗУ – 8 шт.
5. Електролампи з патроном – 1 шт.
6. Сухі батареї 100 –АМЦГ-У – 2 шт.
7. ВИС-1 – 1 шт.
8. Комплект № 77 – 1 к-т
Література:
“Руководство по подрывным работам РПР-69” стор.63-69, стр.78-85, стр.89-93, стр.114-119.
Методическое пособие («Подрывные работы») стор.74-83, стор.90-92.
Средства для взрывных работ стор. 3-17.
НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ ТА РОЗРАХУНОК ЧАСУ
Перевірка особового складу і засвоєння пройденого матеріалу – 10 хв.
Джерела струму. – 40 хв.
Перевірочні та вимірювальні прилади – 20 хв.
Засоби і способи захисту ЕВМ від грозових розрядів – 15 хв.
5. Розбір заняття, завдання на самопідготовку – 5 хв.
МЕТОДИКА ВІДПРАЦЮВАННЯ НАВЧАЛЬНИХ ПИТАНЬ
Перевірка особового складу і засвоєння пройденого матеріалу. Викладач перевіряє наявність особового складу, зовнішній вигляд і готовність до занять.
Здійснює контроль засвоєння пройденого матеріалу письмово особовим складом взводу.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
Послідовне з’єднання електродетонаторів. Розрахункові формули визначення опору, напруги і сили струму. Переваги і недоліки послідовної ЕВМ.
Паралельно-пучкове з’єднання ЕД. Розрахункові формули визначення сили струму, опору і напруги. Переваги і недоліки даної мережі.
Змішане з’єднання ЕД. Розрахункові формули визначення сили струму, опору і напруги. Переваги і недоліки даної мережі.
Призначення і комплектність комплекту № 77.
Призначення, ТТД, устрій ВУЗ-4, ВУЗ-8.
ХІД ЗАНЯТТЯ :
ПЕРЕВІРКА ОСОБОВОГО СКЛАДУ І ЗАСВОЄННЯ ПРОЙДЕНОГО
МАТЕРІАЛУ
Викладач перевіряє наявність особового складу і зовнішній вигляд протягом 1-2 хв..
Для перевірки знань раніше вивченого матеріалу дає запитання письмовим опитуванням.
Після проведеного опитування викладач оголошує тему заняття та навчальні цілі.
І. ДЖЕРЕЛА СТРУМУ
При електричному способі підривання в якості джерел струму застосовуються:
- підривні машинки;
- сухі батареї і елементи;
- акумуляторні батареї;
- пересувні електростанції;
- освітлювальні і силові електромережі.
Підривні машинки та сухі батареї зручні в роботі через малу вагу і габарити, можуть бути легко доставлені до місця виконання підривних робіт.
Але сухі батареї через неминуче старіння стають непридатними для підривання зарядів, а підривні машинки при бережному відношенні свою працездатність не втрачають тривалий час.
Основним джерелом для виконання підривних робіт в теперішній час є конденсаторні підривні машинки.
На озброєнні інженерних військ є дві моделі конденсаторних підривних машинок КПМ-3 і КПМ-1А.
ПРИЗНАЧЕННЯ:
Конденсаторні підривні машинки КПМ-3 і КПМ-1А призначені для підривання електродетонаторів або запалювання електрозапалювачів при проведенні підривних робіт в середовищах безпечних по газу та пилу.
ТАКТИКО-ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
тип
- конденсаторна
Можливості:
- послідовне з’еднання ЕДП
- 200 шт. ЕДП (R=600 Ом.)
- послідовна мережа з попарно-паралельним з’еднанням ЕДП
- 260 шт. ЕДП (R=220 Ом.)
- паралельно пучкове з’еднання ЕДП
- 5 шт. ЕДП (R=30 Ом.)
Вага, кг
2,3
БУДОВА КПМ-З
Складається з :
- Індуктора (малопотужний генератор перемінного струму);
- підвищуючого трансформатора;
- двох селенових випрямлячів і конденсатора (схема подвоєння)
- конденсатора накопичення;
- обладнання контролю готовності машинки до виконання вибуху (опір R1, R2, R3, R4 і дві неонові лампи);
- розрядного резистора;
- приводу з ручкою і пластмасового корпусу;
- кнопки вибуху;
- перемикача, що автоматично замикається з початком обертання ручки);
- двох лінійних затискачів;
- пружинної заслінки (з поворотом якої відключається розрядний резистор).
В комплект машинки входить :
- дві привідні ручки;
- додатковий резистор (220 Ом)
- футляр з ременем.
ПРИНЦИП ДІЇ КПМ-3
Принцип дії машинки КПМ-3 в тому, що електрична енергія малопотужного генератора накопичується протягом декількох секунд у вигляді заряду на конденсаторі-накопичувачі, з послідуючою віддачею накопиченої енергії в електровибухову мережу.
Напруга, що розвивається генератором, який складається з котушки і постійного магніту, підвищується трансформатором і схемою подвоєння, що складається з двох селенових випрямлювачів і конденсатора.
Випрямлений струм підвищеної напруги накопичується на конденсаторі-накопичувачі.
Перемикач автоматично замикається з початком обертання привідної ручки і утримується в такому положенні при обертанні ручки з частотою не менше 4 об/сек.
Коли напруга на конденсаторі-накопичувачі досягає номінального значення (1600В), загоряється неонова лампа ЛІ, що сигналізує про готовність машинки до виконання вибуху.
По закінченні обертання ручки сигнальна лампа гасне, перемикач розмикається і відключає конденсатор накопичувач від зарядного ланцюга, чим виключає можливість розряджання, його через селенові випрямлювачі.
При натискуванні кнопки "Вибух" її контакти підключають конденсатор - накопичувач до затискачів і електричний заряд надходить в електровибухову мережу.
При вилученні привідної ручки з гнізда приводу генератора замикач підключає розрядний опір і конденсатор-накопичувач повністю розряджається.
В КПМ передбачено обладнання для контролю готовності машинки до виконання вибуху. Обладнання виконано по схемі ділителя напруги, що складається з трьох послідовно з’єднаних резисторів R1; R2; R4.
Паралельно опорам R1 і R2 під’єднані неонові лампи Л1 і Л2, які є індикаторами, горіння яких залежить від падіння напруги на відповідному резисторі. Одночасно лампа Л1, є сигнально - індикаторною лампою в схемі заряджання машинки.
ПОРЯДОК РОБОТИ З КПМ-3
Для виконання вибуху необхідно :
- відкрити кришку футляру і приєднати зачищені кінці магістральних дротів до затискачів машинки;
- повернути засланку приводу генератора в праве крайнє положення і вставити в гніздо до кінця привідну ручку;
- рівномірно обертати привідну ручку за годинниковою стрілкою з частотою не менше 4 об/сек, до стійкого горіння сигнальної лампи.
Для виконання вибуху необхідно, не виймаючи привідної ручки з гнізда приводу генератора, натиснути кнопку "Взрыв".
Після вибуху необхідно :
- витягти привідну ручку з гнізда приводу генератора;
від'єднати кінці магістральних дротів і закрити кришку футляра.
ПЕРЕВІРКА СПРАВНОСТІ ПІДРИВНОЇ МАШИНКИ КПМ-3 .
Існує дві перевірки.
Перша перевірка виконується на складі в момент отримання машинки для виконання завдання (перевірка зарядної напруги і ємкості конденсатора-накопичувача)
Необхідно :
- зарядити конденсатор-накопичувач машинки, рівномірно обертаючи привідну ручку протягом 10-15 сек.;
- зняти кришку з кнопки "К” (Контроль) і одночасно натиснути на кнопку "Взрыв" і кнопку "Контроль";
- спостерігати за горінням індикаторних ламп Л1 і Л2.
Машинка рахується справною (розвинула зарядну напругу не нижче номінальної 1600В), якщо час горіння лампи Л1 з моменту закінчення горіння лампи Л2 продовжується = 60 сек.
- встановити на місце кришку кнопки "К".
Друга перевірка дозволяє встановити придатність до вибуху електродетонаторів характеристики яких невідомі. Ця перевірка виконується в полі.
Необхідно :
- встановити додатковий резистор (220 0м) на одну з клем машинки;
- підготовити паралельну електричну мережу з 2-х ЕД для підключення її до клеми додаткового резистора і до другої клеми машинки (але не підключати );
- зарядити машинку до стійкого горіння лампи Л1.
- зняти кришку з кнопки "К" і одночасно натиснути кнопку "Взрив" і "Контроль", утримувати їх до закінчення горіння лампи Л2 ;
- підключити мережу;
- натиснути кнопку “Взрив”.
КОНДЕНСАТОРНА ПІДРИВНА МАШИНКА КПМ-1А
ТАКТИКО-ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
тип
- конденсаторна
Можливості:
- послідовне з’еднання ЕДП
- 100 шт. ЕДП (R=350 Ом.)
- паралельно пучкове з’еднання ЕДП
- 5 шт. ЕДП (R=15 Ом.)
Вага, кг
- 2,1
КПМ-1А по своєму зовнішньому вигляду і будові аналогічна КПМ-3 за винятком деяких особливостей і має:
одне вікно неонової лампи;
штепсельний роз’єм з контактами для приєднання другої машинки;
пульт для перевірки справності машинки;
з’єднувальний кабель.
Перевірка справності підривної машинки КПМ-1А.
При отримані зі складу, справність підривної машинки перевіряється пультом, який знаходиться в комплекті машинки.
Електрична схема пульта змонтована в пластмасовому корпусі з з’ємною кришкою, на якій розмішені вікна сигнальних ламп, розетка штепсельного роз’єму з кришкою і два зовнішніх затискача. В даній частині корпусу є викидні контакти для підключення пульту до затискачів машинки, що перевіряється.
Перевірка проводиться в слідуючому порядку:
Вставити привідну ручку в машинку
Відкрутити ручки затискачів в машинці до відказу, вставити в гнізда затискачів відкидні контакти пульту і закріпити їх, закрутити ручки затискачів.
Обертанням привідної ручки протягом зарядити конденсатор – накопичувач (до постійного горіння неонової лампи).
Натиснути кнопку “Вибух” і утримувати її у втопленому положенні протягом 35-40 с. Якщо машинка справна, то при натисканні кнопки вибуху повинні загорітися дві неонові лампи пульту, одна з них повинна через деякий час погаснути, а друга продовжувати горіти ще приблизно 30 с.
При виконанні вказаних умов машинка рахується придатною до застосування.
Додаткову перевірку справності машинки КПМ-1А проводиться в полі, підриванням електродетонаторів з нормальними характеристиками. Підключається пульт, а до його затискачів –два паралельно з’єднаних електродетонатора, після чого проводиться заряджання ідриваємий ьного конденсатора. Якщо при натисканні кнопки вибуху ЕД вибухнуть, то машинка справна і придатна до використання.
Для підривання ЕД в кількості, що перевищує ТТХ однієї машинки, можна застосовувати паралельно з’єднані машинки КПМ-1А.
У цьому випадку максимальна кількість ідриваємий ЕД визначається:
при послідовному з’єднанні 200 шт., з Rзаг.=700 Ом.
при паралельному з’єднанні 5 шт. з Rзаг.=30 Ом.
Паралельне з’єднання двох машинок проводиться через контакти штепсельного роз’єму за допомогою з’єднувального кабеля, що входить до комплекту кожної машинки. Накопичувальні конденсатори двох з’єднаних між собою машинок підключаються паралельно і можуть бути заряджені шляхом обертання привідної ручки будь-якої з машинок (привідні ручки повинні бути вставлені в гнізда двох машинок).
Вибух проводиться натисканням кнопки вибуху тільки тієї машинки, до лінійних затискачів якої під’єднанні магістральні провода електровибухової мережі.
ЗАХОДИ БЕЗПЕКИ ПРИ РОБОТІ З МАШИНКАМИ :
Не допускається замикання лінійних затискачів металевими предметами.
Не допускається доторкання до ділянок оголених проводів руками в момент натискання кнопки вибуху.
Після кожного вибуху привідну ручку обов’язково виймати з гнізда приводу генератора.
Оберігати машинку від дощу, вологи, бруду і ударів.
ПІДРИВНА МАШИНКА ПМ-4.
Підривна машинка ПМ-4 призначена для підривання електричним способом протипіхотних осколкових мін, і зарядів ВР.
ТАКТИКО-ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип
- імпульсна
Можливості:
- послідовне з’єднання ЕД
- 5 шт. ЕДП (R=20 Ом.)
- паралельне з’єднання ЕД
- 2 шт. ЕДП (R=6 Ом.)
- довжина провідної лінії
- 50 м;
Опір провідної лінії
- 8 Ом;
Маса машинка
- 410 гр.
БУДОВА ПМ-4
пластмасовий корпус;
генератор магнітоелектричного принципу дії;
перемикач для переведення з транспортного положення в бойове і навпаки;
світлодіод (індикатор справності підривної машинки);
лінійні затискачі;
штовхач для приведення в дію генератора.
ПРИНЦИП ДІЇ ПМ-4.
При ударі по штовхачу машинки, перемикач, якої встановлений в бойове положення, проводить розривання магнітного ланцюга імпульсного генератора, виникаюча при цьому в котушці ЕРС використовується для підривання ЕД.
ПЕРЕВІРКА СПРАВНОСТІ ПМ-4
1. Встановити перемикач в транспортне положення.
2. Замкнути затискачі проводом.
3. Натиснули і різко відпустити штовхач, спалах світлодіоду свідчить про справність підривної машинки.
За допомогою підривної машинки ПМ-4 можна перевірити справність електровибухової мережі.
Сухі батареї і елементи.
В якості джерел струму при виконанні підривних робіт часто використовують гальванічні сухі батареї.
При цьому необхідно враховувати :
- батареї, які не мають у своєму позначенні букву "У" (універсальна) при температурі нижче нуля знижують напругу, тому в холодну пору року батареї слід оберігати від морозу, замотуючи у шерстяну тканину або ж відігрівати в теплих приміщеннях і виносити на холодне повітря тільки безпосередньо пере д вибухом
- батареї мають достатньо великий внутрішній опір, який підвищується постійно з протіканням часу і може збільшуватися порівняно з початковим у 2-2,5 рази, знижуючи напругу, а відповідно і струм в зовнішньому ланцюгу.
Батарея 100 АМЦГ-У- 2,0
Напруга -100В
А - анодна
МЦ - марганцево-цинкова
Г - галетна
У - універсальна
Початкова емкість - 2,0 А/год
Внутрішній опір батареї 40-50 Ом.
При виконанні розрахунків електровибухових мереж в випадку використання батареї або елементів потрібно знати величину їх внутрішнього опору.
Пересувні електричні станції. Освітлювальні і силові електричні мережі.
У вибуховій справі як джерело струму можуть застосовувався пересувні електричні станції, які є на озброєнні військ (див. табл.15 ст.85). Потужність пересувних електричних станцій дозволяє виконувати вибухові роботи з великою кількістю ЕД, з’єднаних по різним схемам.
Силові і освітлювальні електричні станції також допускаюсь підривання груп ЕД з’єднаних по будь-якій з схем.
ІІ. ПЕРЕВІРОЧНІ І ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ
При роз’ясненні питання використовуючи зразки приладів, плакати, викладач пояснює призначення, ТТХ, будову, порядок застосування і роботу перевірочних і вимірювальних приладів.
Малий омметр М-57
Призначений для перевірки провідності (справності) провидів, ЕД і електровибухових мереж, а також для приблизного вимірювання їх опору в межах від 0 до 5000 Ом. (перевірочний струм – 0,05 А)
М-57 складається з : - пластмасового корпусу :
- кнопки для перевірки;
- двох клем;
- вікна з шкалою;
- джерела струму (батарея);
- коректорів "О,, та " ∞ "
При користуванні малим омметром до його затискачів приєднують вимірюємий опір і за шкалою проводять приблизний відрахунок.
Про справність проводів що перевіряються, ЕД судять тільки по відхиленню стрілки .
Малий омметр перевіряється при отриманні з складу, а також в полі перед роботою.
Перша перевірка (справність електричної схеми) здійснюється шляхом натискання кнопки. Стрілка справного омметра повинна при цьому відхилитися вправо до нуля. При не співпаданні стрілки з нулем шкали, обертанням гвинта на задній стінці приладу стрілку підводять до нуля. Якщо цього зробити не вдається, міняють батарею та знову проводять перевірку. Якщо стрілка не відхиляється до нуля і після заміни батареї, то омметр не справний.
Друга перевірка (на безпечний струм).
Якщо при першій перевірці несправність омметра не виявлена, то виконується друга перевірка. Для цього до затискачів приладу (з дотриманням заходів безпеки) підключають один (ЕЗ), якщо при цьому не відбудеться вибух, а стрілка приладу підійде до нуля, то омметр справний.
Переносний міст Р-3043.
Міст переносний постійного струму Р-3043; двох діапазонний класу точності 5, з індуктором на світло випромінюючих діодах - призначений для вимірювання опору електродетонаторів і вибухових мереж.
Міст призначений для роботи в польових умовах, а також в шахтах небезпечних по газу та пилу і має виконання Р0/ І, що досягається використанням безпечного джерела живлення і відсутністю індуктивних елементів.
По стійкості, кліматичним і механічним діям міст відноситься до групи 5 з температурним діапазоном від –40. . . +50º С і відносною вологістю до 95 %.
ТЕХНІЧНІ ДАНІ :
- Діапазони показників мосту 0,2-50; 20 - 5000 Ом;
- Діапазони вимірювань мосту 0,3-30; 30-3000 Ом;
- Межа допустимої основної похибки ± 5 %;
- Максимальний струм вимірювальної мережі не перевищує - 0,05 А;
- Живлення - два елемента "373".
- Корпус - герметичний;
- Маса - 1,6 кг.
ПОРЯДОК РОБОТИ
1. Встановити перемичку " Rх " в положення що відповідає вибраному діапазону.
2. Підключити вимірювальний опір до затискачів.
3. Провести корекцію нуля, для чого встановити лімб в положення червоної відмітки, натиснути кнопку і обертаючи ручку потенціометра в напрямку стрілки що світиться, добитися згасання двох світлодіодів.
4. Натиснути кнопку "измерения" обертаючи ручку лімба в напрямку стрілки що світиться, добитись загаснення двох світлодіодів і провести відрахунок показників.
ІІІ. ЗАСОБИ І СПОСОБИ ЗАХИСТУ ЕЛЕКТРОВИБУХОВИХ МЕРЕЖ ВІД ГРОЗОВИХ РОЗРЯДІВ.
Під час грози в магістральних і ділянкових проводах ЕВМможуть виникати короткочасні (імпульсні) електричні струми,здатні викликати вибух електродетонаторів.
Вибух може виникнути також від електричної іскри, що утворилася між містком і гільзою електродетонатора внаслідок виникнення під час грози високих потенціалів на проводах мережі.
Дія грозових розрядів може виникати:
при прямому попаданні блискавки в провода або інші складові частини ЕВМ;
при грозовому розряді поблизу ЕВМ;
внаслідок електричної або електромагнітної індукції (наведення струмів в результаті зміни електричного або магнітного полів).
Для запобігання дії грозових розрядів провода ЕВМ повинні закопуватись в землю на глибину не менше 15-20см.
Перед закапуванням проводів в землю потрібно уважно перевірити цілісність ізоляції і місця де вона порушена, покрити ізоляційною стрічкою.
Для магістральних проводів ЕВМ бажано використовувати екраніровані двохжильні провода, або розташовувати поруч з магістральними проводами голі металеві дроти (колючий дріт). Кінці магістральних проводів на підривній станції повинні бути розведені і ізольовані.
Для захисту ЕВМ від грозових розрядів застосовується спеціальний грозозахисний прилад (ГЗУ).
БУДОВА ПРИЛАДА ГЗУ.
Прилад складається з :
- неонового розрядника з напругою запалювання 60В;
- індуктивної котушки з активним опором 10 Ом;
Для запобігання від вологи котушка і розрядник розміщені в корпусі з пластмаси і залиті асфальтовим бітумом.
З корпуса виведені дві пари проводів:
- одна з біркою „С”;
- друга з біркою "Д";
Провода з біркою „Д” приєднуються до кінців електродетонатора, а провода з біркою „С” - до ділянкових або магістральних провідників.
ПРИНЦИП ДІЇ :
Струми, які виникають в електровибухових мереж при грозових розрядах, відрізняються високою напругою і короткочасною дією.
Для цих струмів при напругах, що перевищують потенціал запалювання, неоновий розрядник представляє суттєво менший опір, ніж котушка індуктивності.
Тому основні струми проходять через неоновий розрядник, а слабкі струми - через котушку індуктивності в електродетонатор.
Перевірка справності приладу ГЗУ.
Перевіряється справність схеми і розрядника.
1. Справність схеми перевіряється за допомогою малого омметра М-57 наступним чином : - омметр приєднується до проводів з біркою „Д”. Якщо прилад справний, то при замиканні проводів з біркою „С” омметр повинен показати опір 8÷10 Ом, а при розмиканні їх стрілка омметра повинна стати на нескінченність.
2. Перевірка справності розрядника проводиться за допомогою
батареї.
До одного полюса батареї через лампу напругою 220 В приєднується будь-який з проводів з біркою „Д”. Провода з біркою „С” повинні бути при цьому розімкнуті. При доторканні другим проводом з біркою „Д” другого полюсу батареї лампа повинна загорітися.
При сумісному застосуванні ГЗУ з конденсаторними підривними машинками безвідказність вибуху забезпечується тільки при умові, що напруга на приладі ГЗУ не перевищує 60В.
Перевірка ЕВМ з ГЗУ на придатність застосування конденсаторних машинок КПМ-1А і КПМ-3 в якості джерел струму виконується за формулою :
И - напруга на приладі ГЗУ;
m - кількість послідовно з’єднаних ЕД з ГЗУ.
Якщо напруга буде менше 60В, то конденсаторні машинки застосовувубться в якості джерел струму без додаткового опору.
При більшій напрузі необхідно включати в магістральний провід додатковий опір :
Оскільки активний опір ГЗУ складає біля 10 Ом, тому при розрахунку ЕВМ необхідно враховувати цю обставину.
Підведення підсумку заняття і завдання на самопідготовку.
Викладач нагадує тему, цілі заняття, основні положення матеріалу вивченого на занятті. Нагадує, що тільки відмінне знання джерел струму, контрольно-вимірювальних приладів, вміння з ними працювати, надійний захист ЕВМ від дії грозових розрядів забезпечить успіх вибуху.
НА САМОПІДГОТОВЦІ :
1. Викреслити електричну схему КПМ-3;
2. Вивчити рекомендовану літературу.
Старший викладач кафедри інженерних загороджень
підполковник А.О. Савіцький