Вибухозахист рудникового електроустаткування з елементами, що нагріваються (розвиток наукових основ і розробка)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство палива та енергетики України

Державний макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості (МакНДІ)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Спеціальність 05.26.01 - "Охорона праці"

Вибухозахист рудникового електроустаткування з елементами, що нагріваються (розвиток наукових основ і розробка)

Іохельсон Зіновій Маркович

Макіївка - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в науково-дослідному відділі безпеки гірничо-шахтного устаткування Державного Макіївського науково-дослідного інституту з безпеки робіт у гірничій промисловості (МакНДІ) Міністерства палива та енергетики України (м. Макіївка).

Науковий консультант - доктор технічних наук, с.н.с., Коптиков Віктор Павлович, Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості (МакНДІ) Міністерства палива та енергетики України (м. Макіївка), заступник директора з наукової праці.

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, професор, Шкрабець Федір Павлович, Національний гірничий університет Міністерства освіти та науки України (м. Дніпропетровськ), завідувач кафедри “Електричні машини”;

- доктор технічних наук, професор, Ковальов Олександр Петрович, Донецький національний технічний університет Міністерства освіти та науки України (м. Донецьк), завідувач кафедри “Електропостачання промислових підприємств і міст”;

- доктор технічних наук, с.н.с., Кудінов Юрій Васильович, Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості (МакНДІ) Міністерства палива та енергетики України (м. Макіївка), учений секретар.

Провідна організація - Науково-дослідний інститут гірничорятувальної справи й пожежної безпеки “Респіратор”, науково-дослідний відділ механізації, автоматизації та зв'язку, Міністерства палива та енергетики України (м. Донецьк).

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук, с.н.с. В.Р. Алаб'єв

Анотація

Іохельсон З.М. Вибухозахист рудникового електроустаткування з елементами, що нагріваються, (розвиток наукових основ і розробка). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за фахом 05.26.01 - "Охорона праці". - Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості, Макіївка, 2004.

У дисертації вперше розв'язано науково-технічну проблему в області вибухозахисту рудникового електроустаткування та безпеки робіт у шахтах, яка має важливе значення для вугільної промисловості України і полягає в забезпеченні безпеки робіт у вугільних шахтах під час застосування рудникового електроустаткування з елементами, що нагріваються, без вибухонепроникних оболонок, ускладнення, збільшення його габаритів і ваги, з можливістю створювати це устаткування з особливо вибухобезпечним рівнем вибухозахисту

Усе різноманіття елементів, що нагріваються, реалізоване в рудниковому електроустаткуванні, за здатністю окиснюватися запропоновано вперше розділити на три групи: неокиснювані (які включають практично неокиснювані), такі, що повільно окиснюються й перегоряють, а також такі, що швидко окиснюються та перегоряють.

На підставі логіко-математичного й експериментального методів з урахуванням теплової теорії горіння та вибухів установлено залежності, які пов'язують безпечні температури розглянутих елементів з їх геометричними розмірами, здатністю окиснюватися, умовами масообміну; іскробезпечні параметри різних електричних кол з температурами іскротвірних електродів. Досліджено й ураховано вплив умов експлуатації елементів, які нагріваються, у шахтах на безпечні властивості цих елементів.

Без застосування вибухонепроникних оболонок, вибухозахист рудникового електроустаткування з розглянутими елементами досягнуто за допомогою спеціального виду для будь-якого рівня вибухозахисту цього устаткування. Унаслідок впровадження результатів дисертаційної роботи у вугільній промисловості України досягнутий соціальний народно-господарський ефект.

Ключові слова: елементи, що нагріваються, рудникове електроустаткування, вибухозахист, температура поверхні, електричні іскри, умови експлуатації, спеціальний вид вибухозахисту, соціальний народно-господарський ефект.

Аннотация

Иохельсон З.М. Взрывозащита рудничного электрооборудования с нагревающимися элементами (развитие научных основ и разработка). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.26.01 - "Охрана труда". - Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности, Макеевка, 2004.

В диссертации впервые решена научно-техническая проблема в области взрывозащиты рудничного электрооборудования и безопасности работ в шахтах, имеющая важное значение для угольной промышленности Украины, заключающаяся в обеспечении безопасности работ в угольных шахтах при применении рудничного электрооборудования с нагревающимися элементами без взрывонепроницаемых оболочек, усложнения, увеличения его габаритов и веса, с возможностью создавать это оборудование с особо взрывобезопасным уровнем взрывозащиты. При этом исследованы и учтены оптимальные условия воспламенения и предотвращения воспламенения метана поверхностями неокисляющихся, медленно и быстро окисляющихся и перегораемых рассматриваемых элементов в нормальных и аварийных их режимах работы, закономерности воспламенения метана электрическими искрами, возникающими при разрушении нагревающихся элементов в различных электрических цепях рудничного электрооборудования, специфические условия эксплуатации указанных элементов, в результате чего обоснованы технические требования к взрывозащите рудничного электрооборудования с рассматриваемыми элементами, основы проектирования ее и методы испытаний, широко реализованные различными организациями при разработке взрывозащищенного рудничного электрооборудования с нагревающимися элементами.

В работе установлено, что основным классификационным признаком рассматриваемых элементов является их способность окисляться, в связи с чем все нагревающиеся элементы рудничного электрооборудования предложено разделить на три группы: неокисляющиеся (включающие практически неокисляющиеся), медленно окисляющиеся и перегораемые, быстро окисляющиеся и перегораемые.

На основании логико-математического и экспериментального методов с учетом тепловой теории горения и взрывов установлены взаимосвязи безопасных температур поверхностей неокисляющихся нагревающихся элементов с их геометрическими размерами и электрическими параметрами, установлена степень влияния на безопасные свойства нагревающихся элементов совместной их работы в одном корпусе рудничного электрооборудования и нагрева этого корпуса.

Исследования показали, что применяемые в настоящее время в рудничных люминесцентных светильниках устройства автоматического защитного отключения не обеспечивают взрывозащиту электродов за регламентируемое действующими нормативными документами короткое время срабатывания 4 мс. Взрывозащита рудничного электрооборудования окисляющимися нагревающимися элементами в части воспламенения метана их нагретыми поверхностями может быть обеспечена для любого уровня взрывозащиты рудничного электрооборудования ограничением температур в продолжительном режиме работы указанных элементов из меди температурой 300°С, никеля - 450°С, молибдена и вольфрама - 500°С и ограничением температур в кратковременном режиме работы нагревающихся элементов из меди, никеля и вольфрама температурой 1000°С, молибдена - 900°С при условии снижения температур этих элементов в кратковременном режиме работы до указанных безопасных температур продолжительного режима работы.

Впервые разработаны принципы создания искробезопасных плавких предохранителей посредством обеспечения безопасных температур и искробезопасных токов при расплавлении плавких вставок предохранителей, обоснован принцип взрывозащиты рудничного электрооборудования с нагревающимися элементами посредством изменения в их зоне тепломассообмена. Установлены взаимосвязи воспламеняющих (искробезопасных) параметров для характерных электрических цепей, в которых эксплуатируются рассматриваемые элементы, с температурой искрообразующих электродов. Доказано, что искробезопасность нагревающихся элементов рудничного электрооборудования не может быть обеспечена, если их температура равна или превышает значение минимальной температуры горения метана 1880 °С.

Обосновано, что безопасные параметры рассматриваемых нагревающихся элементов должны обеспечиваться при максимальной ЭДС автономных источников питания или при увеличенном на 20% номинальном напряжении шахтной участковой сети, питающей устройства и аппараты с указанными элементами. Необходимые уровни напряжений на нагревающихся элементах должны обеспечиваться посредством ограничителей или стабилизаторов напряжений, которые при любых повреждениях в них должны отключать нагревающиеся элементы от питающей сети.

Безопасная температура на поверхности нагревающихся элементов в части воспламенения угольной пыли не должна превышать 150°С, а безопасная длительность воздействия на угольную пыль температур поверхностей рассматриваемых элементов вплоть до 1000 °С не должна превышать 1,4 с или определяться по установленной в работе зависимости от температуры поверхности нагревающихся элементов.

Без применения взрывонепроницаемых оболочек взрывозащита рудничного электрооборудования с нагревающимися элементами достигается посредством специального вида для любого уровня взрывозащиты рудничного электрооборудования. Указанный специальный вид обеспечивается ограничением температур нагревающихся элементов безопасными величинами или изменением тепломассообмена в зоне нагревающихся элементов, токов -искробезопасными значениями с учетом температур нагрева указанных элементов и исключением засыпки рассматриваемых элементов угольной пылью. В работе даны нормы по механической прочности нагревающихся элементов и устройств, защищающих эти элементы от засыпки угольной пылью.

В итоге внедрения результатов диссертационной работы в угольной промышленности Украины достигнут социальный народно-хозяйственный эффект.

Ключевые слова: нагревающиеся элементы, рудничное электрооборудование, взрывозащита, температура поверхности, электрические искры, напряжение, угольная пыль, специальный вид взрывозащиты, социальный народно-хозяйственный эффект.

Abstract

Iokhelson Z. Explosion protection of mine electrical equipment with heating elements (scientific elaboration and development).

A thesis for D.S. (Eng.) degree, profession 05.26.01 “Labor protection”. - State Makeyevka Safety in Mines Research Institute, Makeyevka, 2004.

The thesis shows the pioneer solution of a scientific and technological problem in the field of explosion protection of mine electrical equipment and work safety in mines, which is important in the coal industry of Ukraine and consisting in providing work safety in coal mines when using mine electrical equipment with heating elements without explosion-proof enclosures, sophistication and size/weight increase, with a possibility to produce this equipment with a special level of explosion protection.

It is proposed to divide the variety of heating elements, which are used in mine electrical equipment and have different oxidation characteristics, into three groups: a) not oxidable (including practically not oxidable), b) slowly oxidable and blown, and c) fast oxidable and blown.

On the basis of logic-mathematical and experimental methods taking into account the thermal theory of combustion and explosion, dependences are determined between safe temperatures of the elements in consideration and their dimensions, oxidation characteristic, mass transfer conditions, and also between intrinsic safety parameters of various electric circuits and temperatures of sparking electrodes. Influence of operational conditions of heating elements in mines on safe characteristics of these elements was analyzed and taken into account.

Explosion protection of mine electrical equipment with heating elements is achieved without using explosion-proof enclosures, by special means for any level of explosion protection of this equipment. Introducing the thesis results in the coal industry of Ukraine has led to social achievements in national economy.

Key words: heating elements, mine electrical equipment, explosion protection, surface temperature, electric sparks, operational conditions, special kind of protection, social achievements in national economy.

1. Загальна характеристика роботи

запалення метан рудниковий іскра

Актуальність теми. Необхідність створення прогресивних технологій вуглевидобутку і широке впровадження в шахтах електроенергії вимагає розробки високоефективного й разом з тим безпечного рудникового електроустаткування.

На сьогодні відповідними нормативними документами максимальна температура нагрівання певних елементів рудникового вибухозахищеного електроустаткування обмежується в тривалих режимах роботи температурою 150С, а в короткочасних і в деяких випадках у тривалих режимах - 450С. Фактично температура багатьох важливих елементів розглянутого устаткування в силу функціонального призначення набагато перевищує вказані значення, у зв'язку з чим вибухозахист таких елементів забезпечувався в основному за допомогою вибухонепроникних оболонок або за допомогою інших складних засобів вибухозахисту. Це призводило до ускладнення рудникового електроустаткування, збільшувало його габарити та вагу, але, саме головне, не дозволяло, у більшості випадків, створювати розглянуте устаткування з особливовибухобезпечним рівнем вибухозахисту, який приписано Правилами безпеки у вугільних шахтах для застосування в ряді ситуацій, що обумовлює актуальність і важливість науково-технічної проблеми забезпечення безпеки робіт у вугільних шахтах під час застосування рудникового електроустаткування з елементами, що нагріваються (з нагрівними елементами), без вибухонепроникних оболонок, ускладнення, збільшення його габаритів і ваги, з можливістю створювати це устаткування з особливовибухобезпечним рівнем вибухозахисту^** В дисертації розглядається комплекс питань щодо вибухозахисту рудникового електроустаткування тільки в області запобігання запаленню метану й вугільного пилу нагрівними елементами..

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є підсумком узагальнення теоретичних і експериментальних результатів науково-дослідних робіт, що виконувалися в МакНДІ за особистої участі автора як керівника чи відповідального виконавця згідно з темами - за координаційним планом робіт ДК РМ СРСР з науки та техніки за рішенням науково-технічної проблеми 0.05.175 “Створити й освоїти нові засоби та способи для значного підвищення безпеки ведення робіт на вугільних шахтах і розрізах” (постанова ДК РМ СРСР з науки та техніки №400 від 15.10.1970 р.), теми: 11, етап 1, № ДР 71025853, 1972 р.; 17.1601.0000.094, № ДР 72020709, Інв. № Б277034, 1973 м; 17.1603.0000, №ДР 74035107, Інв. № Б472617, 1975 р.; за галузевим планом Мінвуглепрому СРСР науково-дослідних і проектно-конструкторських робіт щодо проблеми “Створити й освоїти нові способи та засоби забезпечення безпечних і здорових умов праці на вугільних підприємствах” на 1976-1980 рр., тема 1712050000, етап 1712050100, №ДР 76073939, Інв. №Б706734, 1978 р.; за галузевим планом Мінвуглепрому СРСР науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт з науково-технічної проблеми “Створити й освоїти нові способи та засоби забезпечення безпечних і здорових умов праці на вугільних шахтах”, теми: 1705505000, №ДР 0182007454, Інв. №0284.0002887, 1983 р.; 1700424101, №ДР 01.8400496643, Інв. №0285.0038297, 1985 р.; “Комплексним планом поліпшення умов охорони праці й санітарно-оздоровчих заходів на 1981-1985 рр.” (постанова колегії Мінвуглепрому СРСР і Президії ЦК профспілки від 05.02.81р. за №19/ПР2), тема 1714339100, № ДР 0186.0035543, Інв. №0287.0046198, 1987р.; тематичним планом МакНДІ, теми: 53, 1968 р.; 36/1, № ДР 68010078, Інв. № Б075256, 1970 р.; 1714336203, № ДР 01840049643, Інв. №0288.0063585, 1988 р.; 1926117000, №ДР 01890021374, Інв. 02890056751, 1989 р.; 1795088000-092, №ДР 0188.00.11352, 1990 р.; договором з ДП “Петровський завод вугільного машинобудування”, договір №1792038114 “Сертифікувати устаткування й взяти участь у підготовці та проведенні промислової експлуатації системи моніторингу ГШУ, навколишнього середовища і протиаварійного захисту на шахтах “Трудівська” і “Щегловська-Глибока” ДП “Донецьквугілля”, 2003 р.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є запобігання запаленню метану й вугільного пилу в шахтах від рудникового електроустаткування з нагрівними елементами на підставі розвитку наукових основ і розроблення принципів, технічних рішень і методів випробувань вибухозахисту цього устаткування без вибухонепроникних оболонок, ускладнення, збільшення його габаритів і ваги, з можливістю створювати це устаткування з особливовибухобезпечним рівнем вибухозахисту.

Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі необхідно було розв'язати такі задачі:

1. Досліджувати умови запобігання запаленню метану поверхнями нагрівних елементів рудникового електроустаткування, які не окиснюються, повільно й швидко окиснюються та перегоряють.

2. Обґрунтувати принципи виключення запалення метану поверхнями нагрівних елементів рудникового електроустаткування, зміною в їх зоні тепломасообміну, електричними іскрами, що виникають під час руйнування розглянутих елементів.

3. Вивчити вплив змін напруги, яка живить нагрівні елементи рудникового електроустаткування, на безпечні властивості зазначених елементів щодо запалення метану.

4. Визначити умови запобігання запаленню вугільного пилу нагрівними елементами рудникового електроустаткування.

5. Обґрунтувати технічні вимоги до вибухозахисту рудникового електроустаткування з нагрівними елементами, основи проектування його і методи випробувань.

Об'єктом дослідження є процеси запалення та запобігання запаленню метану й вугільного пилу нагрівними елементами рудникового електроустаткування.

Предметом дослідження є властивості нагрівних елементів рудникового електроустаткування, які обумовлюють безпеку зазначених елементів щодо запалення метану, вугільного пилу і вибухозахист рудникового електроустаткування з розглянутими елементами.

Методи дослідження. При розв'язанні задач, необхідних для досягнення поставленої мети, у роботі використовувалися:

- логіко-математичний метод дослідження із застосуванням теоретичних положень фізики, хімії і фізичної хімії; теплової теорії горіння та вибухів; теорії теплопередачі; теоретичних основ електротехніки, електроніки, джерел світла, інфрачервоних випромінювачів; теоретичних положень з вибухозахисту рудникового електроустаткування і математичного аналізу при установленні взаємозв'язків безпечних струмів неокиснюваних нагрівних елементів з їх безпечними температурами, установленні параметрів електричного кола з повільно і швидко окиснюваними нагрівними елементами для забезпечення їх безпечних температур нагрівання, взаємозв'язків безпечних параметрів розглянутих елементів з геометричними параметрами відбивачів інфрачервоних випромінювачів, іскробезпечних параметрів електричних кол з температурами іскротвірних електродів;

- експериментальний метод дослідження в лабораторних і шахтних умовах із застосуванням сучасних методів вимірювань і вимірювальних засобів, швидкісної кінозйомки, результатів досліджень щодо вибухозахисту рудникового електроустаткування, математичної статистики, теорії планування й обробки результатів експерименту під час установлення взаємозв'язків безпечних температур нагрівних елементів з їх геометричними розмірами, матеріалом і електричними параметрами, оцінки ступеня впливу спільної роботи зазначених елементів в одному корпусі рудникового електроустаткування і нагрівання цього корпусу на безпечні температури розглянутих елементів, установленні часу проникнення вибухової метано-повітряної суміші до електродів люмінесцентних ламп і фактичного часу спрацьовування в шахтних умовах пристроїв автоматичного захисного вимикання рудникових вибухобезпечних люмінесцентних світильників, взаємозв'язку безпечних параметрів нагрівних елементів з геометричними параметрами відбивачів інфрачервоних випромінювачів, перевірки аналітичних взаємозв'язків іскробезпечних параметрів електричних кол з температурами іскротвірних електродів, дослідження змін напруги, яка живить вищевказані елементи рудникового електроустаткування, встановлення безпечної тривалості впливу розглянутих елементів на вугільний пил.

Вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій, сформульованих у роботі, підтверджується відповідністю одержаних результатів досліджень експериментальним даним щодо запалення горючих газів і основам теплової теорії горіння та вибухів; коректністю методик експериментів, виконаних на основі наукового планування; достатньою (83,6-93,6%) збіжністю результатів теоретичних і експериментальних досліджень; позитивними результатами широкої практичної апробації рекомендацій роботи у вугільній промисловості України при створенні та застосуванні вибухозахищеного рудникового електроустаткування з нагрівними елементами.

Ідея роботи полягає в розкритті особливостей та закономірностей процесу запалення і запобігання запаленню метану й вугільного пилу нагрівними елементами рудникового електроустаткування і використанні одержаних результатів для створення ефективного вибухозахисту рудникового електроустаткування з розглянутими елементами.

У основу розв'язання науково-технічної проблеми покладено роботи та результати досліджень відомих учених: Семенова М.М., Зельдовича Я.Б. (з теплової теорії горіння й вибухів); Розловського А.І., Льюиса Б., Ельбе Г., Геста П.Дж., Сільвера Р.С., Патерсона С., Муллена Дж.У., Фенна Дж.В., Ірбі М.Р. (щодо запалення горючих газів нагрітим тілом); Ковальова П.Ф., Кравченка В.С., Сєрова В.І., Погорєльського А.Є. та ін. (стосовно до вибухозахищеного рудникового електроустаткування).

Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні закономірностей запалення й запобіганні запаленню метану й вугільного пилу нагрівними елементами рудникового електроустаткування залежно від їх конструктивних особливостей і умов експлуатації у вугільних шахтах, у розвитку наукових основ вибухозахисту рудникового електроустаткування з нагрівними елементами.

Основні наукові положення, що виносяться на захист, та їх новизна.

1. Вперше установлено розходження в механізмах запалення метану нагрівними елементами рудникового електроустаткування до їх руйнування залежно від матеріалу зазначених елементів. Запалення метану неокиснюваними, повільно окиснюваними нагрівними елементами з міді та нікелю виникає від нагрітої поверхні, а швидко окиснюваними з молібдену і вольфраму - від полум'я, що утворюється перед перегорянням цих елементів. Запалення метану при мінімальній температурі поверхні нагрівних елементів відбувається поблизу нижньої межі вибуховості метану, а від полум'я при швидкому окиснюванні розглянутих елементів - поблизу стехіометричного співвідношення метану й кисню в повітрі.

2. Безпечні температури неокиснюваних нагрівних елементів рудникового електроустаткування функціонально пов'язані з діаметрами та довжинами цих елементів, а тих, які повільно й швидко окиснюються і перегоряють, - мають два рівні: для тривалого і короткочасного режимів роботи розглянутих елементів, що раніше не було відомо. Для тривалого режиму роботи безпечна температура нагрівних елементів з міді складає 300С , нікелю - 450С, молібдену і вольфраму - 500С. Для короткочасного режиму роботи безпечна температура нагрівних елементів з міді, нікелю і вольфраму складає 1000С, молібдену - 900С.

3. Запалення метану нагрівними елементами запобігається зміною тепломасообміну в зоні цих елементів, коли з зони реакції окиснення метану навколо розглянутих елементів за допомогою спеціальних зовнішніх конструкцій теплової енергії відводиться більше, ніж виділяється за рахунок цієї реакції, а продукти реакції гальмують її поширення на весь об'єм метано-повітряної суміші навколо нагрівних елементів, що підтверджено проведеними дослідженнями з інфрачервоними випромінювачами, для яких установлено безпечні параметри тіла розжарення й відбивача.

4. Здатність електричних іскор запалювати метан, які утворюються під час руйнування нагрівних елементів у певних електричних колах, збільшується зі збільшенням температури іскротвірних електродів, що обумовлюється прогрівом вибухонебезпечної метано-повітряної суміші електродами в зоні іскротворення і зменшенням енергії, що відводиться електродами з електричного розряду. При цьому встановлено, що відношення запалювальної чи іскробезпечної енергії, що виділяється в електричній іскрі при розмиканні електродів з температурою, яка дорівнює температурі навколишнього середовища, до аналогічної енергії іскри, що утворюється при розмиканні нагрітих електродів, прямо пропорційне різниці між температурою горіння метану і температурою навколишнього середовища і обернено пропорційне різниці між температурою горіння метану і температурою нагрітих іскротвірних електродів.

5. Виявлено, що плавкі вставки запобіжників під час перегоряння не можуть запалити вибухонебезпечну метано-повітряну суміш, якщо діаметри та довжини таких уставок, а також іскробезпечні струми в їх колах відповідають безпечним температурам, які дорівнюють або перевищують температури плавлення матеріалів плавких уставок.

6. Безпечні температури розглянутих елементів у частині запалення метану значно перевищують їх безпечну температуру відносно запалення вугільного пилу. Тому вибухозахист рудникового електроустаткування з цими елементами досягається обмеженням їх температур безпечними, а струмів - іскробезпечними щодо запалення метану й виключенням засипання вищезазначених елементів вугільним пилом.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі виконаних досліджень уперше обґрунтовано технічні вимоги до вибухозахисту рудникового електроустаткування з нагрівними елементами, основи його проектування і методи випробувань, які дозволили розробити різні види вибухозахищеного рудникового електроустаткування з нагрівними елементами без вибухонепроникних оболонок в основному з найвищим особливовибухобезпечним рівнем вибухозахисту.

Обґрунтовані технічні вимоги до вибухозахисту рудникового електроустаткування з нагрівними елементами і методи його випробувань широко реалізуються під час розроблення та випробувань зазначеного електроустаткування відповідно до ГОСТ 22782.3-77, частково ввійшли в ГОСТ 24786-81. Розглянуті вимоги та методи випробувань практично реалізовано при розробці МакНДІ разом з НДПІУА (м. Луганськ, Україна) і Прокоп'євським заводом шахтної автоматики (м. Прокоп'євськ, Росія) системи місцевого освітлення з іскробезпечними параметрами типу МОПМ.1.УХЛ5 для гірничих машин і освітлювальної установки типу ОЗОС.1.УХЛ5 зі світильниками в особливовибухобезпечному виконанні для високомеханізованих вибоїв; заводом "Вуглеприлад" (м. Луганськ, Україна) вибійної люмінесцентної освітлювальної установки типу УЗОЛ; ДГІ (м. Дніпропетровськ, Україна) блоку індикації для тиристорного перетворювача частоти; НВО "Автоматгірмаш" (м. Донецьк, Україна) блоку індикації комплексу апаратури регулювання та керування стругом типу АРУС.1М; ДО НДІГД (м. Дніпропетровськ, Україна) гірничорятувальної апаратури типу СИГМА-2М; Карагандинським відділенням ВостНИИ (м. Караганда, Казахстан) багатофункціональних шахтних анемометрів типів МША.1 і МША.2; МакНДІ установки пірометричної в комплекті з вибуховими камерами для випробувань вибухозахисту рудникового електроустаткування з нагрівними елементами при сертифікаційних випробуваннях зазначеного електроустаткування (атестат №283 від 21.05.03 р.) і іншими організаціями під час створення різних рудникових приладів, апаратів і установок.

Зазначені практичні результати роботи дали та дають можливість істотно підвищити рівень техніки безпеки й продуктивності праці в шахтах, у зв'язку з чим досягається соціальний народно-господарський ефект. Застосування в шахтах засобів освітлення з особливовибухобезпечним рівнем вибухозахисту дозволяє знизити травматизм не менше ніж на 15%, підвищити продуктивність праці не менше як на 5,6%. Розрахунковий річний економічний ефект від упровадження вибійних освітлювальних установок типу ОЗОС.1.УХЛ5 на шахтах Мінвуглепрому СРСР склав 2557740 руб. (1990 р.).

Особистий внесок здобувача. Ідеї з розроблення науково-технічної проблеми в цілому, розв'язаної в розглянутій дисертації, належать здобувачеві, їх реалізовано в науково-дослідних роботах і опубліковано ним особисто (роботи за переліком автореферату [1-7, 10, 11, 13-16, 22, 25, 26, 29-32]). Особистий внесок здобувача полягає в розвитку наукових основ, розробленні принципів, технічних рішень і методів випробувань вибухозахисту рудникового електроустаткування з нагрівними елементами. У роботах, опублікованих у співавторстві (за переліком автореферату [8, 9, 12, 17-21, 23, 24, 27, 28, 33, 34]), особистий внесок здобувача полягає в науковій постановці задач, розробленні методик досліджень, участі в проведенні й узагальненні результатів досліджень, розробленні технічних рішень.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації у вигляді доповідей з окремих питань апробовано на Восьмому гірничому міжнародному симпозіумі з планування та вибору устаткування (м. Дніпропетровськ, Україна, 15-18 червня, 1999 р.), Міжнародному симпозіумі з геотехнологічних проблем використання підземного простору у світлі захисту навколишнього середовища (м. Дніпропетровськ, Україна, 26-29 червня, 2001р.), Міжнародній конференції “Стратегія виходу з глобальної екологічної кризи” (м. С-Петербург, Росія, 2001 р.), Двадцять дев'ятій міжнародній конференції науково-дослідних інститутів з безпеки в шахтах (м.Катовіце, Польща, 8-11 жовтня, 2001 р.), Міжнародній науково-технічній конференції "Проблеми механіки гірничо-металургійного комплексу" (м. Дніпропетровськ, Україна, 28-31 травня, 2002р.), науково-практичному семінарі "Проблеми техногенної, виробничої й екологічної безпеки, шляхи їх розв'язання" (сел. Ласпі, Крим, 17-22 червня, 2002 р.), у вигляді доповіді в цілому по роботі - на розширеній науково-технічній раді науково-дослідного відділу з безпеки гірничошахтного устаткування МакНДІ (м. Макіївка, Україна, 2004 р.).

Публікації. Наукові та практичні результати дисертації опубліковано в монографії, "Гірничому енциклопедичному словнику", у 27 фахових наукових журналах та збірках, включених до переліку ВАК України і прирівняних до нього, патенті й 8 авторських свідоцтвах на винаходи, у стандарті й 6 збірках доповідей конференцій - усього в 45 наукових працях, у тому числі в 23 самостійних, що включають патент й 2 авторські свідоцтва на винаходи.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з переліку умовних скорочень і позначень величин, вступу, восьми розділів, висновків по роботі, списку використаних джерел з 210 найменувань на 21 сторінці, одного додатка на 2 сторінках. Загальний обсяг дисертації - 312 сторінок, з них основний текст 283 сторінки, малюнків 74, таблиць 35 (з них 3 на 6 повних сторінках).

Автор висловлює глибоку подяку співробітникам відділів і лабораторій МакНДІ за допомогу в процесі проведення досліджень з метою забезпечення вибухозахисту рудникового електроустаткування з елементами, що нагріваються, д.т.н. Коптикову В.П., Колосюку В.П. за консультації під час написання дисертації.

2. Основний зміст роботи

У першому розділі дано характеристику нагрівних елементів (НЕ) рудникового електроустаткування (РЕ), їх вибухонебезпечності, відбито стан науково-технічної проблеми, сформульовано мету, задачі та методи дослідження.

Аналіз існуючих конструкцій зазначених елементів показує, що в РЕ вони виконуються у вигляді нитки, спіралі, спіралі, суміщеної з носієм циліндричної або сферичної форми, у вигляді різних конструкцій циліндричної форми. Елементи у вигляді нитки чи спіралі виконуються з платинового, ніхромового, мідного й вольфрамового дротів. Для деяких конструкцій НЕ застосовуються молібден і нікель. Як матеріал для носіїв НЕ використовується кварцове скло, фарфор, кераміка, активний оксид алюмінію. Зовнішній діаметр НЕ в основному не перевищує 9,7 мм, довжина - 70 мм. Робоча температура використовуваних зараз НЕ, виміряна в повітрі, перебуває в межах від 100 до 1500С. У колбах ламп розжарювання (ЛР) температура їх тіл розжарення може досягати 2890С. У аварійних режимах роботи РЕ температура НЕ може складати 1083-3380С.

Установлено, що класифікаційною ознакою НЕ РЕ, яка дозволяє згрупувати їх у мінімальне число груп, є здатність цих елементів окиснюватися в повітряному середовищі. Відповідно до цієї ознаки всі НЕ РЕ вперше запропоновано розділити на три групи: неокиснювані (що включають практично неокиснювані), такі, що повільно окиснюються й перегоряють, а також такі, що швидко окиснюються й перегоряють [2].

Кола живлення НЕ можуть бути безреактивними, індуктивними чи ємнісними постійного й перемінного струмів. Під час перебування НЕ в оболонках, камерах і корпусах РЕ без засобів вибухозахисту можливе запалення метану рудникового повітря від нагрітої поверхні НЕ, а при їх руйнуванні - від електричної іскри. Крім того, на умови запалення метану НЕ істотний вплив здатний зробити вугільний пил, накопичення якого у внутрішніх порожнинах РЕ не виключається.

Аналіз літературних даних [1, 3] показав, що існуюча інформація щодо запалення метану нагрітою поверхнею тіл, електричною іскрою, яка виникає при розмиканні нагрітих електродів, відносно запалення вугільного пилу від нагрітої поверхні тіл, а також існуючі нормативні документи не дозволяють розробити ефективний вибухозахист РЕ з НЕ без вибухонепроникних оболонок. Для розв'язання цієї проблеми, як показав зазначений аналіз, потрібно було досліджувати умови запобігання запаленню метану поверхнями НЕ РЕ, електричними іскрами, що виникають під час руйнування цих елементів, визначити умови запобігання запаленню вугільного пилу НЕ, впливу змін напруги, яка живить ці елементи, на їх безпечні властивості, обґрунтувати технічні вимоги до вибухозахисту РЕ з НЕ, основи проектування його і методи випробувань. Виходячи з цього, сформульовано мету та задачі дослідження, обґрунтовано методи дослідження (логіко-математичний і експериментальний).

У другому розділі відображено результати досліджень стосовно до запобігання запаленню метану поверхнями неокиснюваних НЕ РЕ.

Дослідження проводилися на натурних зразках НЕ. Оцінка властивостей НЕ, щодо запалювання метану, здійснювалася за температурою нагрівання їх поверхонь. Використовувалася вибухова камера з об'ємом 10 л. Концентрація метану в суміші з повітрям вимірювалася інтерферометром моделі ИТР-1. Температура вимірювалася еталонним оптичним пірометром типу ЭОП-51 посередині нижніх крайок НЕ (у зоні інтенсивного перебігу реакції окиснення метану) при горизонтальному розташуванні циліндричних елементів. Було розмежовано такі температури НЕ: температура (t), запалювальна температура (t_в), запалювальна порогова температура (t_{в пор}), мінімальна запалювальна температура (t_{в min}), мінімальна гранична запалювальна температура (t_{в м п}), безпечна температура (t_б), яким дано визначення в роботі [2].

Установлено, що для умов запалення метану від поверхонь будь-яких неокиснюваних НЕ РЕ оптимальною є концентрація метану в повітрі, яка перебуває в межах 5,5-6,0% [4]. Безпечна температура цих елементів визначається згідно з формулою [5]:

t_б°C, (1)

де D_ц і l відповідно діаметр і довжина циліндричних НЕ в мм. Формула (1) справедлива при D_ц =0,75ч10 мм і l 0,75 мм. Для сферичних НЕ у формулі (1) D_ц і l прирівнюються до діаметрів зазначених елементів. Для циліндричних НЕ при l= l_к = 12, де l_к - критична довжина НЕ, які розглядаються, t_б 753+153/D_ц,°C.

Для визначення безпечних електричних параметрів НЕ, які розглядаються, що необхідно під час розроблення вибухозахисту РЕ з НЕ, отримано рівняння, що зв'язує температури і струми НЕ у вигляді ниток [6, 30]:

(2)

де t - поточна координата температури нитки, С; x - поточна координата довжини нитки, м; - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м²град); = 3,14159 - відношення довжини окружності до її діаметра; d_н - діаметр нитки, м; t_о - температура струмопідводів і нитки на кінцях, С; л - коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·град); S_c - площа перерізу нитки, м²; - питомий опір матеріалу нитки, Омм; I_н - величина електричного струму, що нагріває нитку, А;

Розв'язуючи рівняння (2) при граничних умовах х=0, dt/dx=0 і x=l_н/2, t = t₀, одержуємо:

(3)

При х = 0, t = t_max (t_max - максимальна температура нитки, С) з (3):

. (4)

При одержанні рівняння (2) передбачалося, що коефіцієнти л, і незалежні від температури. Насправді ж величини цих коефіцієнтів змінюються зі зміною температури. Тому для підвищення точності розрахунків за формулами (3), (4) вперше в роботі отримано й введено в зазначені формули еквівалентні значення і _экв , що враховують розподіл температури по довжині нитки:

; ; . (5, 6, 7)

, (8)

де ₀ - питомий опір матеріалу нитки при температурі 273 К, Омм; - температурний коефіцієнт питомого опору матеріалу нитки в інтервалі температур від 273 К до температури плавлення матеріалу нитки, град^-1.

, (9)

де - коефіцієнт тепловіддачі за рахунок теплопровідності та конвекції, Вт/(м²град); - коефіцієнт тепловіддачі за рахунок випромінювання, Вт/(м²град).

Для циліндричних тіл діаметром від 10^-5 до 10^-2 м:

. (10)

, , (11)

де - відносна випромінювальна здатність матеріалу нитки;

, Омм. (12)

У роботі наведено значення ₀, і для матеріалів, з яких виготовляються нитки НЕ РЕ [30].

Розрахунки значень I_н (у тому числі для ниток з міді, нікелю, вольфраму, молібдену до температур, при яких зазначені метали не окиснюються, про що буде сказано нижче), які відповідають певним значенням t_max, виконуються згідно з формулою (4) методом послідовних наближень. Перевірка показала, що розбіжність між розрахунковими та експериментальними значеннями I_н не перевищує 6,4%. На підставі отриманих з розрахунку I_н і _экв розраховуються всі необхідні електричні параметри НЕ РЕ у вигляді ниток.

Електричні параметри НЕ у вигляді спіралей без носіїв і на носіях запропоновано визначати за вольт-амперно-температурними характеристиками експериментальних зразків цих елементів [30].

Визначено, що вибухозахист РЕ з неокиснюваними НЕ в зоні запалення метану їх нагрітими поверхнями забезпечується обмеженням температур зазначених поверхонь безпечними рівнями. Спільна робота НЕ в загальному корпусі РЕ без екранів і перегородок між цими елементами може привести до зниження мінімальних запалювальних температур НЕ, що слід враховувати під час випробування РЕ з НЕ на вибухозахищеність відповідною методикою випробувань, яка реалізує фактичне розташування НЕ в корпусах РЕ і можливу максимальну напругу їх живлення. Вимірювання максимальних температур нагрівання розглянутих неокиснюваних елементів треба виконувати в метано-повітряній суміші (МПС), що містить 9,0% метану, а випробування їх для оцінки можливості запалення МПС потрібно проводити при концентрації метану в цій суміші, що знаходиться в межах 5,5-6,0%.

У третьому розділі відбито результати досліджень щодо запобігання запаленню метану поверхнями НЕ РЕ, що повільно та швидко окиснюються й перегоряють [7].

Експериментально шляхом тривалого прожарювання на повітрі дротів з міді, нікелю та молібдену встановлено, що значення температур, які практично виключають окиснення розглянутих НЕ в тривалому режимі роботи, складають відповідно 300, 450, і 500°С. Для вольфрамових НЕ аналогічне значення температури встановлювалося за допомогою електродів люмінесцентної лампи (ЛЛ) ЛБ8-3. При цьому була отримана емпірична залежність температури, що вимірювалася посередині електродів, від часу їх окиснення:

, °З, (13)

де t - температура посередині електрода за час , °C; t_н - початкова температура електрода (варіювалася в досвідах від 500 до 700°С) при = 0, °C; - час окиснення електрода, год.

Виявлено, що при початковій температурі 605°С електроди окиснювалися зі зростанням температури в середній частині й перегоряли. При початковій температурі 500°С електроди стояли місяць без зміни температури і помітних слідів окиснення. Розрахунки за формулою (13) показали, що при t_н =500°С електроди окиснюються до t = 1000°С у повітряному середовищі за 16 років при 7320 год функціонування штучного освітлення в шахті протягом року.

При зазначених безпечних температурах вибухозахист РЕ з НЕ з розглянутих металів забезпечується таким же чином, як і вибухозахист РЕ з неокиснюваними НЕ, принципи якого викладено вище (розділ 2). Однак на практиці температури НЕ з міді, нікелю, молібдену та вольфраму можуть перевищувати зазначені встановлені безпечні температури, у зв'язку з чим у роботі дано оцінку вибухозахисту РЕ з НЕ за допомогою пристроїв автоматичного захисного вимкнення і досліджено умови запалення метану НЕ з міді, нікелю, молібдену і вольфраму для розроблення вибухозахисту РЕ з такими НЕ за принципом обмеження їх температури нагрівання.

Шахтні дослідження показали, що в 57% світильників типу РВЛ15, 26,5% світильників типу РВЛ20 і в 100% світильників РВЛ40 не забезпечувалися безпечні властивості електродів ЛЛ пристроями автоматичного захисного вимкнення. Зроблено висновок, що вибухозахист РЕ як із ЛР, так і з ЛЛ доцільно будувати на забезпеченні безпечних параметрів їх НЕ, у зв'язку з чим виконувалися дослідження з НЕ з міді, нікелю, молібдену та вольфраму. Дослідження з розглянутими НЕ у вигляді дротів проводилися в нерухомих МПС, тому що при цьому НЕ мають мінімальні запалювальні температури. МПС використовувалися з оптимальним вмістом метану (для НЕ з міді та нікелю - 5,56,0%, з молібдену й вольфраму - 9,6%). Дроти розташовувалися у вибуховій камері горизонтально. Температури дротів вимірювалися посередині їх пірометром типу ЭОП-51 і тарованим фотодіодом, що підключається через підсилювач постійного струму до осцилографа. Реєструвалися також струми, що розігрівають дроти.

Дослідження з мідними НЕ виявили, що від нагрітої поверхні цих елементів аж до їх розплавлювання не може статися запалення метану. Показано, що при температурах НЕ з молібдену і вольфраму, які перевищують 1000°C, настає інтенсивне окиснення зазначених металів, що супроводжується сублімацією окислів і утворенням полум'я.

На підставі виконаних досліджень з НЕ у вигляді дротів з міді, нікелю, молібдену та вольфраму встановлено граничні значення температур, що передують температурам, які обумовлюють інтенсивне окиснення чи розплавлення зазначених НЕ. Для НЕ з міді, нікелю та вольфраму значення граничної температури прийнято 1000°C, для НЕ з молібдену - 900°C. При цих безпечних температурах НЕ в повітряному середовищі можуть бути короткочасно. Тривалість перебування розглянутих НЕ в повітрі при зазначених температурах встановлюється в кожному конкретному випадку при конструюванні вибухозахисту РЕ з цими елементами.

Одержані результати досліджень показали, що для РЕ з НЕ з міді, нікелю, молібдену та вольфраму, застосовуваними як струмопідводи з низькими робочими температурами у світлових, світлосигнальних та інших пристроях, можна забезпечити вибухозахист стосовно до метану обмеженням температур нагрівання зазначених НЕ в аварійних режимах роботи прийнятими вище безпечними значеннями, які відповідають тривалим і короткочасним режимам нагрівання НЕ [8]. На цьому принципі може бути забезпечений також вибухозахист електродів малогабаритних ЛЛ [9] і ниток малопотужних ЛР при зниженні температур ниток після руйнування колб ламп до тривало припустимої безпечної величини. Для електродів ЛЛ потужністю 15-40 Вт потрібно знайти інші надійні принципи вибухозахисту.

У дисертації до повільно окиснюваних НЕ з міді, нікелю, молібдену та вольфраму віднесено ті, температури яких у тривалих або короткочасних режимах роботи не будуть перевищувати вищевстановлених безпечних величин. При температурах, що перевищують установлені вище безпечні величини, НЕ з міді, нікелю, молібдену та вольфраму належать до швидко окиснюваних.

З мідних дротів, які доводяться до розплавлення за своїм функціональним призначенням, виготовляються плавкі вставки запобіжників. Як показано вище, від поверхні НЕ у вигляді мідних дротів до самого їх розплавлення не може статися запалення МПС. Тому в принципі можна забезпечити вибухозахист плавких запобіжників із вставками з мідного дроту [10] без додаткових засобів, якщо забезпечити в електричному колі таких запобіжників іскробезпечні струми з урахуванням температури плавлення міді (1083°С) і з використанням взаємозв'язків іскробезпечних струмів з температурами іскротвірних електродів, про що буде сказано нижче (розділ 5). При цьому слід дотримуватися умови

; ,

де l - довжина (мм), D_пв - діаметр (мм), t_пл - температура плавлення (°C) плавкої вставки.

НЕ з нікелю та молібдену підпадають під дію вимог, що ставляться до повільно окиснюваних НЕ. До швидко окиснюваних НЕ належать в основному електроди ЛЛ із температурами вище 500°С при зруйнованих трубках колб ламп і нитки ЛР. Як показали вимірювання температур електродів ЛЛ потужністю 15, 20 і 40 Вт при зруйнованих трубках колб ламп температура електродів ЛЛ потужністю 15 Вт складає 580-600°С, а потужністю 20 і 40 Вт - 630-650°С. Робочі температури електродів цих ЛЛ при мінімальних напругах нагрівання електродів і цілих трубок колб ламп перевищують 1000°С. Тому доцільно було досліджувати умови запалення метану розглянутими електродами.

Було виконано дослідження щодо установлення залежності часу розвитку вибуху метану, починаючи з температури електродів ЛЛ 1000°С до самого моменту вибуху метану, від ЕРС джерел живлення електродів. Дослідження проводилися на оксидованих електродах ЛЛ потужністю 20 і 40 Вт, як перспективніших для шахтних люмінесцентних світильників. МПС під час цих досліджень використовувалася зі вмістом метану 9,6%. Процес запалення вибухової суміші електродом фотографувався через оглядове вікно вибухової камери фотокамерою "Київ-16". Електрод для розігрівання вмикався на певну величину ЕРС джерела живлення, реєстровану самописним приладом Н370М.

На підставі кінозйомки було встановлено середню величину часу від моменту вмикання електродів до утворення вогнища запалення МПС при різних ЕРС джерел живлення електродів. Середня величина часу розігрівання електродів від моменту вмикання до 1000°С установлювалася на підставі осцилографування зміни температур електродів за допомогою фотодіода ФД-3 і осцилографа С8-11 у повітряному середовищі. При цьому одночасно осцилографувалася зміна струму електрода.

Величина проміжку часу від до визначалася як = -. У роботі отримана залежність часу від ЕРС джерела живлення оксидованих електродів ЛЛ потужністю 20 і 40 Вт, що показала, що при ЕРС джерела живлення електродів зазначених ЛЛ менше 14В час >3000 мс.

Мінімальна напруга нагрівання електродів ЛЛ потужністю 20 і 40 Вт складає 9,7 В. Тому вибухозахист електродів ЛЛ потужністю 20 і 40 Вт щодо запобігання запаленню метану нагрітою поверхнею електродів може бути забезпечений за допомогою пристроїв автоматичного захисного вимкнення. Застосовувані на цей час такі пристрої в рудникових люмінесцентних світильниках РВЛ15, РВЛ20 і РВЛ40, як показали шахтні дослідження, результати яких наведено вище, можуть надійно забезпечити час спрацьовування 100 мс у разі тривалої експлуатації світильників. При такому часі спрацьовування пристроїв автоматичного захисного вимкнення потрібно забезпечити іскробезпеку розглянутих електродів з урахуванням їх можливої максимальної температури нагрівання при цілих трубках ЛЛ за принципом, викладеним в розділі 5.

Вибухозахист більшості ЛР, тіла розжарення яких належить до швидко окиснюваних НЕ, може бути забезпечений тільки за допомогою вибухонепроникних оболонок з міцним світлопропускним елементом. Винятком є малопотужні ЛР із робочими струмами 60-70 мА, застосовувані у всіляких світлосигнальних пристроях рудникового устаткування і деякі інші ЛР із тонкими нитками й малими струмами. Якщо стабілізувати чи обмежити струм розжарення таких ламп, то при руйнуванні їх колб температура тіл розжарення зазначених ламп знижується до температур, які не перевищують 500°С, безпечних під час тривалого перебування зазначених НЕ в повітряному середовищі.

У роботі запропоновано принципи запобігання запаленням метану НЕ РЕ, що повільно і швидко окиснюються та перегоряють, засновані на обмеженні температур розглянутих НЕ безпечними величинами з урахуванням вищенаведених результатів досліджень. Запропоновано методику розрахунку ЕРС і опору вибухозахищеного резистора [11] для обмеження струму НЕ безпечною величиною стосовно до нагрівання їх. При послідовному підключенні до джерела живлення НЕ й вибухозахисного резистора максимальна ЕРС джерела живлення й мінімальний опір вибухозахищеного резистора визначаються відповідно за формулами:

, В; , Ом, (14, 15)

де , - відповідно максимальні безпечний і робочий струми НЕ, А; - мінімальний активний опір НЕ, що відповідає струму в сталому режимі нагрівання зазначеного елемента, Ом.

Згідно з розрахунковими даними і вибираються джерело живлення і вибухозахисний резистор, після чого здійснюється перевірка забезпечення допустимого мінімального струму НЕ за формулою:

, А, (16)

де - мінімальна ЕРС вибраного джерела живлення, В; - максимальний внутрішній активний опір вибраного джерела живлення, Ом; - максимальний опір вибраного вибухозахисного резистора, Ом; - максимальний опір НЕ, що відповідає його мінімальному робочому струму , Ом; - максимальний внутрішній індуктивний опір вибраного джерела живлення, Ом.

Якщо нерівність (16) не забезпечується - здійснюють вибір прийнятного джерела живлення і вибухозахисного резистора з потрібними їх параметрами.

Ефективність вибухозахисту НЕ за допомогою вибухозахисних резисторів досягається при .