of 298/298

Искробезопасное электрооборудование рудничных электротехнических комплексов

  • View
    245

  • Download
    21

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Изложены результаты решения научно-технической проблемы повышения безопасности электрооборудования на угольных шахтах путем раскрытия закономерностей развития теплового взрыва от электрического разряда, получения новых зависимостей выделяемой в разряд и минимальной воспламеняющей энергий от условий коммутации электрических цепей, от влияния искрозащиты электронных компонентов в аварийном режиме работы, и путем разработки высокоэффективных методов создания искробезопасного электрооборудования. Обоснован новый принцип конструирования и проведения сертификационных испытаний аппаратуры с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь», сущность которого состоит в применении высокоточного способа расчетной оценки искробезопасности цепей разных классов сложной конфигурации, а также в использовании структурных безопасных элементов, таких как источники питания, линии связи и нагрузка.

Text of Искробезопасное электрооборудование рудничных...

  • 1

    .. , ..

    95-

    2016

  • 2

    621.316.9:622.012.2 32.96 52

    (. ),

    9 18.12.2015 .

    : .. , ,

    (. );

    .. , ,

    ,

    1-

    (. );

    .. , ,

    1-

    (. ).

    52 / .. , .. ; . . .. . : , 2016. 294 .: ., .

    - - - , - , , - . - - , -, , , .

    , , - , - . - , -, .

    621.316.9:622.012.2 ISBN 978-966-8248-68-9

    .. , .. , 2016 , 2016

  • 3

    ( 01.07.1973 .)

    , - - ()

    : - , - -; - 0,4/0,22 , - - .

    ( 14.02.1938 .)

    , , - () (2005-2010 .), - - (2006-2010 .)

    : - -, - ; - -.

  • 4

    , , -

    , -

    -

    , , -

    .

    :

    , -

    , , ,

    ,

    .

    , ..

    .

    , -

    , , -

    . , -

    , -

    , - -

    .

    ,

    - -

    (), 1979 2008 .

    124 , 820 .

    1998 2010 .

    410 .

    , 7 , -

    47,88 % . -

    , (52,54%)

  • 5

    -

    , (3,4%) -

    (47,46%) -

    , .. 38% , -

    () .

    -

    -

    () -

    , ..

    . ,

    ,

    .

    -

    (), -

    , -

    , ,

    , . -

    -

    , , -

    , 33%

    , -

    ( ).

    -

    -

    , ()

    , .

    , -

  • 6

    -

    , .

    6- 60079-11 ( IEC 60079-11:201_) -

    () -

    ( )

    , . , -

    SFx = 1,5 -

    110-6 . ,

    .

    ,

    . -

    -

    , -

    -

    .

    , , -

    - .

    , , -

    -

    , -

    .

    , -

  • 7

    4 ( 63 19),

    3 .

    -

    ,

    -

    .

    -

    ,

    ,

    -

    , ,

    ,

    ,

    , .

    ..., . .. -

    -

    .

  • 8

    1.

    1.1

    [1, 2, 3, 4-8] -

    , , -

    , -

    , .. ().

    (-

    ) . 4

    [9]:

    - ;

    - ;

    - ;

    - .

    [5].

    , (

    d) , -

    ,

    .

    , -

    ,

    .

  • 9

    -

    (, ,

    , . [9]).

    , ,

    :

    - , -

    , -

    ;

    - ,

    .., -

    , -

    [2, 10].

    -

    , -

    .

    , -

    , -

    ( -

    , , , ,

    ..).

    : -

    , , -

    .

    -

    -

    . , -

  • 10

    (,

    500 500

    ,

    24 12 -

    ), -

    , , -

    - , -

    ; ,

    - -

    , , .

    :

    - I ,

    , . I

    .

    - II ,

    . II :

    IIA - , , , .; IIB , -

    .; IIC , .

    , ,

    [11, 5,

    6].

    ,

    : 22782.5-78 [12] IEC 79-3 Spark

    Test Apparatus for Intrinsically-Safe Circuits, IEC 79-11 Construction and Test of

    Intrinsically Safe and Associated Apparatus.

    , ,

    . 1.1. -

    , -

    , . 1.2.

  • 11

    1.1

    22782.5-78

    I II

    a ia ()

    b b ()

    c c ()

    .

    , ,

    -

    . . ..

    [13] -

    , 1937 .

    , ,

    -

    .

    .. [14-19], ..

    [20-22], .. [23-25], .. [26-31], .. [32,

    33, 34-36], .. [37], .. [38, 39], ..

    [40-42], , -

    -

    .

    -

    -

    . ..,

    .., .., .. [43, 44, 45, 46]. -

  • 12

    ,

    - , -

    .. .. [47], ..,

    .. .. [48].

    1.2

    (-) -

    -

    ia b ib ic

    2 2 1 1 -

    2 2 -

    -

    ,

    .

    . .., -

    .., .., .., .. . [43, 49,

    50].

    .

    -

    .

    -

    [50, 43]. -

    , (-

    , , )

  • 13

    (

    MOSFET), .

    , -

    [51]. -

    - , -

    . -

    [52, 53, 54-56] , ,

    , .

    () -

    , -

    , .

    ,

    -

    24 0,6 12

    1,2 . -

    , -

    , .

    72

    ( I) 12, 24, 36 . -

    , , 36 -

    2,2 , -

    .

    2000 - Power i, -

    - (PTB)

    , Peperl+Fucs GmbH [57].

  • 14

    Power i - -

    , - ,

    ( ) [51, 62]. 2009 -

    Power i DART (Dynamic Arc Recog-

    nition and Termination), -

    di/dt . DART

    :

    - DART -

    Pout = 48 Uout = 50 lcab= 100

    Pout = 8 lcab = 1000 II.

    Uout = 24 Pout = 22 , lcab = 100 II;

    - Fildbus

    . Uout = 24 Pout = 8 ,

    lcab = 1000 II.

    [51] -

    , .. . , Uout = 50 , Pout = 48

    , lcab = 100 , Pout = 8 , lcab = 1000 . tp

    4 28 .

    .. -

    , ,

    DART Power i ib

    IIC: , ; -

    ; -

    , , ; ; -

    ;

    .

    -

    ,

    (), .

  • 15

    -12-5, -24-3, -12-1,5, -24-0,3

    ( I), -12-1,3, -12-3,5, - 24-0,3, -24-1,5

    ( II) .

    .

    , -

    ,

    , -

    , -

    , -

    ..

    ,

    , (

    .., .., .., .. [58, 59

    .]).

    ,

    .. [60], .. [61] -

    .. .. [63-68, 69]. ..

    ,

    . , -

    ,

    . -

    -

    .

    -

    -

    , -

  • 16

    51330.10-90 ( 60079-11-99)

    .

    [69] -

    ,

    . -

    ,

    .

    PTB () U. Gerlach, U. Johannesmayer -

    , -

    - .

    -

    (. 1.1) [70].

    , -

    :

    -

    , [71, 72];

    -

    ;

    - -

    LED -

    , -

    LED 100

    ;

    - .

  • 17

    . 1.1

    , -

    .

    1.2

    ,

    , [1, 2, 73, 12,

    74].

    -

    [3], 60079-11-2010

    (

    ) ( ), -

    10-3. -

    (1,5 2) -

    .

  • 18

    -

    ,

    95%,

    16 . , -

    = 10-3, 16000 -

    16.

    ()

    I . (

    ) 0,2 , -

    . -

    , -

    .

    -

    , 1 , -

    300 3 . -

    3 -

    II ( 5 ),

    40-60 / -

    0,4 , -

    0,25-0, 3

    0,4-0,5 [12, 74]. 5 -

    (III ). -

    , 4 -

    . , -

    .

    .

    = 1,5, = 2. -

  • 19

    , ,

    .

    II III

    I .

    [2] -

    I 3..10 .

    , 0,2 0,4 (0,03)

    , 10,5 .

    .

    ,

    , , , -

    -

    . [2] -

    ()

    :

    - -

    , -

    1,5;

    - -

    , ;

    - ,

    () .

    -

    , -

    (, 1,5 ).

  • 20

    , -

    400 , ..

    6,2510-4, , -

    110-6

    [2, 73].

    , -

    6,2510-4

    110-6 .

    , -

    -

    .

    [1, 2]

    ,

    KI =

    SFx = 1,5, SFy = 2, SFz=2,5.

    KI

    ,

    .

    ,

    , KI -

    110-6.

    :

    ; -

    ; -

    [75, 76]; -

    - -

    ; -

  • 21

    .

    , PTB -

    Power .

    -

    :

    1) -

    60079-11:2006;

    2) ( -

    ) -

    , , -

    , (Uout Iout)

    ;

    3) ,

    60079-11:2006,

    ( -

    ).

    , ,

    , . 1.2. -

    ,

    (STA-CU - -

    ). , -

    (DUT),

    (STA) . ,

    - -

    , . -

    . 1.2.

    , , -

    .

  • 22

    .

    ( )

    ,

    ,

    . , -

    , -

    .

    [1, 73, 12, 74] -

    , ,

    -

    .

    .., .., .., .. [77, 78, 79, 80], -

    .

    .

    .. [81, 82, 26, 27-30], .. [83, 84, 14-19, 49],

    .. [85, 32, 33, 34-36, 52], .. [81-84], .. [86, 15,

    87-91], .. [92, 93]. -

    L.

    ..

    -

    :

  • 23

    1

    6

    4

    2

    11

    12

    108

    97

    5

    3

    . 1.2 -

    1 - (, Power-i ), 2 - -, 3 - , 4 - , 5 - , 6 - - , 7 - , 8 - , 9 , 10 - , 11 - , 12 - .

    1 2p p , (1.1)

    1, 2 - , -

    .

    , (1.1) -

    W1 = W2, i1 = i2, -

    E1 = E2.

    ( ,

    ),

  • 24

    L = f (i)

    i. -

    , , -

    up (t) [94], ip

    (t) :

    Mtiti p 0)( , (1.2)

    i0 - , - , -

    .

    :

    p

    dttutiW pp

    0

    1 )()( (1.3)

    W1,

    .

    ,

    -

    :

    0

    12

    0

    2( )

    6

    p

    Ei TL W

    i . (1.4)

    W1

    .

    -

    . -

  • 25

    - -

    Tp Tp >> [85].

    -

    [94]. :

    -

    ;

    - , -

    ;

    -

    Tp = Tp >> ,

    ;

    -

    .

    .. [95, 96].

    ,

    , -

    , -

    .

    -

    , ( .., .., -

    .., .. .) -

    : ,

    W Tp

    v.

  • 26

    , -

    -

    . -

    I, IIA, IIB [75,

    74, 97, 98].

    [99] .. , -

    -

    ,

    . -

    - ()

    , P

    51330.10 99 [74],

    .

    -

    20..40 . (,

    ) -

    ,

    .

    , ,

    , , -

    .

    .. [100, 101] -

    -

    1 , . -

    ,

    .. ,

  • 27

    , -

    ,

    , , , .. -

    .

    [100, 101] -

    , :

    - -

    1 . , -

    , , , -

    -

    . ,

    -

    ( Power i, ,

    ..).

    - , , -

    5133010-99 T

    -

    , .. T / 2,5 = 10-25 .

    , -

    .

    -

    :

    ) [102] 0,85

    V1 = 44 , C1 = 100 , R2 = 40 , .. -

    4 . ,

    ;

    ) ,

    , ,

  • 28

    [102].

    .. ., -

    30 ;

    )

    , 5133010-

    99 [74];

    - -

    -

    , -

    . (,

    , IEC () 60079-11)

    -

    (20-40)%.

    - IEC ()

    60079-11 [101] 1,3 - 2,6 24 .

    , . ,

    ,

    .

    , -

    -

    .

    -

    , -

    , -

    ( ),

  • 29

    , -

    .

    , -

    , , -

    , -

    (. 1.3), -

    , -

    .

    ( , -

    ) , ,

    , .

    , , -

    ,

    .

    ,

    Physikalisch-

    Technische Bundesansalt ( - , -

    ). (Martin Kramer) -

    ispark,

    L0 C0 , -

    [103].

    -

    , -

    , -

    . -

    -

    , -

    .

  • 30

    3- ,

    , -

    .

    . -

    /

    ( ) 10,3 et

    u t , e = 45 ( IIC)

    .

    -

    I(t)

    : Pw(t) = I(t)(U(t)-10,3).

    , -

    ,

    T(t)=Pw(t)h(t), h(t)e-t/12

    . -

    .

    ispark

    . ,

    , :

    - -

    . -

    , -

    -

    , ;

    - ispark

    ( ).

    ,

    ( -

  • 31

    . 1.3 ,

    ,

  • 32

    , -

    , ).

    , -

    , ,

    . -

    .

    1.3

    -

    , -

    .

    , ,

    .

    ,

    .

    -

    , .

    ,

    . -

    [104].

    .. [105], . [106]

    ,

  • 33

    .

    .. [107, 108] -

    , , ,

    , ..

    T = ,

    , .

    ,

    ( ). -

    , , ,

    [109].

    , ,

    [110], ,

    ,

    .

    -

    , ..

    -

    . ,

    ., ., ., ., ., .,

    ., ., ., ., ..

    . ( [75]) -

    , -

    Wmin .

    , -

    , -

    .

  • 34

    ,

    , -

    , -

    , , -

    , , .

    -

    , -

    . ,

    ,

    .

    , -

    [98]. , -

    .

    , -

    ( -

    ) ,

    , . -

    ,

    , , -

    .

    , -

    , -

    .

    ,

  • 35

    . -

    , ,

    .

    -

    . -

    -

    : ( -

    ) (). -

    , -

    -

    -

    [94, 111].

    ,

    -

    . [109, 108, 112, 20, 113] -

    , -

    ,

    , .

    -

    , -

    [114]. -

    , -

    .

  • 36

    ( , ..) -

    - , ..

    .

    ( )

    [115]. -

    , -

    . -

    -

    . -

    [104, 116]:

    1 2( , , ,..., ) 0p n

    d dT dTuC T F F F

    dx dx dx ,

    1 2

    ( / )( , , ,..., ) 0ii i n

    d d FD T F F F

    dx dx

    .

    x , iF - -

    , ; , iD - -

    ; -

    ; i - -

    .

    (1.5) ,

    . -

    ,

    .

    ,

    (, -

    , ,

    (1.5)

  • 37

    )

    . , -

    , -

    ,

    -

    , .

    -

    .., .. .. [117],

    . -

    -

    , -

    . -

    .., .., ..,

    .. [94, 118], .., .. [119, 120], ..,

    .., .., .. (. . 3.1).

    .. [119]

    , -

    , .

    :

    ) -

    ,

    , ,

    ;

    ) , -

    ,

    300..2000 ,

    , 20 [121];

  • 38

    ) , -

    -

    ;

    ) .

    1980- ..

    [94].

    1 -

    [108] -

    () :

    2Tc T Qt

    , (1.6)

    c ; - ; -

    ; Q - -

    ; T -

    t.

    , i k -

    [122]:

    Qik = tqk(c1 - Fi,kc1)(c2-2Fi,kc1)exp(-E/(RT)), (1.7)

    q ; c1, c2 -

    ; Fi,k-

    i k

    t; E, R- .

    , , -

  • 39

    -

    . -

    , , -

    , . ,

    , :

    - r0 T0 , -

    () ;

    -

    , -

    , T0.

    - Tp ( -

    ),

    10 ;

    - -

    1700 [112].

    .

    2

    .

    , , [123], -

    ,

    . .. 2 -

    () :

    21 1 2

    20

    0

    ( , , ) ( , , ) ,

    ( )

    p p

    t

    u iTa T f r z t T f r z t

    t tc r v t dt

    (1.8)

  • 40

    0 0 1 1 exp /bx y E RTdt

    , (1.9)

    1

    T T

    , (1.10)

    v(t) e ; r, z-

    ; -

    ; T1 - -

    ; f1, f2 = 1 0 - , -

    ; b -

    ; x0, y0 - ;

    - , -

    ; , , - , -

    ; E, R- ; up, ip -

    ; r0 - .

    (1.8)..(1.10)

    T = 1900 -

    . -

    ()

    100 , W .

    , -

    . , -

    :

    - -

    , -

    0 0( )a a A T T , (1.11)

  • 41

    a0, T0

    ; , -

    ;

    - -

    - 0,046-6,5 /;

    - r0=r, -

    ,

    ;

    - -

    , -

    ( ..,

    . [74, 99]).

    -

    -

    . -

    -

    .

    1.4 -

    -

    -

    -

    -

    . ,

    , -

    .

  • 42

    :

    -

    ,

    ;

    -

    ;

    - -

    ,

    -

    ; -

    ,

    ;

    - , ,

    , - , -

    , -

    ;

    -

    - ;

    - -

    -

    ;

    - , -

    -

    ;

  • 43

    -

    ;

    -

    B -

    ;

    - -

    .

    1

  • 44

    2.

    2.1

    -

    -

    , ,

    .

    [124] ,

    ,

    , , , . -

    , .. , , -

    , -

    .

    -

    (200..400 ).

    -

    . ,

    , .

  • 45

    , , -

    -

    . ,

    ( -

    ) (. 2.1), . -

    , ,

    (- ) ,

    . -

    -

    .

    , , -

    ,

    ,

    (, , -

    ) [38].

    C

    L

    R

    . 2.1

    , -

    . -

    , -

    , .

  • 46

    [35].

    , -

    .

    .

    ,

    , , ,

    , .

    . -

    . ,

    ,

    I>Imin, U>Umin8..10 . ,

    , [35].

    -

    -

    . .. [35, 124] -

    , 1, -

    , , -

    21

    2Li -

    :

    21

    11

    2 c

    UA Li

    U

    , (2.1)

  • 47

    U - ; cU - -

    , cU U ( cU 300..500 ); i - -

    .

    2:

    * 221 1

    6 2pA U U iT Li , (2.2)

    pT - ; U* -

    .

    . [125] -

    . -

    U* -

    uk.

    , ,

    , -

    . -

    , 1c

    U

    U -

    1. [26,

    42].

    21 - -

    . ,

    ,

    , -

    , -

    .

  • 48

    .. [98]. -

    - -

    -

    .

    (), -

    . -

    ()

    , -

    (),

    ,

    , (solvers)

    (Simulink, MicroCAP .).

    , -

    .

    ,

    (stiff), , Rosenbrock, -

    .

    , -

    ,

    .

    () -

    , ().

    , -

    -

    .

    [126]:

  • 49

    in out

    dQP P

    dt ,

    (2.3)

    Q - ,

    ; Q inP -

    outP ( ).

    , ,

    , [127]:

    2inP ui gu .

    (2.4)

    g ; u, i - .

    ,

    , 1-

    [128]:

    1

    )()(

    11 2

    gP

    gu

    gdt

    dg

    g out (2.5)

    (Otto Mayr) [129, 130] 1943. -

    :

    1. , -

    . -

    .

    2. , -

    -

    .

  • 50

    3. T .

    Q.

    , - -

    .

    4. g

    Q ( 3), :

    0exp( / )g k Q Q

    (2.6)

    k Q0 - .

    5. outP -

    .

    (2.6) (2.3) .

    :

    1 11

    out

    dg ui

    g dt P

    (2.7)

    , :

    1. - - , ,

    63 % ( 1/ );

    2. outP - .

    -

    .

    1972 (Urbanek) -

    , , -

    , ( 0 , P , 0u -

    ) [131]:

  • 51

    20 0

    ln 11

    ui Pd g

    dt u g

    (2.8)

    P - outP , -

    ; 0 -

    ; 0u - -

    .

    (2.8) (2.5) -

    :

    20

    0 2 0

    ( )u g

    gP u g

    2 0( )outP g P u g (2.9)

    [132] i ,

    f,

    02outP P f .

    -

    -

    g i. -

    (2.5).

    5 , -

    -

    (. 2.1).

    , -

    ,

    .

  • 52

    , . 2.1 -

    , .

    2.1

    model0_v (2.5) 2 ( )outP P f g

    model1_v (2.5) 2

    0( )outP g P u g

    model2_v (2.8) 2

    0( )outP g P u g

    20

    0 2 0

    ( )u g

    gP u g

    model3_v (2.7)

    model4_v (2.8) P

    2 ( )outP P f g

    model_ (2.5) outP P

    2.2

    -

    . -

    -

    ,

    [133, 124].

    -

    -09. -

  • 53

    . 2.2. -

    . 2.3 . 2.4.

    -

    - . . 2.2 -

    , -

    , -

    . 1 2 -

    . -

    .

    -09 -

    (. 2.5..2.6). -09

    , 1- 2-

    .

    . 2.2.

    =70 , r1=1 , r2=4,5 (r2=0,3 ), =47 , =20 , L=150

  • 54

    . 2.3. :

    1 -09; 2 0-200 ; 3 - ; 4 -; 5 200 ; 6 ; 7 - -09

    . 2.4. ,

  • . 2

    .5.

    -

    :

    )

    ;

    )

    55

  • . 2

    .6.

    -

    :

    )

    ;

    )

    56

  • 57

    ) )

    . 2.7 - :

    ) : U=40 , =0,34 , L=0,019 ; ) : U=40 , I=0,12 , L=0,2

    , -

    20 ;

    0,02%; - ,

    .

    , -

    .. (. 2.7 [133]). ,

    4 8,3%

    10-1 - 10-2 (

    >1,5 /).

    , -

    , 0,20,3 . -

    .2.5 2.7 .

  • 58

    , 0,2-0,3 ,

    -

    (. 2.6 2.7 ). , -

    . ,

    , -

    .

    -

    ( Wp, Pp Tp),

    , , ,

    ,

    , -

    . -

    -

    .

    , [38, 75, 98, 106, 66] -

    (-

    , , , -

    , .),

    .

    . -

    [134, 135, 136].

    :

    00. PiE ( .E -

    ; 0P , -

    , i - ).

  • 59

    -

    0. PiE >

  • 60

    l , (2.12), u -

    ; 0 R R l - ; 0 0/Q P - :

    0 P P l , 0 0Q P , . u E l ;

    0

    0 0 0

    1 1 11

    u i P u i P l u i u id

    dt R l Q R l Q R P R l P R P R R R P

    . (2.13)

    g, (2.13) :

    1 11

    u idg

    g dt P

    .

    (2.14)

    -

    (2.14):

    2

    ln 11 ,

    gud g

    dt P

    i gu

    (2.15)

    P

    - -

    k

    bdu u ad vt

    i

    [74]:

    k . kP u E i l i i u ad v t bd v t (2.16)

  • 61

    l - ( ), ; ku -

    ; , -

    , ku = 8 ; v - , /;

    ,ad bd - , -

    :

    ad =82,81 /, bd =2,42 / i = 0,0240,1 ad =43,89 /,

    bd =5,18 / i = 0,05..2 ;

    t - , .

    .

    , 10000 (

    ), -

    , [188] -

    1. :

    2(1 )

    2 10 0

    2(1 )

    1

    (2 )

    b

    pb p

    b

    p

    r D r B

    i

    , (2.17)

    0r , ; :

    Bp = 1,7610-7

    , b = 0,25, Db = 0,18, p = 3,5.

    Ir 135,00 [134].

    ,

    [137, 138].

    , Simulink -

    1 8,5%

  • 62

    MatLAB 6.5. -

    (, Multisim, MicroCAP, OrCAD) -

    , , -

    ( ..

    ), .

    -

    .

    , -

    -

    .

    Simulink

    SimPowerSystems, MatLAB 6.5, -

    ,

    .

    ,

    , , -

    .

    (. 2.8). (. 2.9),

    ( ,

    RL , ,

    ).

    Controlled Current Source, -

    Voltage Measurement (. 2.8). -

    Simulink

    (2.15) DEE.

  • 63

    ( . 2.9). ,

    SimPowerSystems -

    , . -

    -

    .

    (2.15) -

    DEE. -

    [135, 136]:

    2

    ln (2) (1)1 ,

    d g u gu

    dt P

    i gu

    (1) 2

    (1)

    (1) (2) (1)1 ,

    (1)

    x

    x

    dx u e u

    dt P

    y e u

    (2.18)

    u(1) DEE ,

    u ;

    u(2) DEE ,

    : u(2)=0 u(2) =1

    ;

    u(3) DEE , i , -

    P (2.16);

    u(4) DEE ,

    t;

    u(5) DEE , -

    , Fcn (. 2.9) (2.17);

    x(1) - ln(g);

    y DEE, i ;

    P , (2.16).

  • 64

    - ,

    .

    . 2.8 -

    v ( ), g0 (

    ), irc_br ( )

    . Simulink Step

    :

    ln / 0d g dt . 2.9

    -

    RL .

    (2.18) -

    DEE (. 2.10):

  • 65

    +

    -

    i

    L=0,01 , R = 25

    =24

    Fcn

    1

    2

    3

    4

    1

    auto

    (double)f(u)

    +

    -v

    +

    -

    +

    0,05

    -

    i

    . 2.9.

    ).1())1(exp(

    ),1)4())4(8()3(/()2)^1(())1((exp())5(/1()2()1(

    ,ln)1(

    uxy

    bvuavuuuxuudt

    dx

    gx

    ,

    -

    P

    ,

    , .

  • 66

    2.10.

    2.3

    , -

    , ..

    -

    , . -

    [139, 140].

    .

    . ,

    , -

    .

    , [134]

  • 67

    gradTJ , (2.19)

    J - ; - ; T

    .

    -

    ,

    r.

    ,

    , -

    r r

    . : -

    Q+ r;

    QE, Q-,

    r + r.

    [141]:

    EQ Q Q (2.20)

    , , -

    - [141]:

    1 2 0rJ

    r d Edr

    . (2.21)

    (r) - r.

    (2.21) -

    . , -

    [114, 123, 152]. ,

    , -

  • 68

    , -

    .

    , -

    . " " [137], -

    :

    . , , , -

    [/(*)], [/*],

    [/3], =

    c [2/] -

    . , -

    , .

    -

    P,

    t=0.

    dxdy , z, -

    Q1 .

    Q1/(c dxdy).

    ,

    z

    dQ=Q1dz.

    ,

    [137]:

    T (r,t) =

    at

    zyxexp

    atc

    dzQ

    4)4(

    222

    2/3

    1

    =

    at

    yxexp

    atc

    Q

    44

    22

    2/3

    1

    dz

    at

    zexp

    4

    2

    =

    at

    yxexp

    atc

    Q

    44

    221

    . (2.22)

    2 2 2x y z r -.

  • 69

    (2.22) t

    . -

    0 t ,

    P, -

    [137]:

    2

    0

    ( )( , ) exp ,

    4 ( ) 4 ( )

    t P t dt rT r t

    t t a t t

    (2.23)

    t - ; t - .

    (0=const),

    [144]:

    2

    4 ( )0

    0

    1( , )

    4 ( )

    rt

    a t tPT r t e dtt t

    . (2.24)

    . 2.11

    (2.23) [143].

    -

    . -

    ,

    z - +. l

    z :

    2 2 221

    3 22

    ( )exp

    4(4 )

    l

    l

    Q dz x y z zT

    atc at

    . (2.25)

  • 70

    atzzu 4)(

    :

    2 2

    1 42 2

    8 4 4

    x y

    atz l z lQ

    T et at at

    . (2.26)

    , 2

    0

    2 z z e dz

    .

    . 2.11 -

    l (t'), , :

    2

    4 ( )

    0

    ( ) 2 2

    8 ( ) 4 ( ) 4 ( )

    rt

    a t tP t dt z l z lT et t a t t a t t

    (2.27)

  • 71

    (. 2.12), -

    (2.27)

    MathCad13.

    , -

    , -

    .

    -

    .

    , -

    -

    . -

    -

    ,

    .

    , ,

    - ,

    .

    , , -

    , - ,

    .

    - (2.28) [137]:

    0

    0

    lni Ei Pd

    dt E Q

    , (2.28)

    :

  • 72

    . 2.12 - T []

    r ()

    10, 3, 1 l =0,05

    0

    0

    Q

    P . (2.29)

    P0 , ; Q0 -

    , ( ) -

    =2,7 , Q0 -

    ; -

    .

    .

    . (2.28) [118]:

    0

    1 1( ) ( 1)

    u idR

    dt R P l . (2.30)

  • 73

    [118] -

    (. 2.13, )

    1( ) ( )

    dR f u i

    dt R . (2.31)

    , , u

    , 0l, - ,

    :

    1

    (1 )

    dR R

    dt

    . (2.32)

    0l, -

    , .

    ,

    0l. . 2.13, .

    , ,

    . :

    1;

    dRy x u i

    R dt . (2.33)

    0

    1(1 )

    xy

    P l

    0

    1dy

    dx P l . (2.34)

  • 74

    y=f(x),

    dy/dx. , 0l

    :

    . 2.13 -

    0

    0

    1( )y P l x

    P l . (2.35)

    (2.34):

    0 ( )dy

    y P l xdx

    . (2.36)

    0

    1( )

    ( ) ( )( )

    A

    A

    dR dtR

    P l u idy dx

    . (2.37)

    )

    )

  • 75

    u, l R ,

    0l .

    (2.34):

    0

    1

    ( ) ( ) AP l dy dx . (2.38)

    . [135,

    137]:

    0

    0

    lni l u i P ld

    dt u Q l

    , (2.39)

    :

    0

    1 1(1 )

    dR u i

    R dt P l . (2.40)

    - , , -

    , -

    , 0l.

    -

    , 0l

    . (i=0) :

    0

    R

    dR dt . (2.41)

  • 76

    -

    ,

    . -

    R t (. 2.14) -

    .

    -

    R, t,

    (. 2.7 , ).

    1 . -

    (. 2.7 )

    1 1,

    dR

    dt R

    u, -

    ( ) (2.31).

    , ,

    ui 0l, - , -

    :

    1

    (1 )d

    R Rdt

    ,

    21

    110 64,5

    1,55 , 22

    110 143

    0,7 , 23

    110 200

    0,5 .

    2 . -

    .

    -

    , ,

    0l. ,

    [137]:

  • 77

    1 11,20,85 1 ,

    1 12,50,80 1

    o

    o

    P l

    P l

    (2.42)

    . 2.14 - R ,

    t,

    = 78,8 , 0l = 0,24 .

    t = 25..200

    = 78,8..220 .

    3

    , t = 0..200 = 50..215 .

    R, t, (. 2.14) -

  • 78

    :

    - t = 0-150 , R -

    - 60-90 ;

    - t = 150-175 , R -

    - 100-150 ;

    - t = 175-200 , R -

    200-220 .

    -

    .

    . 2.15 - T r0

    P

    v = 6,5 /c

  • 79

    (. 2.7 ) -

    :

    - t = 0-100 , R -

    20-80 ;

    - t = 100-150 , R -

    100-150 .

    l -

    (2.27) MathCad13 -

    r

    P (. 2.15).

    2.4

    , , -

    . .

    -

    [122].

    0,8..1 -

    [98] c , -

    .

    -

    .

    , -

    ( -

  • 80

    ).

    .

    , -

    . -

    , T -

    -

    .

    [145, 146] -

    , -

    . -

    , , -

    , , ,

    . ,

    :

    W = W + W, (2.43)

    W - , ,

    , , -

    , , ,

    ; W -, -

    .

    , -

    . -

    lc, -

    . -

    . t = 0 -

  • 81

    Tc. -

    .

    (.. ) -

    [111].

    -

    ,

    .

    [147, 142, 138]:

    ) ,

    ;

    )

    ; -

    (1-, 2- 3- );

    ) -

    (.

    2.16).

    . 2.16 -

    [111]:

    , 0v vT T

    x x T q x tt x x

    , (2.44)

  • 82

    0 x l - ; max0 t t - ;

    SU /v - ; U ; S

    - ; -

    ; vq - .

    3- [111]:

    0, 0,

    0,

    l l

    x l

    dTT q

    dx

    , (2.45)

    0,l - .

    xn

    [n-1/2, n+1/2], xn1/2 = xn h/2, h = xn+1-xn.

    (2.44), (2.45)

    N, -

    .

    , 3

    n-1, n, n+1, 2 -

    n = 1 n = N ( ) .

    x :

    1- : ;022

    1 1112/3

    2

    2/3

    01

    2/3

    2

    2/3

    0

    2

    jjv

    jj Tc

    qhh

    qThch

    T

    (2.46)

    (n = 2,,N-1):

    ;012/1

    21

    2/1

    2

    1

    2/1

    2/1

    1

    2/1

    2

    2/1

    2

    2/1

    2/1

    1

    n

    j

    n

    j

    vn

    n

    j

    n

    n

    nj

    n

    v

    nn

    nj

    n

    hT

    cq

    hTT

    hhcT

    (2.46)

  • 83

    N- :

    ;0222

    1 1

    2/1

    2

    2/1

    1

    2/1

    2

    2/1

    2

    2/1

    j

    N

    j

    vN

    NN

    l

    j

    N

    j

    N

    N

    v

    NN

    l Tc

    qhh

    qTThhch

    (2.46)

    n

    n

    n

    nn

    T

    T

    T

    T

    1

    273

    1

    27310225,1

    010

    18

    2/1 -

    .

    -

    [111]. -

    (2.46) :

    n = 1: 011121 dTbTajj

    ;

    n = 2,, N-1: 011 nj

    nn

    j

    nn

    j

    nn dTTbTa ; (2.47)

    n = N: 01 Nj

    NN

    j

    NN dTcTb .

    -

    pr1 (a, b, c, d) (. 1). N:

    (N), B(N), C(N), D(N) an , bn, cn, dn. -

    - u(N).

    . 2.2.

    I [148].

    20

    1( ) cv

    lq T I

    V S (2.48)

  • 84

    2.2

    -

    c , /() 385 142

    0 =

    293 (20 ),

    1,610-8 510-8

    , -1

    4310-4 6210-4

    ( )T , /() 2,4510-8 T

    T

    10

    273

    , /3 8700 19300

    L , 210-3

    10-3

    d , 0,210-3

    ( )v T ,

    /(3 ). ( ) ( ) /v T T U S ,

    ( )T -

    , /(2)

    U , S

    [146]

    N 500

    h 410-6 210-6

    t , c 210-6

    V = cl S - .

    , , , D -

    . ,

    t

  • 85

    3- (2.45),

    : A1=0, AN=0, C1=0, CN=1, B1=1, BN, D1=-Tc, DN c -

    (2.47).

    T.., [146].

    , d = 0,2 , 0,25 , 0,3

    lc= 2 I = 28 A -

    T.. (. 2.3)

    2.3

    T.. = 1000 C lc = 2

    L = 2

    d, 0,2 0,25 0,3

    T, C 1020 1003 1003

    t, c 0,28 0,79 2

    .

    2.5 2

    1.

    -

    .

    2. -

    - -

    -

    .

  • 86

    3. -

    -

    ,

    60-90 , -

    175-220 . -

    : 20-80 100-150 .

    4.

    , .

    , , 10 -

    , 0,24 .

    5.

    -

    , ,

    .

    6. -

    -

    -

    .

    , 28 ,

    0,2 , 1020 C

    0,28 .

    .

  • 87

    3.

    3.1

    -

    ,

    () , -

    .

    -

    ( , -

    , , -

    , )

    .

    , -

    .

    ..,

    .., .., .., ., ., -

    .., .. [149, 150] . -

    -

    .

    ,

  • 88

    ( )

    (

    )

    [151].

    ()

    .

    -

    (. . 3.2). , , -

    , ,

    , -

    .

    ,

    . ..

    .

    , -

    , .. .

    -

    , , [74]

    -

    - .

    , ,

    , -

    , -

    , . -

    . -

    . , ..

    n -

    :

  • 89

    W k T n , (3.1)

    k T = expE

    ART

    -

    , , , R

    , - .

    -

    (-

    ) [115].

    ..

    ,

    ( )

    [94].

    [113] , -

    , -

    -

    Sb Cu, .. -

    Dm:

    2

    2 3 3

    3 1 11 1 1

    2 3

    bu

    u

    SP P

    C f f

    , (3.2)

    - -

    ; 1

    2

    Af

    A ; A1 ,

    ; A2 ; up -

    ; p - .

  • 90

    A1=1 , A20,2 , -

    5% , f=5,

    =1,22 bS

  • 91

    -

    , -

    . .. [98] , -

    ,

    8,5 % .

    1 8,5 6 % -

    . -

    (1000 )

    . -

    ()

    4CH

    r 8,3 0,3%.

    3.2

    -

    [104]:

    00 PecqkgradTdivt

    Tc RT/Ep

    ,

    (3.3)

    /

    0

    E RTD Ddiv grad cT k c e

    t T

    ,

    ,,pc - , -

    ; T , -

    ; q -

  • 92

    , - ;

    RTEeckW /0 - ; ,k0 -

    ; () -

    ; R = 8,31 /() ; D -

    ; -

    ; 0P - -

    .

    - -

    [104, 116]. -

    , -

    [111].

    . ,

    , W -

    .

    [115]:

    6 2 810

    E

    A B RTA B

    dn dn RTW Pn n d e

    dt dt M

    , [

    -3-1] (3.4)

    W , n, n A B

    13; 2

    BA

    ddd

    ,

    ;

    BA

    M

    ; P1 -

    ; , [/]; R = 8,31 [/()].

    Ci [/],

    100

    NCn ii , N=6.0210

    23 . W :

  • 93

    28 22.74 10

    E

    A RT A B

    dC TW d PC C e

    dt M

    , [/(3)] (3.5)

    [115].

    (3.5) . 3.1

    3.1

    d, 2,74*10-10

    4,14*10-10

    3,61*10-10

    3,72*10-10

    M 2,016 16,03 32 28,96

    :

    30196

    20 22.95 10 T A BW T d C C e

    , [/(3)] (3.5)

    (3.5) , -

    -

    .

    ( I)

    , ,

    [115].

    (400-500 )

    [115, 142, 138]. -

    (3.6), -

    (3.7) 3, , O2:

    4 + O2 3 + O2, (3.6)

  • 94

    3 + O2 HCOH + OH, (3.7)

    - (3.8):

    HCOH + O2 COH + O2, (3.8)

    - . -

    ,

    .

    -

    . C, 2O2, 2O .

    O2 2O [115].

    -

    4, , O2 .. ,

    .

    , 4 [115]:

    4

    4 2

    46000

    2max 0( )

    CH RTCH O

    dcPk c c e

    dt

    , (3.9)

    dtdcCH 4

    , - .

    .

    dtdcCH 4

    = 930-1120 4CH

    r = 0,01-0,10 -

    =60000 / (c

    cr ii - ,

    3

    ic

    - i ). 700900

  • 95

    =var , , CH4. -

    ,

    O, 2 2 > 930 1200 [115]:

    4

    4 2

    14 0,5 1,5 60000( ) 7 10 expCH

    CH O

    dc pr r

    dt T RT

    , [-3-1] (3.10)

    (1 = 9,810-2 = 1,013 ).

    ,

    .

    , - -

    , , -

    , , -

    . , ,

    . -

    .

    O O2. -

    .

    3.3

    ( I)

    ,

    0. -

    ,

    -

  • 96

    [122]. -

    . " "

    ( 2), (, -

    - ;

    ).

    , -

    . ,

    ,

    . , -

    ,

    (. 3.1).

    , -

    2- -

    () (z, r).

    , -

    ,

    [122].

    -

    (3.3) -

    :

    2 0( ) ( ) ( ) , , , , , ,

    Q z r P t z r Tt

    , (3.11)

    Q ;

    (

    )

    ; t ; P0 ,

  • 97

    p p

    0

    2

    0

    1 ( )

    t

    u iP

    r v t dt

    ;

    p p,u i - ; 1r - -

    (. 3.3).

    : ,i j nT T , , 0i j (0 r r1) (0 z

    z), ,i jT = const = 300 . : Ti,j = 300

    r=r3, z = z2 t > 0; Ti,j =Tn (z=0) ^ (0 r r1) (r=0) ^ (0 z z1) t

    > 0, ,i jT = const = 300 t > 0, Tn -

    ; z z (. 3.1); i, j - -

    z r.

    : P0

    (0 z ze ) ^ (0 1r r ) t Tp; P0 = 0 (0 2z z ) ^ (0 3r r ) t > T.

    -

    (3.11)

    . -

    :

    2 22

    2 2

    1 T T TT

    r r r z

    . (3.12)

    [147] ,

    , :

  • 98

    1 1 1, , , , 1 , , ,2

    1 1 1 1 1, 1 , 1 , , 1 , , 12

    1 1 1 11, 1, , 1, , 12

    , , , ,k k m k k mti j i j i j i j i j z r i j i j t tr

    m k k k k kti j i j i j i j i j i j

    r

    m k k k kti j i j i j i j i j i

    z

    T T a T T T q i j T kj

    a T T T a T T T

    a T T T a T T T

    1, ,k j

    (3.13)

    r2

    i,j-1

    EL

    PL

    r3

    r1

    0z1 z2

    I(z)

    ze

    i-1,j

    i,j+1 i,j

    i+1,j

    J(r)

    G

    . 3.1 - ( PL -

    , EL - , G - ,

    r, z )

    i, j z r; t -

    (,

    [111]); ,r z - -

    ; ( )a T - ,

    , ; m = k

    1k - , ; q -

  • 99

    ,

    ( . 2).

    (3.13) ,

    1,k

    jiT

    . (3.13)

    [111], , 1- ,

    :

    1 1 0n n n n n n na T b T c T d , (3.14)

    1, , 1n n n - .

    ,

    .. , -

    - ,z r . -

    , ,

    . ,

    (3.13) :

    * 221 1

    6 2pA U U iT Li

    - r

    1, , , 1 , 12 2

    1, 1 , , 12 2

    1, 1 , 1 , , ,2

    1

    , , , , 0;2

    k m m mt ti j i j i j i j

    r r

    k m mt ti j i j i j

    r r

    k m k kt ti j i j i j z r i j i j t

    r

    a T a T a Tj

    a T a Tj

    v a T T q i j T k

    (3.15)

  • 100

    - z

    1 1 1, 1, 1,2

    1 1 1 11, 1, 1, 1,2 2

    1 1, , ,

    1

    , , , , 0.2

    k k kti j i j i j

    z

    k k k kt ti j i j i j i j

    z z

    k k ti j z r i j i j t

    T a a

    T a T a

    q i j k

    (3.16)

    m, -

    (3.13), (3.15), (3.16)

    m=, m=+1 -

    .

    , , , ,a c q

    ,k

    i jT , -

    1,k

    i jT . -

    , -

    .

    .

    - .

    1

    ,

    s

    i jT

    (s-1). , -

    smax.

    k : 1, , , max

    s s

    i j i j i jmax T T T

    .

    -

    , -

    , , , -

    .

  • 101

    t . , (3.13)

    -

    0,25 4 -

    . -

    : max2

    5t

    z

    aCu

    , 10

    [111].

    . 3.4.

    . 3.2.

    (, 6 ) -

    .

    (

    [122, 158]), pV

    constT (p, V, T - , ,

    ), , [122], -

    :

    *

    0

    xx

    x ,

    (3.17)

    0,x x - -

    .

    p const :

    * *1 1 2 2x T x T ,

    (3.18)

    * *1 2,x x -

    *x 1T 2T .

    (3.18) :

  • 102

    * * *x T x x T T , (3.19)

    * * * 0x T x T x T ,

    * * *

    2 1x x x -

    T 1 2T T T .

    : * *x x

    T T

    1

    T T

    , (3.20)

    *1 x - () .

    (3.20), :

    11 11

    1

    11

    1

    1

    1

    k k kk k kk

    k k

    kk k

    k

    T TT TT

    T T TT

    , (3.21)

    325,0 [122] - , -

    ; k - .

    , -

    ,

    (. . 1).

  • 103

    3.2

    , ,z r ze (.3.1). ze -

    1 , ,f z r ze , : zerzf ,,1 = 0 , 1 ,

    2 , ,f z r ze , - : zerzf ,,2 = 1 , 0 ,

    0P

    pT ,

    1C

    2C

    ,r z r z

    n

    ,r zM M

    TS

    1TS

    1T -

    , , ,

    , , ,

    r r r r

    z z z z

    A B C D

    A B C D , -

    (3.15) (3.16) (3.14)

    q

    ( - =0)

  • 104

    TS1-TS

  • 105

    . 3.2:

    1- -

    ; ; 2-

    1f (z,r,ze) 2f (z,r,ze); 3- T0=Init(z,r)

    Border(z,r); 4-

    T_R_T T_R_R; 5- -

    q; 6- Pr1; 7-

    T=T1.

    -

    . 3.3.

    3.3 -

  • 106

    )

    )

    3.4 -

    ( , )

    ) Tp = 100 , 0=4,2 , 330 ( ); ) Tp=100 ,

    0=4,2 , 730 ( )

  • 107

    )

    )

    3.5 -

    ( , )

    ) Tp = 100 , 0=4,3 , 330 ( ); ) Tp=100 ,

    0=4,3 , 730 ( )

  • 108

    , -

    2137 , (. . 3.4 , ).

    . 3.5 , , -

    2137 -

    .

    .

    (v=0,046 /), .. , -

    (. . 3.6 , ).

    , -

    :

    -

    ;

    - ""

    ;

    -

    ,

    .

    . 3.6 -

    r2: 0,5

    r2 = 0,25 (" ") 1,2 r2=0,5 (" -

    ").

  • 109

    )

    )

    3.6 -

    ( v=0,046 /,

    )

    ) Tp=100 , 0=5 , r1=0,13 , r2=0,25 , r3=1 , z1=0,25 , z2=1,25 , 500 ( ); ) Tp=100 , 0=12 ,

    r1=0,18 , r2=0,5 , r3=2 , z1=0,25 , z2=1,25 , 500 ( )

    minW

    r2 z1

  • 110

    . 3.7 [138]. -

    r2 0,75 2,5

    z1 = 0,15 0,3 1,2 z1 = 0,25 .

    z1 = 0,5

    ( 0,26

    r2).

    3.7 -

    3.4

    II, IIB

    , [74],

    (

    I) [135] , -

    v -

    W (T, v) -

    -

    : 1 , -

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5

    3

    0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5

    W,

    r2,

    Z1=0,15 mm

    Z1=0,25 mm

    Z1=0,5 mm

  • 111

    c T < 40 v=6,5 / (. 4.16); 2 -

    ; 3 , :

    kW bT , (3.22)

    T , ; W

    ( -

    ); b, k ,

    v ( [74]

    3.3).

    8,3 % -

    ( I) -

    , -

    IIA, IIB [73].

    1- .

    , I

    -

    ,

    , -

    [186].

    , ,

    , -

    , ,

    [2],

    . 2- -

    .

  • 112

    . 3.8 W,

    T,

    v, /

    .. [100] (

    1) b k (3.22).

    24 [2] (

    -

    ). -

    -

    v = 0,046 / .

    W T ( 2

    . 3.8).

  • 113

    W (T, v) IIA, IIB,

    [74], , -

    (. (3.22)

    . 3.8).

    , 8,3 % [100]

    , :

    11 1 1 k

    k

    W b T

    W b T

    , (3.23)

    b, k [74], b1

    k1 ; 1W W - II I

    3, ; 1T T II I, .

    *W =W1/W,

    *T = T1/T, b1:

    *

    *1

    ( )kW

    b bT

    . (3.24)

    k (3.22) -

    . [100] , k

    -

    , .. k1= k.

    -

    -

    , , -

    .

    , , -

    8,3 % , -

    *T . (3.29).

  • 114

    (

    2). , -

    I ( v, k b,

    T . 3.8).

    minII

    minI

    W

    W , 1W W , (3.25)

    (3.23):

    11

    1

    k

    k

    bTb

    T

    , (3.26)

    k

    * 11

    11

    k

    k

    bTW T T

    T

    , (3.27)

    (3.27) 1k :

    *

    ( )1

    ( 1)

    kln bT ln Wk

    ln T ln T T

    , (3.28)

    *1 1k1

    W b T T (3.29)

    minIIW minIW -

    2 I II (. . 3.3), [];

    *T - II (T1) -

    I (T) (. . 3.3);

    T -

    I (. 3.8), [];

    T - , I, [];

    *T T - , II, [] (-

    , *T T );

  • 115

    W1 W - II I

    3, [].

    [73], [135] -

    v= 0,046 /.

    . 3.3.

    *T

    (. 3.9). ,

    2,24 , 1,25 -

    II (. . 3.3).

    3.3

    I IIA IIB

    - -,

    1120 896 650

    T, 3,731 3,410 2,966

    -

    I

    II

    W

    W

    min

    min

    1 0,723 0,447

    *T

    1 0,914 0,795

    -

    minW

    7,75 5,61 3,47

    (*T )

    0,98 :

  • 116

    (*T ) = 0,023

    *3,825Te - 0,031 (3.30)

    3.4

    IIA, II

    v, /

    -

    T,

    2

    0,046

    IIA 4,57 b1 0.976

    k1 1,192

    II 3,975 b1 0,713

    k1 1,192

    0,110

    IIA 1,83 b1 1,355

    k1 1,211

    II 1,59 b1 0,992

    k1 1,211

    0,3

    IIA 0,77 b1 1,856

    k1 1,11

    II 0,676 b1 1,34

    k1 1,11

    0,9

    IIA 0,77 b1 2,027

    k1 0,812

    II 0,676 b1 1,404

    k1 0,812

    1,8

    IIA 0,77 b1 1,563

    k1 0,668

    II 0,676 b1 1,061

    k1 0,668

    4

    IIA 0,091 b1 1,392

    k1 0,636

    II 0,08 b1 0,94

    k1 0,639

    6,5

    IIA 0,091 b1 1,05

    k1 0,531

    II 0,06 b1 0,699

    k1 0,531

  • 117

    . 3.9 -

    II -

    I T*

    b1 k1 -

    (3.29) . 3.4.

    3.1. [74] v = 0,046; 0,11; 0,3; 0,9;

    1,8; 4; 6,5 / k = 1,235; 1,11; 1,097; 0,835; 0,661; 0,662; 0,531

    b = 1,146; 1,919; 2,363; 2,528; 2,056; 1,757; 1,384 I.

    kbTW :

    Wm = 8,26; 3,89; 1,94; 1,06; 0,74; 0,42; 0,35 I.

    I: T = 5; 2; 0.85; 0.33; 0.22; 0.1; 0.075 .

    T

    v=0,046 / . 3.3.

    II

    T.

  • 118

    .

    v = 0,046 /.

    1. = 0,723 (. 3.3).

    2. . 3.3 -

    ( I) T = 3,731 II T1 = 3,410 .

    *1 3,410

    0,9143,731

    TT

    T . , T1 ,

    *T -

    , . 3.9 .

    3. k1 b1 (3.28) (3.26):

    1.235

    *

    ( ) ( ) (1.146 3.731 ) (8.26)1 1.192

    (3.410) (5 0.914)( 1) ( )

    kln b T ln W ln lnk

    ln lnln T ln T T

    ,

    1.235

    1 1.192

    ( ) 0,723 1.146 (3.731)1 0,976

    ( 1) (3.410)

    k

    k

    b Tb

    T

    4. . II [74]

    3: T1 = 5 , T1 = 6 .

    (3.29) [74]:

    * 1 1,192 1 ( 1) 0,976 (5) 6,65kW b T T , 7,4 ;

    * 1,192 1 ( 1) 0,976 (6) 8,26k1W b T T , 9 .

    3.5 3

    1. -

    , , -

    , -

  • 119

    ,

    .

    2. -

    , -

    -

    ,

    , ,

    16% -

    .

    3. ,

    -

    .

    , .. -

    , .

    -

    .

    (

    ).

    -

    -

    , .

  • 120

    4.

    4.1

    IEC 60079-11:2007 -

    3 22782.5-78

    -

    .

    -

    , . , -

    R

    L ,

    -

    525 [2].

    (, , , )

    U = 8, 12, 16, 18, 20, 22, 24 [1, 2].

    (. 1.3).

    ,

    ,

    . L -

    [42, 26, 75] c

  • 121

    (2.2) ,

    [26].

    [75, 122]. - -

    , ,

    -

    . ,

    ,

    ,

    ,

    . -

    .

    . -

    , ,

    [152].

    , -

    ( -

    ). -

    .

    ,

    , , -

    , ,

    .

    ,

    -

    , -

    . -

    , -

  • 122

    ,

    .

    , -

    .

    , .

    , .

    , ,

    , .. -

    , , -

    . , -

    , . [153, 154]

    -

    -

    .

    : 1 -

    -

    L0 = 0,15; 0,5; 1; 2; 5 0,5; 1; 5;

    10; 25 2- -

    0 = 0,03..5 .

    , -

    . .. -

    , Li, i

    , -

    , .

    , -

    , . ,

    , .. -

  • 123

    . -

    [101] , , -

    .

    , -

    -

    . , -

    -

    -

    .

    .

    -

    [20, 135].

    . ,

    , , (-

    )

    , () -

    . ,

    , ,

    . ,

    110-4 .

    (2.18), ,

    , . -

    , ,

    . (2.18)

    -

  • 124

    : , , -

    .

    , -

    , , -

    [136, 142].

    -

    -

    [138, 189].

    -

    -

    :

    - MatLAB 6.5 -

    Simulink, SimPowerSystems [155];

    - MicroCap 7..9 Spectrum Software

    [156, 157].

    , -

    . ,

    MatLAB , ,

    ( ..

    ), .

    -

    -

    .

    MicroCap -

    , ,

    .

    -

  • 125

    , -

    , .

    MicroCap, , -

    , ..

    ,

    , -

    , ,

    .

    :

    1) ,

    .

    ;

    2) 1..10

    ,

    [156].

    . , -

    (E

    =24 ) R (R1=33 , R2=15,5 )

    i01 = 0,73 , i02 = 1,55 . 1,5

    (i1 1,1, i22,32).

    MatLAB 6.5 (. 4.1)

    , 1, 2, 3, 4.

    1 -

    E=24 B, 2 (R1 = 22 , R2 = 10,3 )

    L = 0, 3, -

    4.

    ( clock)

    clock c_break.

  • 126

    -

    4 5, ir, ur BA_To Workspace2

    BA_To Workspace1. -

    BA_To Workspace4 WD. -

    Pcp.

    _ . -

    , BA_Display2, BA_MATLAB_Fcn, BA_Switch2

    tD,

    PD. , -

    i0

    (20 51330.10-99).

    Wp Tp -

    (0,046 / - 6,5 / )

    ,

    , [74]. . 4.1,

    *pW ,

    *T - [74].

    E 20..300 (. 4.2).

    4.1

    -

    v, /

    1ui 1,1 2ui 2,32

    pT ,

    pW ,

    *pT ,

    *pW ,

    pT ,

    pW ,

    *pT ,

    *pW ,

    0,046

    0,110

    4,000

    6,500

    3,63

    1,525

    0.046

    0,029

    7,34

    3,09

    0,102

    0.069

    3,62

    1,516

    0,042

    0,026

    7,38

    3,08

    0,085

    0,052

    4,66

    1,97

    0,066

    0,043

    20,6

    8,8

    0,32

    0,22

    4,59

    1,92

    0,053

    0,032

    20,5

    8,57

    0,24

    0,15

  • 127

    IEC , E=20..100 -

    11%. , -

    E=100..300 -

    , -

    [61]. -

    .

    . 4.2 , ..

    I Kk=1,37 E=100..300 .

    4.2

    E, B 20 24 30 50 70 100 200 300

    IEC

    2,274 1,057 0,71 0,26 0,15 0,087 0,035 0,024

    [145 ]

    2,05 1,18 0,715 0,28 0,165 0,119 0,047 0,034

    9,8% 11% 0,7% 7,6% 10% 36% 34% 41%

    MicroCap

    . C RD (. 4.2), -

    ,

    ))((/1)_(,41,_ LIIEXPbrcSTPebrcTifRD , (4.1)

    T - , ; brc _ - -

    SW1, ; )_( brcSTP - ,

    1 brcT _ 0 ; if (, 1,

  • 128

    2) , 1

    2 .

    SW1 , -

    0,0001 T < brc _ ( -

    ) 107

    brcT _ ,

    (2.18). -

    E1 (. 4.2), 5 0

    V(E1), 1- (2.18):

    ln( 1) ( ) (1 / ) (( ( ( )) ( ) ^ 2) / ( ( 0)

    (8 ( _ )) ( _ )) 1)

    d gV E STP c br tau EXP I LI V RD I R

    dt

    ad vs T c br bd vs T c br

    (4.2)

    ad bd - [74,

    99]; vs ; tau - .

    (. 4.2) R0 -

    0,001 , . -

    LI = 1 -

    V(E1), .. I(LI) = ln(g) . 4.3. , -

    exp(I(LI)) = g - .4.3 RD = 1/exp(I(LI)).

    , , -

    . 4.4.

    .

    .

    - (U=24 B, 70 B) RL -

    (L=0,01 , 0,1 ). , -

    ,

    i-U-L [2].

  • 129

    . 4

    .1 -

    R

    , L

    129

  • 130

    .DEFINE vs 46

    .DEFINE Bp 1.76E-7

    .DEFINE b 0.25

    .DEFINE Db 0.18

    .DEFINE p 3.5

    .DEFINE c_br 2m

    .DEFINE VD if(T

  • 131

    )

    )

    . 4

    .3

    )

    ln

    g

    )

    g

    131

  • 132

    4.4 - ) Ir, ) Pr, ) Wr ) -

    Ur (Ur-Uk -

    Uk) ,

    v = 0,046 /

    p, Tp

    (0,045 / - 6,5 /) -

    (.4.1, . 4.2).

    , -

    (vs = 6,5 /).

    . 4.5 . 4.3

  • 133

    (T, r0

    ).

    4.3

    i ,

    Pp, Tp, T, r0,

    -

    i-U-L

    U = 70 B, L=0,1

    0,092 3,96 123 2254 0,191

    0,095 4,13 126 2293 0,198 (0,095 )

    0,097 4,24 127 2317 0,203

    0,1 4,41 130 2354 0,21

    U = 24 B, L=0,1

    0,1 4,08 116 2274 0,187

    0,105 4,36 120 2336 0,199

    0,11 4,64 124 2396 0,21 (0,107 )

    0,12 5,09 135 2494 0,234

    U = 24 B, L=0,01

    0,33 5,53 92,2 2531 0,191

    0,34 5,74 94,4 2571 0,198 (0,36 )

    E = 70, 24, 12 (. 4.4 - 4.6 2). -

    IEC ,

    16%. , -

    .. ( 1) [101], -

    .. [99]

    , 52%.

  • 134

    4.5 - ) Ir, ) Ur-Uk

    Uk, ) Pr

    ) Wr

    ,

    tau 6 (. 4.6). , -

    ( 52%) -

    .

    , -

    c .

  • 135

    4.4

    E = 70

    L, 1000 600 400 200 100 25 2 0,5 0,3

    0,034 0,042 0,051 0,075 0,108 0,14 0,19 0,2 0,21

    - 1

    0,0162 0,0224 0,0288 0,0435 0,0641 0,13 0,1482 - 0,1495

    - 2

    0,038 0,044 0,052 0,069 0,09 0,147 0,179 0,18 0,181

    1

    52% 46,6% 43% 42% 40% 7% 22% - 29%

    - 2

    11% 4,7% 2% 8% 16% 5% 5,7% - 13%

    4.5

    E = 24

    L, 1500 1000 600 200 100 25 2 0,5 0,3

    IEC 0,025 0,03 0,04 0,07 0,1 0,2 0,72 1,3 1,5

    - 1

    0,0126 0,0167 0,0234 0,0468 0,0707 0,157 0,589 - -

    - 2

    0,028 0,035 0,044 0,071 0,096 0,19 0,63 1,24 1,51

    1

    - 44% 41,5% 33% 29,3% 21,5% 18% - -

    - 2

    - 16% 10% 1,4% 4% 5% 12,5% 4,6% 0,6%

  • 136

    . 4.6 - tau

    -

    .

    (. 4.7). -

    U=70 , L2=0,1 ,

    R2=25

    , L1=1 , -

    R1=215 .

  • 137

    4.6

    E = 12 -

    L, 1500 1000 600 400 200 100 25 2 0,5 0,3

    IEC - 0,031 0,04 0,052 0,072 0,1 0,2 0,8 1,8 2,3

    - 1

    - 0,0169 0,0237 0,0307 0,0479 0,0732 0,164 0,672

    - 2,01

    - 2

    0,028 0,033 0,043 0,0506 0,071 0,098 0,19 0,72 1,5 1,95

    1

    - 45% 40% 32% 33% 26,8% 18% 16% - 12%

    - 2

    - 6% 7,5% 2,7% 1,3% 2% 5% 10% 16% 15%

    R

    R1

    L1

    U

    R2

    L2

    . 4.7 -

    ,

    (. 4.7) - 0,0971 , -

    , [42], -

    0,115 .

  • 138

    4.7

    v= 6,5 /

    i , Tp, Pp,

    i-U-L [42]

    0,0905 119,4 3,82

    0,0961 124,2 4,13

    0,0971 125,11 4,19

    0,1 127,6 4,35 (0,115 A)

    [42] 15%

    , -

    16%

    - ,

    -

    .

    4.2

    - -

    ,

    .

    .

    -

    -

    . , -

    -

  • 139

    . -

    , ,

    , . -

    , , -

    , , -

    .

    (FISCO), -

    60079-27 -

    -

    Li < 10 i < 5 . , -

    FISCO, : Rc

    15 / 150 /; Lc 0,4 / 1

    /; Cc 45 / 200 /; -

    - 60 B; -

    , ,

    1 5 .

    , -

    .

    -

    ,

    ,

    .

    -

    .

    -

    , , , -

    , . -

    -

  • 140

    ,

    .

    :

    . . , U U (4.3)

    . U - , -

    ; . U - -

    .

    -

    , -

    , -

    , -

    [86, 160].

    , , . -

    -

    .

    -

    ,

    (, , , -

    ),

    .

    .

    . -

    ... , -

    , . -

  • 141

    -

    . -

    -

    , -

    , -

    . -

    ,

    , ... ,

    .

    .

    . 4.8

    U = 10 B, L = 0,1 , -

    RL = 25 , R = 1000

    R. -

    , .

    , . 4.1

    (.4.8) - 0,201 . ,

    [42] , -

    0,21 .

    . 4.8 -

  • 142

    4.8

    v= 6,5 /

    i , tp, Pp,

    [42]

    0,19

    0,195

    0,201

    0,3

    104

    108

    112

    187,5

    4,62

    4,82

    5,07

    9,55

    (0,21)

    (-

    ). , ,

    -

    . ,

    . -

    ( ). -

    - (.4.9) -

    . -

    ,

    ... -

    , .

    . -

    U = 30 B, L = 0,1 ,

    RL = 35 , -

    28,371071,1 Ui . , -

    .

  • 143

    . 4.9 - -

    , -

    .4.10. -

    v -

    [142], , -

    (.4.9), 0,231 (

    [42] - i = 0,243

    ).

    . 4.10 -

  • 144

    a 4.9

    i ,

    v, / W,

    t, P, T, r,

    -

    [42]

    0,21

    6,5

    4,0

    1,8

    0,43

    0,59

    0,84

    104

    157

    287

    4,15

    3,77

    2,92

    2277

    2208

    2000

    0,176

    0,183

    0,165

    0,225 6,5 0,5 111,2 4,52 2361 0,194

    0,229 6,5 0,524 113 4,63 2384 0,198

    0,231 6,5 0,53 114 4,68 2395 0,2

    (0,243 )

    . , -

    (-

    1 ) ( ) - .

    , -

    .

    ,

    .

    , ,

    . ,

    -

    , -

    , -

    , .

    -

    .

    , .

  • 145

    . 4.11 -

    MatLAB (.4.11 , ) -

    Vf (

    , . 4.11 ) , Ron (

    - (.4.11 )) -

    Lon , .

    .

    . -

    , ,

    .

    , -

    , , -

    .

  • 146

    -

    .

    -

    , -

    .

    , .

    , -

    -

    . , -

    , [160]. , -

    . , -

    , , -

    .

    -

    (.4.12).

    , .. -

    (.4.13). , : Ust -

    ; Rdif - -

    , ; Rd, Ud -

    Ron, Vf, (.).

    -

    ( - -). , -

    ().

    : Ust = 10 , Ud = 1 , Rd = 3 , Rdif = 5 , : Ron = 1,53

    , Lon = 0, Vf = 0,495 . -

    -

    . 4.14 . -

    : -

  • 147

    U = 30 B, L = 0,1 , -

    RL = 35 , 8EQ045_IR - BV =

    45 , TT = 1 c, BYV26D - TT = 128,2 c (.

    4.10 ).

    . 4.12 -

    . 4.13 - -

  • 148

    . 4.10 , ,

    .

    4.10

    P, t, W, U, B i ,

    1,8 37 0,067 31,5 0,35

    1,73 35 0,061 30,5 0,33

    17,7 308 5,4 172 0,33

    4.10

    (v = 6,5 /)

    i , T,

    W,

    P,

    W,

    R, BYV26D

    0,33 39 64 1,42 404 55

    c 8EQ045_IR

    0,33 39 58 1,35 404 55

    0,33 323,1 5400 12,9 920 55

    4.3 -

    , - -

    ,

    .

  • 149

    3 4 -

    ( ), -

    (), , -

    .

    -

    , 40

    , -

    [1, 2, 73, 12, 74, 4, 153], -

    .

    ,

    (. 1.3), -

    ,

    ,

    .

    , -

    ,

    . -

    ,

    (), -

    -

    , -

    ,

    , , -

    , -

    .

  • 150

    . 4.14 - W,

    T, -

    v=6,5 /. : 1 -

    ; 2 ; 3

    ,

    , 3-

    , W, ,

    T , () v, / -

    1, 2, 3 (. 4.14).

    2 , -

    3 , -

    .

    .

  • 151

    , 1 T

  • 152

    6,5v / ib ,

    ki a0, a1 . 4.11,

    - . 2.

    -

    , Wp, -

    , W

    Tp .v

    4.11

    ( I) W (v, T) 1

    C, /

    -

    - -,

    1 2 3

    6,5 T1 44 ; T2 = (44..90]

    ; T3 = (90..500]

    pik

    iW bT

    b1 =

    5,804

    k1 =

    -0.718

    b2 =

    0.37

    k2 = 0 b3 =

    0.014

    k3 =

    0.738

    4.11

    2

    C, /

    -

    - -,

    1 2 3

    6,5 T1 44 ; T2 = (44..90]

    ; T3 = (90..500]

    pln( )

    a0 a1 T

    W e

    a0 =

    1,798

    a1 =

    -0,739

    a0 =

    -0.994

    a1 =

    0

    a0 = -

    4.079

    a1 =

    0.692

  • 153

    1W

    W

    __

    1,3i (.

    4.16), . ,

    Tp (. 4.11).

    , 2 (4.6)

    W (v, Tp) , -

    . 1 (4.5)

    , 8,3% - -

    .

    4.1. II = 0,75 -

    U = 24 (

    U0 = 26,4 )

    ( -

    L = 1100 , R=35 ). ,

    : Tp = 66,8 , W = 0,331

    , W = 0,37 6,5v /.

    IIIB = 0,75 -

    IIB.

    .

    ,

    . L.

    b1= 0,699 k1= 0,531 II . 3.4.

    p

    W

    W < 1:

    L = 300 , R=35 , Tp = 44,7 < T = 60 , W = 120,7 ,

    W = 150 , 6,5v /.

  • 154

    4.2. , -

    -

    : Tp=19,5 , W=0,670

    , v = 6,5 /. W

    B.

    .

    1. Tp -

    . 4.11 1.

    2. a0 = 1,798 a1 = -0.739.

    3. (4.6) W =

    pln( )a0 a1 Te

    = 1,798 0,739 ln(19,5)e = 0,674 , .

    .

    4. B

    IIBW , 3.1: ( 6,5v / -

    ).

    Tp=19,5 = 60 ,

    2 IIW = 0,6990,060,531

    =

    0,156 (. 3.4).

    .. .

    .

    4.3. -

    U =

    20 IIA. [2]

    IIIA = 1,572 A.

    .

    .

    v = 0,046 /.

  • 155

    p

    W

    W < 1: IIIA

    = 1,54 A, Tp = 3,081 , Wp = 5,9 , T = 4,57 .

    . 3.4 Tp < T, W = 5,97 .

    4.4 4

    1.

    , -

    , , -

    -

    .

    2.

    6..10 .

    ( 52 % ) -

    .

    3. -

    -

    . -

    (, , , , -)

    .

    -

    IEC 60079-

    11 22782.5,

    . 12..70

    11% 16 % -

    .

    100..300

    ,

  • 156

    . -

    -

    1,37.

    4. - -

    ( ), -

    , .. ,

    , -

    .

    5 .

  • 157

    5.

    -

    5.1 -

    .

    , -

    , .

    : , -

    -

    [99, 160].

    , -

    , -

    .

    , -

    .

    -

    ,

    ( ) .

    , -

    -

    .

  • 158

    -

    ,

    .

    U = f(C)

    [12, 74].

    -

    , -

    -

    . -

    , , , -

    [99, 119, 86, 103, 161].

    ,

    , RC -

    .

    , -

    -

    , . ,

    -

    , , , , -

    .

    -

    -

    11..12 [98, 99]. . 5.1 -

    RLC, -

    [162].

    ,

    , . , -

  • 159

    . -

    [162, 102].

    . 5.1 - (1) (2)

    U=70 B; C=4 ; R=3,8 : ) L=2 , ) L=140

    -09.

    . 2.2.

    . 2.2 2 ,

    1 . , V

    . r1

    . 1, 2

    .

    . 5.2

    U0=200 B.

    - ,

    .

    11 .

  • 160

    -

    , -

    ( 22782.5-78, EC 60079-11,

    51330.10-99). , -

    ,

    , -

    [74]. , -

    , , -

    .

    . 5.2 - :

    ) ; )

    5.2

    [99] -

    )

    )

  • 161

    RC

    R:

    1.

    (C, RC,

    RLC), .

    2.

    , ,

    0, ,

    .

    , R

    R

  • 162

    ) p(t) -

    , ,

    - 20 .

    6. , ,

    -

    p0...t T :

    p p( ) ( )1

    i

    nW t W t

    i

    . (5.2)

    (5.2) Wp(Tp).

    , n RC

    , U , -

    , t,

    :

    (5.3)

    , -

    RC , t=Tp :

    p( )1

    i

    nW t W

    i

    (5.4)

    Wi (5.3).

    7. C R -

    , :

    0 0

    ( )(1 )i it

    i i i

    tRC

    W U I dt C U U U e

  • 163

    ) -

    , ;

    ) -

    .

    8. R

    . ,

    Mathad R -

    :

    a) R, , 2 - 3

    ,

    ,

    10% , ;

    ) R,

    ;

    ) R -

    T, . t = T

    W(T) , .

    W(T) > W(T), , -

    W (T) = W (T).

    9. U0, R -

    , . 5.3 ( [74] -

    R1=10, 100, 1000 , R1=0, 10, 100, 1000

    , R1=0, 10, 100, 1000 ).

    : U0 = U, R = R1, = . -

    [99].

  • 164

    , .. , -

    C, R . 5.1.

    . 5.1.

    [99] -

    MathCad 14.0 (. 5.4), :

    ) : -

    RC (.1 . 5.1), I=Ip=20

    Wp = 3,0310-3

    , I t=

    32,25 10 c;

    ) : R (.1

    . 5.1), I=Ip=20 Wp = 3,0510-3

    ,

    I t1= 1,510-3

    c (. 5.4).

    , -

    Tp, .. Wp

    Tp 33%, I = 1 46%.

    ,

    , -

    [99] :

    -

    C R;

    - Tp,

    n -

    RC -

    1,5..2 .

    -

    R1 (. 5.3) -

    (R2 = 10, 100 1000

    ) [74], , - ,

  • 165

    , -

    RC .

    . 5.3 - -

    - (81 % 2 + 19 % 2)

    II R1 = 0

    (.1 . 5.1):

    Ip 0.02

    R1 100 R2 100 R3 100 R4 100

    C1 107

    C2 106

    C3 4 106

    C4 105

    Up 12 U0 30

    t 2.25 103

    Ip

    1

    4

    i

    U0 Up

    Rie

    t

    Ri Ci

  • 166

    (5.3), (5.4)

    (5.3):

    . 5.4 - [99]

    MathCad 14.0

    5.1

    [99]

    U0,

    n

    Ci, Ri, L, C, R,

    30 4 1=10-7

    2=10-6

    3=6104

    4=10-5

    R1=100

    R2=100

    R3=100

    R4=100

    -

    14,610-6

    30

    .

    Wp

    1

    4

    i

    Ci Up U0 Up( ) 1 e

    t

    Ri Ci

    Wp 3.031 103

    Wp 3.051 103

    Cekv 14.6 106

    Rekv 30

    t1 1.5 103

    IpU0 Up

    Rekve

    t1

    Rekv Cekv Ip 0.02

    Wp Cekv Up U0 Up( ) 1 e

    t1

    Rekv Cekv

  • 167

    5.3

    -

    -

    . [102]

    - . -

    -

    .

    , -

    , . -

    - [164].

    ,

    , 10

    . (

    U

    l0) , U .

    , -

    ,

    -

    .

    -

    ( -

    0,2 - 0( )U f l ,

    . 5.2).

    - -

    .. [163] , -

    Tp, imax Wp.

  • 168

    , ,

    (, , ) -

    ,

    .

    5.2

    l0, 0.005 0.01 0,02 0,025 0,03

    U, 7,5 10 20 40 120

    -

    -

    , -

    constU p [165].

    -

    . 5.5.

    SW1 ,

    1 V1.

    ( 100 . 5.5). -

    Vd, Rd, Dd -

    . -

    1=10 R2=5,6 -

    , , L1=0 . R1 = 100

    V1.

    V1

    pU = 11

    10-9

    . RR -

  • 169

    , , ,

    .

    -

    U(RR) -

    SW1 (RR). -

    Up =11 -

    .

    S1 -

    .

    -

    .

    ,

    . 5.5,

    (. 5.6) .

    , -

    (RR)

    ( 1..20 ).

    -

    -

    , [164]

    : R2=10 , C1=1 ,

    0,08 , Up=11 (. 5.3).

    . 5.4

    [164] V1=70 , Up=11 , -

    0,5 , R2=3,8 . -

    , . 5.6 (

    1

    1

    C

    L - ). >0,5 -

    - .

  • 170

    . 5.3 5.4 , -

    10%.

    5.3

    V1, B

    100 200 300 400 500 600

    [164]

    T, 47 54 58 61 63 65

    W, 0,97 2,069 3,17 4,27 5,37 6,7

    T, 47 55 60 63 65 68

    W, 0,97 2,07 3,17 4,27 5,37 6,47

    T, 42 52 60 62 63 64

    , RLC .

    -

    ( - ; -

    - ; - - ) -

    -

    V1 Mcro-Cap 9.0, -

    Wp, Tp, -

    . . 5.7

    S1.

  • 171

    .define PD if(abs(I(RR))

  • 172

    .5.6 - I(RR)

    (), Wr (), V(RR),

    V(C1) () I(RR) ()

    -

    51330.10-99 (EC 60079-11) -

    , -

    R, , U, , ,

    .

    )

    )

    )

    )

  • 173

    U = 11 = 3 .

    -

    W T U

    . 3.

    ( ) W T , -

    cxbxay )ln( , -

    -

    (. 5.5).

    92,0)),(( YXfcorr

    .

    : - 20,

    30, 50, 70, 100, 200 , - 20, 30, 50, 70, 100, 200 ,

    - 20, 30, 40, 50, 70, 100, 200 .

    .define PD if(abs(I(RR)) 0,5 -

    a(U), b(U), c(U) (. 5.5) :

  • 174

    ( ) ( ) ln( ) ( ) ( )W T a U T b U T c U , (5.5)

    U , .

    T < 0,5

    (5.5) .

    3- -

    T.

    , W -

    U : U = (30; 40; 50) , W=(0,427; 0,279; 0,211) -

    . (5.5): k=2,82; kb=-0,07;

    k=0,15 (. . 5.8).

    p( , )

    p p( ) ( , ) ( , )kb U T U

    W U ka U T e kc U T

    , (5.5)

    k(U,Tp), kb(U,Tp), k(U,Tp) U 1

    (.5.7) Tp (W [], Tp [c]).

    , U=43 T=46 : W(43)=0,252 .

    -

    . 5.7

    V1=44 , R2=5,6 . -

    (5.5) . 5.9

    ( . . 3).

    . 5.9 1=14

    . , 1 - , < 1 - .

    [74]

    15 (, 16 ).

    ,

    [74] :

  • 175

    . 5.8 - W,

    U,

    T=46 ( IIB)

    16 14100% 12%

    16

    . (5.6)

    , II. -

    . 5.6.

    V1=

    U

    30

    40

    50

    W

    0.427

    0.279

    0.211

    T1 0 0.01 1 efit expfit U W ( )

    efit

    2.82288

    0.07777

    0.15320

    a efit0

    b efit1

    c efit2

    U( ) a eb U

    c 43( ) 0.25282

    a 2.82288 b 0.07777 c 0.15320

  • 176

    24 B V1=100 . 5.7.

    ,

    , -

    [74]. -

    0,95.

    :

    21 kskoS , (5.7)

    sko - , ..; k - -

    , ..

    . 5.9 - (2) ,

    (1)

    44 14

    5,6

  • 177

    5.5

    W I, II, II

    T > 0,5

    -3 4( ) 3,854 10 ln( ) 6,937 10 0,01064a U U U

    ( ) 0,299 ln( ) 0,051 1,027b U U U 3( ) 0,036 ln( ) 6,314 10 0,1005c U U U

    ( ) ( ) ln( ) ( ) ( )W T a U T b U T c U

    I

    -3 3( ) 5.33832 10 ln( ) 1,00577 10 0,01417a U U U

    ( ) 0,56895 ln( ) 0,09348 1,72385b U U U

    3( ) 0,05598 ln( ) 0,01050 10 0,14886c U U U

    ( ) ( ) ln( ) ( ) ( )W T a U T b U T c U

    II

    0..30

    -5 5 4( ) 4,67896 10 ln( ) 5,15444 10 3,02274 10a U U U

    ( ) 0,20694 ln( ) 0,06370 0,29197b U U U 3 3 3( ) 5,44634 10 ln( ) 1,99708 10 5,45098 10c U U U

    ( ) ( ) ln( ) ( ) ( )W T a U T b U T c U

    31

    ..1

    00

    -4 4 3( ) 8.885 10 ln( ) 2,577 10 1,739 10a U U U

    ( ) 0,22 ln( ) 0,077 0,3683b U U U 3( ) 0,01 ln( ) 3,245 10 0,019c U U U

    ( ) ( ) ln( ) ( ) ( )W T a U T b U T c U

    101

    ..200

    -3 4 3( ) 3.337 10 ln( ) 6,204 10 9,058 10a U U U

    ( ) 1,469 ln( ) 0,269 3,931b U U U 3( ) 0.051 ln( ) 9,422 10 0,137c U U U

    ( ) ( ) ln( ) ( ) ( )W T a U T b U T c U

  • 178

    5.6

    C1 C1

    44

    -

    V1, R2, C1,

    C1,

    [2]

    %,

    44 10 10 9 11

    44 100 16 17 5,9

    c -

    :

    max W W S t , min W W S t (5.8)

    W - , ; S - -

    , ..; t - , ..

    MathCad 14.0 . 5.10.

    ORIGIN 0

    B

    0.0403 103

    1.6 103

    13 103

    3.5 103

    7.056 103

    28.97 103

    3.5 103

    6.9 103

    30 103

    kt length T( ) kt 3

    Wr B1

    We B2

    T B0

  • 179

    5.7

    24 100

    V1, B R2,

    C1,

    1, [2]

    Wp, Tp, W Tp - W(Tp)

    --,

    %

    --

    I 24 5,6 95

    90

    85

    90

    31056,13 31084,12

    31011,12

    31030,4 31008,4 31085,3

    31038,13 31092,12 31044,12

    5,5 - -

    100 5,6 2,5

    1,5

    1

    2,5

    31044,2 31047,1 31098,0

    31017,0 31010,0 31007,0

    31015,2 31063,1 31031,1

    0 - -

    II 24 50 85

    70

    55

    70

    31013,12 31098,9 31085,7

    31049,3 31088,2 31026,2

    31077,11 31002,10

    31048,8

    21 - -

    100

    100

    4,6

    4,5

    4,4

    3,8

    31052,4 31043,4 31033,4

    31012,4 31004,4 31096,3

    31048,4 31044,4 31040,4

    21 - -

    IIB 24 50 25

    22

    20

    25

    31055,3 31013,3 31084,2

    31013,7 31028,6

    3107,5

    31044,3 31017,3

    3103

    0 - -

    100

    10

    0 1,3

    1,2

    1

    1

    1,1

    31027,1 31014,1 31098,0

    31016,1 31007,1 31090,0

    31019,1 31015,1 31008,1

    18 - -

    k corr We Wr ( ) k 1

    sko stdev We( ) sko 0.012

    t qt 0.95 kt ( ) t 2.353

  • 180

    . 5.10 -

    MathCad 14.0

    (W - , ; W - , ; Wmax, Wmn -

    )

    5.4

    -

    -