Взрывной размыкатель импульсного тока

 

(19)SU(11)1017115(13)A1(51)  МПК ⁶    _H01H39/00(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) ВЗРЫВНОЙ РАЗМЫКАТЕЛЬ ИМПУЛЬСНОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коммутирующим устройствам для разрыва тока. Известен взрывной размыкатель импульсного тока, содержащий токопроводящую фольгу и расположенные по разные стороны от нее заряд взрывчастого вещества и ребристый изолятор, направление расположения ребер в котором перпендикулярно прохождению тока. Разрыв токопроводящей фольги на выступах изолятора осуществляется давлением продуктов взрыва заряда, который инициируется в момент достижения максимума тока. Однако для осуществления быстрого разрыва фольги ее толщина не должна превышать долей миллиметра, в то же время фольга должна иметь достаточно большое сечение, чтобы пропустить ток при его нарастании до максимального значения без электрического взрыва. Поэтому при большой амплитуде тока и большой длительности его нарастания площадь фольги велика, что является причиной следующих недостатков: большие габариты размыкателя, большое количество взрывчатого вещества и малое конечное сопротивление разрыва. Наиболее близким к изобретению является взрывной размыкатель импульсного тока, содержащий цилиндрический заряда взрывчатого вещества с системой его инициирования, расположенной на его оси, источник тока, подключенный к двум последовательно соединенным, расположенным коаксиально заряду двум элементам токоведущей цепи, наружным из которых является разрушаемый проводник, а внутренним токопровод, размещенный в заряде, и коаксиальный заряду изолятор с ребристой внутренней поверхностью, обращенной к разрушаемому проводнику. В этом размыкателе, однако, существует ограничение по максимальному напряжению, создаваемому при размыкании тока электрического контура. Это ограничение связано с малым конечным сопротивлением размыкателя, поэтому для получения высоких напряжений приходится либо увеличивать плотность тока, либо увеличивать длину размыкателя, что ведет за собой использование источников энергии с большим энергозапасом. Целью данного изобретения является увеличение амплитуды формируемого импульса напряжения путем увеличения сопротивления разрыва при неизменных плотности тока и размерах размыкателя. Указанная цель достигается тем, что во взрывном размыкателе импульсного тока, содержащем цилиндрический заряд взрывчатого вещества с системой его инициирования, расположенной на его оси, источник тока, подключенный к двум последовательно соединенным, расположенным коаксиально заряду элементам токоведущей цепи, наружным из которых является разрушаемый проводник, а внутренним токопровод, размещенный в заряде, и коаксиальный заряду изолятор с ребристой внутренней поверхностью, обращенной к разрушаемому проводнику, согласно изобретению по крайней мере один из указанных элементов токоведущей цепи выполнен в виде спирали. На фиг. 1 показан вариант выполнения взрывного размыкателя импульсного тока с токопроводом, выполненным в виде спирали; на фиг.2 вариант взрывного размыкателя импульсного тока с разрушаемым проводником в виде спирали; на фиг.3 вариант взрывного размыкателя импульсного тока с токопроводом и разрушаемым проводником, выполненными в виде соосных спиралей. Взрывной размыкатель импульсного тока содержит цилиндрический заряд 1 взрывчатого вещества с системой его инициирования 2, расположенной на оси заряда, разрушаемый проводник 3, ребристый изолятор 4, токопровод 5, размещенный в заряде источник тока 6, подключенный к обоим элементам токоведущей цепи к разрушаемому проводнику 3 и к токопроводу 5. Ребристый изолятор 4 выполнен в виде коаксиального заряду 1 полого цилиндра, например, из полиметакрилата, по внутренней поверхности которого нарезаны трапецеидальные кольцевые канавки. По крайней мере один из элементов 3 или 5 токоведущей цепи выполнен в виде спирали. Так, например, размыкатель на фиг.1 содержит токопровод 5, который выполнен в виде спирали (например пятивитковая двенадцатизаходная спираль намотана проводом ПЭТВ, армирована слоями стеклоткани, пропитана и залита под вакуумом при температуре 90^оС эпоксидным компаундом). В этом варианте разрушаемый проводник 3 представляет собой напыленный по всей ребристой поверхности изолятора 4 слой алюминия. Вариант размыкателя на фиг.2 имеет токопровод 5 в виде медного цилиндра, а разрушаемый проводник 3 выполнен, например, в виде пятивитковой шестизаходной спирали, намотанной хлорвиниловой трубкой с напыленной алюминием внутренней поверхностью. Вариант размыкателя на фиг.3 содержит и разрушаемый проводник 3 и токопровод 5, выполненные в виде соосных спиралей, изготовленных, например, по вышеописанным технологиям. Устройство работает следующим образом. Импульс тока от источника 6 подается на оба элемента токоведущей цепи, имеющие электромагнитную связь: на разрушаемый проводник 3 и токопровод 5. В случае, когда хотя бы один из элементов токоведущей цепи выполнен в виде спирали, активное сопротивление размыкателя увеличивается при неизменной плотности тока и габаритах в N раз, где N число витков спирали. В определенный момент времени срабатывает система инициирования 2, подрывающая заряд взрывчатого вещества, волна детонации которого достигает поверхности разрушаемого проводника 3 в момент максимального тока источника 6. Под действием давления продуктов взрыва происходит разрыв проводника 3 и скачкообразное увеличение его активного сопротивления, определяющего амплитуду формируемого высоковольтного импульса. Согласно результатам опытного испытания устройства описанное технического решение вариантов взрывного размыкателя позволяет увеличить амплитуду импульса напряжения в N раз (N число витков спирали) по сравнению с прототипом, при неизменных плотностях тока и размерах.

Формула изобретения

ВЗРЫВНОЙ РАЗМЫКАТЕЛЬ ИМПУЛЬСНОГО ТОКА, содержащий цилиндрический заряд взрывчатого вещества с системой его инициирования, расположенной на его оси, источник тока, подключенный к двум последовательно соединенным, расположенным коаксиально заряду элементам токоведущей цепи, наружным из которых является разрушаемый проводник, а внутренним токопровод, размещенный в заряде, и коаксиальный заряду изолятор с ребристой внутренней поверхностью, обращенной к разрушаемому проводнику, отличающийся тем, что, с целью увеличения амплитуды формируемого импульса напряжения путем увеличения сопротивления разрыва при неизменных плотности тока и размерах размыкателя, по крайней мере один из указанных элементов токоведущей цепи выполнен в виде спирали.