Взрывной размыкатель

 

Использование: в электротехнике, а именно в электрических размыкателях, приводимых в действие взрывом, и может быть использовано в энергетике для выключения постоянных, переменных и импульсных токов и в экспериментальной технике для получения высоких напряжений и мощностей. Сущность изобретения заключается в том, что взрывной размыкатель содержит электроды, полый разрушаемый токовод, выполненный в виде спирали, заряд взрывчатого вещества с инициатором. Витки спирали полого разрушаемого токовода выполнены изолированными. При использовании размыкателя рост индуктивности начинается за короткое время, практически скачком, вызывая высокие перенапряжения на начальном этапе размыкания тока; изоляция витков обеспечивает высокую электрическую прочность. 2 ил.

Устройство относится к электротехнике, а именно к электрическим размыкателям, приводимым в действие взрывом, и может быть использовано в энергетике для выключения постоянных, переменных и импульсных токов и в экспериментальной технике для получения высоких напряжений и мощностей.

Известны размыкатели, приводимые в действие взрывом, содержащие электроды, полый разрушаемый токовод, заряд взрывчатого вещества (ВВ) с инициатором, расположенные в разрушаемом тоководе [1, 2] Недостатком известных размыкателей является низкое напряжение и, как следствие, низкая мощность переключателя на начальном этапе работы, так как при разрушении токовода образуются электрические дуги с низким падением напряжения. Высокие напряжения возникают по истечении некоторого времени работы выключателя, после начала интенсивного воздействия продуктов детонации или другогосящей среды на электрические дуги.

Наиболее близким из известных технических решений является взрывной размыкатель, содержащий приводной механизм, два электрода, между которыми расположен соединяющий их обостритель, выполненный в виде цилиндрической спирали, смежные витки которой прижаты друг к другу. Спираль выполнена из взрывающего проводника и размещена внутри изолятора, выполненного в виде полого стакана [3] Недостатком известного размыкателя является малая скорость роста индуктивности на начальном этапе работы размыкателя, что приводит к низким начальным напряжениям и отрицательно сказывается на его быстродействии и надежности.

На фиг.1 приведен общий вид предлагаемого взрывного размыкателя в разрезе; на фиг.2 взрывной размыкатель, витки которого помещены в изолятор, выполненный в виде полого стакана.

Взрывной размыкатель содержит инициатор 1, заряд ВВ 2, электроды 3, разрушаемый токовод, выполненный в виде спирали 4 с изоляцией 5.

Взрывной размыкатель работает следующим образом.

При достижении током заданного значения возбуждается инициатором 1 расходящаяся детонационная волна в заряде ВВ 2. При выходе детонационной волны на поверхность заряда она ускоряет материал изоляции 5 и витков спирали 4 в радиальном направлении. Вместе с ростом диаметра витков растет индуктивность размыкателя, причем рост индуктивности начинается за короткое время где d диаметр проводника, а D скорость ударной волны в нем, т.е. практически мгновенно. На возрастающей индуктивности возникают ЭДС электромагнитной индукции, уменьшая ток в размыкателе. При дальнейшем радиальном движении витков они разрушаются и в местах разрушения возникают электрические дуги. Гашение электрических дуг облегчено двумя причинами: во-первых, к моменту разрушения ток значительно меньше начального, во-вторых, к дугам приложено низкое напряжение, так как его основная часть приложена к возрастающей индуктивности. Основным же эффектом работы размыкателя является высокое перенапряжение, возникающее в момент начала радиального разлета витков, что обуславливает расширение его функциональных возможностей. При протекании тока по виткам размыкателя на последние действуют электромагнитные силы, разрывающие витки. Витки спирали 4 могут быть размещены в изоляторе 6 (фиг.2), что также расширяет функциональные возможности размыкателя и позволяет увеличить отключаемый ток, а также дополнительно увеличивает прочность и надежность устройства.

Преимуществом заявляемого размыкателя, техническим результатом его использования является то, что согласно изобретению рост индуктивности начинается за короткое время, практически скачком, вызывая высокие перенапряжения на начальном этапе размыкания тока; изоляция витков обеспечивает высокую электрическую прочность.

Таким образом, использование изобретения позволяет во взрывном размыкателе получить высокие перенапряжения на начальном этапе работы размыкателя, а, следовательно, расширить его функциональные возможности, а также повысить его быстродействие и надежность. Получение высоких перенапряжений позволяет увеличить мощность, переключаемую в нагрузку.

Формула изобретения

Взрывной размыкатель электрического тока, содержащий два электрода, разрушаемый токовод, выполненный в виде витков спирали, отличающийся тем, что он снабжен зарядом взрывчатого вещества с инициатором, а витки спирали выполнены изолированными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2