Выключатель взрывного типа

Выключатель взрывного типа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

тф\ю,,,:. ОКЕ!В

<ест е ит 1 .) !

Союз Советских

Социалистических

Рес1тублик

О П И С А Н H Е "1475680

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

",-4r ""! 1, 1, I!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зави . мсе от авт. св:!дстсл с)п;i -— (22) Заявлено 12.84.72 (211 1771903 )4-7

С IT;) !OOßÄIIIIOН;!ЕМ 3I)5!BI

Опубликовано 30.06.75. Б!оллстень,¹ 24

Дата оп, бликования описа:1:.!я 30.11.76 (51) .11. К. !. Н ()1h 37 76 (асударственный комитет!

Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий (53) УД К 621.318,56 (088 q) (72) Авторы изобретения

К. И. Козорезов, В. В. Семченко и Г. И. Михайлу

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. М. В, Ломоносова (71) Заявитель (54) ВЫКЛЮЧАТЕЛЪ ВЗРЫВНОГО ТИПА

Изобрстсп Iå относится к электротехн:!ке и мо)кет быть использовано для откл101!епи5! высокоьольтных и сильиоточных цепей.

Известны выключатели взрывного типа, содержащие полую токоведущуio шп !у, заряд взрывчатого вещества, детонатор и цп Ill!! li)lfческий изоляционный корпус.

Однако известные выключате;ш взрывного типа требуют большого количества взрывчатого вещества, имеют недостаточное быстродействие. Кроме того, из-за возникновения удар-!!ой волны при взрыве возможен повторный пробой промежутка.

В предлагаемом выключателе с целью устранения указанных недостатков полая токоведущая шина выполнена в виде двух )сеченных конусов, сложенных большими основаниями из материала, обладающего низкой плотность!О и BhlcoKoit теплоемкостью, элсктропроводностью и теплопроводпость!о, например из магния, магниевых сплавов, a,lloiiиния, а изоляционный корпус выполнен гсрмстичны<м с вякуумпрованной внутренней пoлост)и, причем остаточное давление P (в мм рт. ст.) и размеры устройства удовлетворяют соотношениям:

Р<0,1(Д вЂ” Д ) иД )ЗД, где Д и Д соответственно внутренний 3IIаметр изоляционного корпуса и диаметр больших оснотвяний усеченных конусов токоведуIitL 1I П1!1!! Ь! (В <. М) .

Кроме 101 0, возмо)кно выполнение токоведущей ttI»III I в ви-е нескольких усеченных конуcOH, сложенных Oîîòâåòñòâåííî большими и мялымп основа!гня ill, при этом уi T1)oilcTBo с!гябжепо рязво<кой детонационного импульса, например, из детоипрующих ш !уров, одни к 5нцы которых соед!иены и находятся в контакте с детонатором, а другие подведены к взрывчатому веществу в расширенных частях упомянутой токсведущей шины.

Ня < )!!г. 1 пзоб;)я)кен предложенный взрывlI0ii выключатель; ня фиг. 2 — то же, токове1:-, дущая шипя вьшо-пена в виде нескоlüêèх усеченных конусов (устройство снабжено раз. водкой детонацпоппого импульса).

На <рнг. 1 место прерывания токоведущей шины 1 выполнено в виде двух усеченных Ко20 пусов 2. Сложенных большими основаниями.

Внутренняя полость токоведущей шины заполнен

"5< ст.) удовлетворяют следующим соотношениям

475680 р=-0,1/(д,--д.) д.«зд, где Д;, Д вЂ” — соотвсгственно размеры кориуСЯ l! Ц!ИНЫ, В СМ. !

) °

I яоотает устройство следу«ощиз! ооразом.

I1plt подаче сигналя на отключение цепи 1 на детонатор 4 он вызывает срабатывание взрывчатого вещества 3. Под действием продуктов взрыва оболочка, состоящая из конусов 2 приобретает скорость нрактическ;1 в напрявлени«1, перпендикулярном повe))xttocTtt зарядя 3. Этя скорость обозначена ня ())иг. 1 через Г. Таким оорязом, уже с момента выходя детонационной волны íB 1108cJ)xllocT1 заряда 3 оболочк i

2 113чиняет )) 3«3p >)ItlBTBC Il OT«IOCIITC lbll«151 CKOрость концов разрыв !ого промежутка ЛЪ существенно оольшс нуля. Гlpoiicxoдит оп(л«Оченис цепи.

НЯ фиг. 2 );ccio прерывания токоведушсй шины 1 выполнено в виде череду!ощсйся сеJ))ill усе Ic!lilbtx конусов 2, с.lo>l(clltlblx сооп! Tствснио большими и меньшими основаниями.

Внут))et!i!515« час)ь полой токоведущей шины 2 заполнена зарядом взрывчатого вещества 3.

К детонатору 4 подход««г разводка дето яционного импульса, выполненная, например, 25 из детонирующнх шнуров 7 одинаковой длины. Все устройство размещено в герметизироВ«IННОМ КОР!! (СС;), КО ОРЬ111 ВЯ КМ>) МИ311P>) !O ЧСрез натрубок 6.

I яоотает устройство аналогично вык lto«IB30 те,но, изобря>кеиному иа фиг. 1.

При подаче сил я!л«! Иа откл«очен««с цени шины 1 на детонягор 4 ои срабатывает и генерирует детонационный импульс в разводке 7, выполненной, например, из детоиирующих шнуров одинаковой длины. Поэтому детон:- .цня заряда взрывчатого вещества 3 возбу>кдается одновременно в нескольких точках.

;,Одновременно начинается и рязрун«ение конусов 2. Из фиг. 2 легко видеть, что скорость удлиненн и разрывногo промежутка )() пЛ 1 1, где 2n — — число конусов; ЛГ! -- Относи !сгн)н«15« скоросп) концов каждого разрывного промежутка. Цеllh Откл«0 1««стс51.

В вык1юча(еле «ю схеме фиг. 1 легко ви.(еть, ч!О если угол ири ос!ювянни конусов

2 равен }), то уже с момента выхода детонации иа оболочку скорость удлинения разрывного промежутка ЛГ равна: ЛГ=2Г«(«г«(()/2}.

Г1ри ввсденпн двух или нескольких ра3)J)t tI)1tblx промежутков н ири условии, что они Об)разуются одновременно, кяк это иллиострируется схемой на фнг. 2, скорость удлинения разрывного промежутка увеличивается и п ряз:

Л1)=лЛГ! — — 2nVsitl()/2), где 2n-- число (oi»сов, нз которых образован разрушаемый участок токоведущсй шины.

Таким образом, в предложенном устройстве длина разрывного промежутка растет со значительно больп«сй, чем В известных устронствах, скоростью, что обеспечивает большее быстроде««ствпе выключателя.

В цепях проь!ы«««ленной электротехн!кн визмож«IÛ двЯ режима )300TЫ ВзрывllhlÕ ВыкЛIO((( чатслей:

1. То. ок чеРез выключатель протекает дли. тельное, практически неограниченное время.

Используя решение уравнения теплопроводности, например, цилиндрического разрушаемого промежутка, концы которого, поддерживаются при постоянной температуре, легко показать, что масса заряда взрывчатого вещества т равна:

nI = у — . — — — .,) /(!

8. 5Т„, дс 1 п /п О к Оэф1) ицие«!1 заряжаниЯ

no — — хlасса проводника разрушаемого участка; р,,(, () — соответственно плотность, теп.

10 и электропроводиость проводника; ЧТт— максимальное допустимое с точки зрения химической и физической стойкости взрывчатого вещества .«рпращеиие температуры; k — электрическая прочность разрывного промежутка;

У il (--ток и иапря>кение в це(ш.

Отшода видно, что при про t)tx равных условиях уменьшения заряда взрывчатого вещества можно добиться выполняя разрушяемьш участок токоведущей шины из материала с наименьшим значением.

2. Ток через выключатель протекает ограниченное время. Используя уравнение теплоВОГО ОЯЛЯИСЯ Д,!я TBI(OI O >t(e )10Cl ИКЯ, !(ЯК 11 В нервом случае находим:

«

»>„=)„. C (, « . C>CC:, ("« с() f 7 rust где и 0003113÷àct импульсный режим протекания тока; остальные обозначения прежние.

Из уравнения (2) видно, что нри прочим равных условиях умеш.шения заряда взрыв 1BTol о вещества можно добиться выполняя разрушаемый участок токоведущей шины 113 материала с наименьшим значением } о/Сп.

С ° !сд > ст 3««)«ети ь, чтО если р««зр) illасмый участок токовсдущсй нншы имеет не цилин;1Ри 1(сi(ill! Вил. «1 какой-лиоо ЯРУ! Ой, То В фОР>«м, 1««Х 1 11 2 11051!1 15tlOTC51 .lollo,lit!IT .,1ьные эффициенты. Прп этом вывод о влиянии материя 13 l!B величину заряда не изменяется, так кяк нс изменяются сами уравнения тенлонроводнос)и 11 те«!Лового б««лянса.

Извесп«о, что обласп силовой нош«зации и высокой элсктронроводности совпадает у взрывчатых веществ с зоной химической реакции во фронтс детонационной волны, Поэтому

В выключателе разрывной промежуток обдуВается плохо проводящими продуктами

ВЗРЫВ«!.

IIo ряс>«с)ы кп,!стнки иоиизацни и опыт но1(«IЗЫ Вя IOT, Чl 0 и)) И СКОРОСТЯХ ) QBPilolt ВО 1ИЫ

4 >5 — -7 к м/c c l; (а с тЯ !(Ой ct(0p ocTblo и д Ви >1(>)тся продукты взрыва) ионизация наступает нс м!.Иовеино, я на расстоянии порядка 10 — 40 гязокиистических свободных пробегов, сооТистствующих нсвозмущенному воздуху.

Таким образом, устранить !«,п!Янне проводимости ударной волны на работу выключателя можно путем расно toжен«!я его в гсрмстнзи4756SO рованном корпусе из изолятора, ио внутре;.llIo1o полость корпуса необход liIO ваку% мизировать. С учетом зависимости длины газок;нетического свободного пробега от остаточного давления Р получаем, что ионизация огсутствует при

P=О1(Д,— Д ), где Р измерено в мit. рт. ст.; Д: и Д обозначенные на фиг. 1 и 2 миш1мальный диаметр корпуса и максимальный диаметр разрушаемо 0 i ч стка токоведугцей шины в cit

1(роме того. известно, что параметры про-, дуктов взрыва (давление, температура и т. и.) .обратно пропорциональны шестой степени размера области занятой ими. Г!оэтому если размеры области расширения, т. с. размеры ,камеры в три раза больше размеров заряда (нрактически размера токовсдущей шины), то интенсивность ударной волны уменьшается в сотни раз. Таким ооразом, условие

Д O Д. также cltoc00cTBA ет ве,! ичеtltl I03 э, 1ектричсской прочности выклочателя.

11редмет изобретенн я

1. Выключатель взрывного типа, содержащий полую токоведущую шину, заряд взрывчатого вещества, детонатор и цилиндрический изоляционный корпус. отличаюи(ийся тем, что, с целью уменьшения количества взрывчатого вещества. повышения быстродействия выключателя н исключения вторичного пробоя, упомянутая токоведущая шина выполнена в виде усеченнык конусов. сложеннык болыпими основаниями, из материала, обладающего низKo1t н 10тнос1ьto и Вгясокои теп.10емкость10, электропроводност1 ю и теплопроводпостыо, например и", магшш, магниевык сплавов, алю1р миния, а изоляциошпш корпус выполнен герметичным. с закуумпрованной внутренней по. лос1ьl0. причем остаточное давление P (и мм рт. ст.) и размеры стройств>t довлетгоряют соотношениям:

Р 0,1 (Д, Д ), lI Д (ЗДш, где Д, tt Д» — соответственно внутренний диаметр изоляционного корпуса н диаметр больtutti оснований vce tettttttx конусов токоведуotett шины (в см).

2. Выключате;It> нo lt, 1, отиииаtOII(tt tie, I что токоведущая шина выполнена в виде несколькн>; усеченнь1 конусов, сложеннь>к соответственно большимн и малыми основаниями, нри этом устройство снао>кено разводкой детонационного импульса. например, из детонирующи>; шнуров, одни концы которы>; соединены н накодятся в контакте с детонатором, а зо другие подведены и взрывчатому веществу в расшпрениык частя>; указаннон токоведугцей шины. е,,-,,р ...во

»

i г —. .. г

) .-,,,1 ,,.) . .;..б

1 ; ) .У . а, с,-г-; сД 7ос те йоыоа

Фиг. r

1 (!

Я! :.

П ."еО 83/6/ÞÎi 1, .: ле йзрыоа > с;, з

Редактор В. Левитов

Заказ 582б Изд. ¹ 1642 Тираж 8б9 Подписпсе

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5

Oru. тпп. 1 островского управления издательств, полиграфии п книжной торговли (л >с :бА,;., б) (.

1 ) Составитель А, Иванов

Техред Т. Курилко Корректор Р. Юсипова