ВЗРЫВНОЙ ЗАМЫКАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H01H39/00 

Изобретение относится к электротехнике и служит для оперативного замыкания в мощных и высоковольтных электрических цепях.

Известен пиротехнический замыкатель (заявка Франции N 2142598, кл. H 01 H 39/00, 1973), содержащий два разнополярных и изополярных друг от друга электрода и пиротехнический патрон, начиненный взрывчатым веществом и установленный так, чтобы мгновенно устанавливать электрическую связь между электродами при помощи тонкой и прямолинейной струи из ионизированных или токопроводящих частиц.

Недостатками пиротехнического замыкателя являются большое электрическое сопротивление плазменной перемычки (струи) между электродами и кратковременность ее проводящего состояния.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является взрывной замыкатель (А. с. СССР N 351256, кл. H 01 H 39/00, опублик. 22.09.72 в БИ N 27), содержащий наружный и внутренний коаксиальные электроды и электродетонатор, заложенный во внутренней электрод. Оба электрода имеют цилиндрическую форму, наружный электрод выполнен для удобства эксплуатации разъемным по диаметральной плоскости.

Однако указанный взрывной замыкатель нельзя использовать в высоковольтных электрических цепях из-за низкопрочного воздушного зазора между электродами, а также при операциях, требующих длительного (до 0,1-1 с) удержания на постоянном уровне переходного сопротивления (контакта между электродами).

Технический результат изобретения расширение диапазона рабочих напряжений, повышение надежности замыкания.

Технический результат достигается тем, что во взрывном замыкателе, содержащем наружный и внутренний электроды, расположенные коаксиально, и электродетонатор, заложенный во внутренний электрод, между электродами расположен твердотельный изолятор, во внутреннем электроде по оси установлен заряд взрывчатого вещества, смежные поверхности электродов выполнены коническими, наружная поверхность внутреннего электрода вдоль образующей выполнена ребристой, электродетонатор расположен со стороны большего основания внутреннего электрода.

Применение твердотельного изолятора позволяет повысить электропрочность замыкателя и одновременно уменьшить зазор между наружным и внутренним электродами. Это, в свою очередь, требует меньшей базы расширения внутреннего электрода и толщины заряда ВВ, устанавливаемого по оси внутреннего электрода, а также исключает его разрушение.

Установка по оси внутреннего электрода дополнительного заряда ВВ облегчает разрушение твердотельного изолятора и одновременно создает за счет истечения продуктов взрыва реактивный момент, направленный вдоль оси внутреннего электрода и заставляющий его работать как штык.

Выполнение смежных поверхностей электродов коническими (например, с углом конуса при вершине 3 30^o) и расположение по оси внутреннего электрода заряда ВВ обеспечивает при малом радиальном расширении внутреннего электрода (например, на толщину твеpдотельного изолятора) разрушение твердотельного изолятора на значительной длине (до 2/3 его длины) и, соответственно, большую длину зоны контакта и малое его переходное сопротивление.

Выполнение наружной поверхности внутреннего электрода с продольными ребрами облегчает разрушение (разрезание) твердотельного изолятора и увеличивает число контактных точек.

Расположение электродетонатора со стороны большего основания внутреннего электрода обеспечивает распространение волны детонации по заряду ВВ в направлении от большего основания внутреннего электрода к его вершине, а истечение продуктов взрыва в обратном направлении. В результате внутренний электрод несколько расширяется в радиальном направлении, но в основном перемещается в направлении своей вершины и разрезает изолятор между наружным и внутренним электродами.

На чертеже показан взрывной замыкатель, поперечный разрез.

Взрывной замыкатель состоит из наружного 1 и внутреннего 2 электродов, расположенных коаксиально и разделенных твердотельным изолятором 3. Во внутреннем электроде 2 установлены заряд взрывчатого вещества 4 и электродетонатор 5.

Наружный электрод 1, как правило, находится под высоким напряжением, а внутренний электрод 2 заземлен. Это исключает необходимость защиты электродетонатора и цепи его подрыва от высокого напряжения.

Смежные поверхности электрода 1 и 2 выполнены коническими, например, с углом при вершине конуса 3 30^o. Наружная поверхность внутреннего электрода 2 вдоль образующей выполнена ребристой (наподобие конической шестерни).

Заряд взрывчатого вещества 4 представляет собой тонкий стержень и установлен по оси внутреннего электрода 2. Электродетонатор 5 расположен со стороны большего основания внутреннего электрода 2 и примыкает к торцу заряда взрывчатого вещества 4.

Твердотельный изолятор 3 выполнен из лавсана или полиэтилена толщиной 0,3 1 мм.

Взрывной замыкатель работает следующим образом. При подаче электрического подрывного импульса срабатывает электродетонатор 5 и происходит подрыв заряда ВВ 4. Под действием давления продуктов взрыва внутренний электрод 2 расширяется и одновременно совершает за счет реактивного момента направленное движение в сторону, противоположную детонатору. В результате твердотельный изолятор 3 разрезается ребрами внутреннего электрода, как штыком, на множество полос и происходит надежное замыкание электродов 1 и 2. При этом внутренний электрод 2 практически не деформируется, а металлический контакт между электродами 1 и 2 сохраняется и после прохождения по ним волн разгрузки.

Авторами был изготовлен опытный образец предлагаемого взрывного замыкателя с наружным и внутренним электродами в форме усеченных конусов из алюминия: наружный высотой 100 мм и диаметром большего основания 70 мм, внутренний высотой 100 мм и диаметром большего основания 20 мм. Заряд ВВ был выполнен из пластического ВВ диаметром 4 мм и длиной 50 мм. Твердотельный изолятор из лавсана толщиной 0,3 мм. Испытания взрывного замыкателя в режимах шунтирования мощной конденсаторной батареи (напряжение 5 20 кВ, ток несколько сот килоампер) и преобразования колебательного разряда в апериодический с временем затухания 1 с подтвердили надежную работу замыкателя и возможность трехразового использования его электродов.

Сущность изобретения: взрывной замыкатель содержит коаксиально расположенные электроды с коническими противостоящими боковыми поверхностями. В полости внутреннего электрода расположены электродетонатор и заряд взрывчатого вещества. Наружная боковая поверхность внутреннего электрода выполнена ребристой с направлением ребер вдоль образующей. 1 ил.

Взрывной замыкатель, содержащий наружный и внутренний электроды, расположенные коаксиально с зазором друг относительно друга, и электродетонатор, расположенный в полости внутреннего электрода, отличающийся тем, что электроды выполнены с коническими противостоящими боковыми поверхностями, между которыми расположен дополнительно введенный твердый изолятор, полость внутреннего электрода расположена по его оси и заполнена дополнительно введеным зарядом взрывчатого вещества, к торцу которого со стороны большего основания внутреннего электрода примыкает указанный электродетонатор, причем наружняя боковая поверхность внутреннего электрода выполнена ребристой с направлением ребер вдоль образующей.