Взрывной переключатель Советский патент 1989 года по МПК H01H39/00 

Изобретение относится к электротехнике в части создания взрывных переключателей и может быть использовано в экспериментальной технике для переключения импульснь1х токов, в чат стности в цепях индуктивных накопителей энергии.

Известен электрический переклкгг чатель взрывного типа, содержащий электроды, соединенные полым токб- водом, заряд взрывчатого вещества и детонатор, расположенный на оси заряда.

Недостатком известного переключателя является низкая скорость отключения. Это связано с тем, что на разрушение токовода и удаление его .осколков из зоны токоподводящих электродов, а также гашение электрических дуг, возникающих на разрываемых

.промежутках, требуется значительное время Последующий пробой выключателя облегчается наличием открытых металлических поверхностей и примыкающих к ним воздушньЬс полостей, а так00же падением электрической прочности, продуктов детонации при расширении.

Наиболее близким техническим решением к описываемому изобретению является известный взрывной переключатель, содержащий плоские токопод.. водящие электроды, взрывной узел, состоящий из заряда взрывчатого вещества и детонатора, и расположенный между ними токовод, выполненный из материала, уменьшающего при повьш1ении давления свое сопротивление. Под действием ударной волны первоначально непроводящий материал переходит в 3103 проводящее состояние, замыкая тем са мым электроды между собой. Недостатком известного переключателя являются малые функциональные возможности, он выполняет только одну операцию - включение тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей переключателя за счет осуществления операций как включения, так и выключения токовой цепи. Цель достигается тем, что во взры вном переключателе, содержащем плоские токоподвод11щие электроды и расположенный между электродами токовод из материала, уменьшающего сопротивление при повьппении давления, взрывной узел из заряда взрывчатого вещества и детонатора. Заряд взрывчатого вещества расположен вдоль токовода и отделен от не го диэлектрической прокладкой со сто роны токовода, противоположной заряду,, вплотную к тоководу расположен диэлектрик в виде клина, а детонатор расположен со стороны основания клина. На чертеже представлен взрывной переключатель. Переключатель содержит плоские, то коподводящие электроды 1, расположенный между ними токовод 2 из материала, уменьшающего сопротивление при повышении давления, взрывной узел из заряда взрывчатого вещества 3 с детонатором 4 о Заряд 3 расположен вдоль токовода 2 и отделен от не го диэлектрической прокладкой 5. С противоположной заряду стороны токовода вплотную к тоководу расположен диэлектрик 6 в виде клина. Детонатор 4 размещен со стороны основания клина Угол раствора клина об выбирается из услозия: .arcctgdgf- - 1 ч- ) где D - скорость ударной волны в . клине из диэлектрика; D,j - скорость волны разгрузки; Dg - скорость детонации взрывчатого вещества. В качестве материала токовода могут служить кремний,-германий, соединения , , другие -элементарные полупроводники и полупроводниковые соединения, испытывающие при повышении давления фазовый переход металл-полупроводник„ Переключатель работает следующим образом. Детонатор 4 возбуждает в заряде взрьтчатого вещества 3 детонационную волну, генерирующую, в свою очередь, через диэлектрик 5 в тоководе 2 косую ударную волну; за ее фронтом существует проводящая область, замыкающая электроды 1 между собой. Время нахождения переключателя во включенном состоянии определяется отношением L/D, где L - длина токовода 2„ Выключение тока осуществляется волной разгрузки со свободной поверхности диэлектрика 6, вызывающей обратный переход материала токовода в непроводящее состояние. Клин обеспечивает одновременность прихода волны разгрузки на всю поверхность токовода При этом время выключения определяется соотношением + где h - толщина токовода; Dj - скорость волны разгрузки .в материале токовода; С - время фазового превращения- материала, составляющее порядка 0,1-0,5 МКС. Описанный переключатель отличается от прототипа тем, что позволяет производить не только включение,но и выключение тока. Кроме того, в описанном решении реализуются условия, препятствующие образованию дуг в разрываемом промежутке, так как при разгрузке токовода сплошность его не нарушается, а диэлектрическая прокладка 5 и клин 6 вплотную прилегают к его поверхностям, исключая возможность электрического пробоя по поверхности токовода 2. Это обеспе-1ивает повьш1енную электрическую прочность при выключении. Быстродействие переключателя определяется в основном скоростью волны разгрузки в тоководе и не связано с его пере- . мещением относительно электродов. Все это позволяет использовать переключатель как управляемый элемент при коммутации в мощных электрических цепях.

ВЗРЫВНОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий плоские токоподводящие электроды, расположенный между ними токовод из материала, уменьшающего сопротивление при повьппении давления, и взрывной узел чз заряда взрывчатого вещества с детонатором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения как включения, так и выключения токовой цепи, заряд взрывчатого вещества расположен вдоль токовода и отделен от него диэлектрической прокладкой, со стороны токовода противоположной заряду, вплотную к тоководу расположен диэлектрик в виде клина, а детонатор размещен со стороны основания клина.