CN112331522A - 非接触爆炸式开关 - Google Patents

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CN112331522A
CN112331522A CN202011279192.6A CN202011279192A CN112331522A CN 112331522 A CN112331522 A CN 112331522A CN 202011279192 A CN202011279192 A CN 202011279192A CN 112331522 A CN112331522 A CN 112331522A
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何志伟
孟涛
孟祥武
汪扬文
朱文宇
李远园
刘锋
郭子如
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Anhui University of Science and Technology
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material

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Abstract

本发明公开了一种非接触爆炸式开关，包括外壳、聚能组件、熔断器，所述聚能组件安装在所述外壳内侧中部，所述聚能组件与所述外壳内部之间安装有缓冲组件，所述熔断器设置在所述聚能组件下方，所述熔断器两端通过安装板与所述外壳固定，所述聚能组件内部填充有炸药，所述炸药内部设置有优良导体，所述优良导体贯穿所述外壳外接有用于提供引爆信号的信号开关控制中心。本发明通过将炸药引入到开关中，能够实现熔断速度快，熔断用时短；在爆炸开关中加入聚能组件可以有效防止导体产生的热量传递给炸药，提高了其使用安全性，通过产生聚能射流并通过添加线性聚能药型罩加大对炸药能量的利用率，让爆炸生成产物形成射流可以作用于目标物，完成切割。

Description

非接触爆炸式开关
技术领域
本发明涉及开关设备技术领域，尤其涉及一种非接触爆炸式开关。
背景技术
当前社会环境下，实际的发电、输电及用电过程中，难免会产生电路故障，然而，电力行业目前使用的断路器绝大多数都是物理熔断片或机械断路器。断开电路时间长达几十毫秒甚至达到上百毫秒，这种反应时长对于交流输电电路或者电压电流不敏感的系统有足够的容错率，但是对于无惯性的直流输电系统来说，几十毫秒的网络故障足够引发设备间的连锁反应，严重威胁电网安全稳定。所以传统的电路保护方式已不能满足电子设备在紧急情况下快速精准断电的要求，电网的三道防线控制不适合用于直流等其他特殊电路系统。因此，为了使电路电网在直流系统、强磁场等工作环境中得到保护，迫切需要新型、高效、可控的断路元件。
基于上述情况，结合传统断路存在的不足进行分析研究，当前断路器断开电路时间长达几十毫秒甚至达到上百毫秒，这种反应时长对于交流输电电路或者电压电流不敏感的系统有足够的容错率，但是对于无惯性的直流输电系统来说，几十毫秒的网络故障足够引发设备间的连锁反应，严重威胁电网安全稳定；断路时会产生电弧，电弧不熄灭电路会继续导通直至电弧消失才能完成断路。因而传统的电路保护方式已不能满足电子设备在紧急情况下快速精准断电的要求，电网的三道防线控制不适合用于直流等其他特殊电路系统。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种非接触爆炸式开关，通过产生聚能射流并通过添加线性聚能药型罩加大对炸药能量的利用率，让爆炸生成产物形成射流可以作用于目标物，完成切割。
根据本发明实施例的一种非接触爆炸式开关，包括外壳、聚能组件、熔断器，所述聚能组件安装在所述外壳内侧中部，所述聚能组件与所述外壳内部之间安装有缓冲组件，所述熔断器设置在所述聚能组件下方，所述熔断器两端通过安装板与所述外壳固定，所述聚能组件内部填充有炸药，所述炸药内部设置有优良导体，所述优良导体贯穿所述外壳外接有用于提供引爆信号的信号开关控制中心。
优选的，所述缓冲组件包括缓冲介质、填充物质，所述缓冲介质粘贴在所述外壳内壁，所述填充物质填充在所述缓冲介质与所述聚能组件之间。
优选的，所述缓冲介质为海绵，所述填充物质为石英砂。
优选的，所述聚能组件下端靠近所述熔断器的一侧为两端凸起，中部向内凹陷的小锥角结构。
优选的，所述熔断器规格为100A、500V，所述熔断器的铝片横截面积为3.2mm2,厚度为0.8mm，宽为4mm。
优选的，所述聚能组件与所述熔断器之间安装有防止所述填充物质进入的塑料保护组件。
优选的，所述炸药采用二硝基重氮酚。
本发明中，通过将炸药引入到开关中，能够实现熔断速度快，熔断用时短；在爆炸开关中加入聚能组件可以有效防止导体产生的热量传递给炸药，提高了其使用安全性，通过产生聚能射流并通过添加线性聚能药型罩加大对炸药能量的利用率，让爆炸生成产物形成射流可以作用于目标物，完成切割。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种非接触爆炸式开关的结构示意图；
图2为本发明提出的最佳聚能装药结构对比实验结果折线图。
图中：1-外壳、2-聚能组件、3-缓冲介质、4-填充物质、5-熔断器、6-炸药、7-安装板、8-塑料保护组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1，一种非接触爆炸式开关，包括外壳1、聚能组件2、熔断器5，聚能组件2安装在外壳1内侧中部，聚能组件2与外壳1内部之间安装有缓冲组件，熔断器5设置在聚能组件2下方，熔断器5两端通过安装板7与外壳1固定，聚能组件2内部填充有炸药6，炸药6内部设置有优良导体，优良导体贯穿外壳1外接有用于提供引爆信号的信号开关控制中心；缓冲组件包括缓冲介质3、填充物质4，缓冲介质3粘贴在外壳1内壁，填充物质4填充在缓冲介质3与聚能组件2之间；缓冲介质3为海绵，填充物质4为石英砂；聚能组件2下端靠近熔断器5的一侧为两端凸起，中部向内凹陷的小锥角结构；熔断器5规格为100A、500V，熔断器5的铝片横截面积为3.2mm2,厚度为0.8mm，宽为4mm；聚能组件2与熔断器5之间安装有防止填充物质4进入的塑料保护组件8；炸药6采用二硝基重氮酚。
在确定最佳聚能装药结构的实验中，分别采用聚能装药结构的炸高选取5组分别取5mm、10mm、15mm、20mm、25mm，管内药量取40mg、45mg、50mg、55mg、60mg进行交叉实验。
表1最佳聚能装药结构对比实验
Figure BDA0002780150460000041
结合图2，由此可知，采用的聚能装置，在装药量为50mg、炸高为15mm时，侵彻切割效果最佳，可以完全切断0.8mm×4mm铝导体电路，避免残体产生电弧再次导通。
综上所述，该非接触爆炸式开关采用了将炸药引入开关中，能够实现熔断速度快，熔断用时短；在爆炸开关中加入聚能组件可以有效防止导体产生的热量传递给炸药，提高了其使用安全性；聚能组件对导体要求低而且在安全可靠的前提下装药量也可以得到减少，其工作原理是在炸药不直接接触导体的情况下，通过添加的线性聚能药型罩加大对炸药的能量利用率产生聚能射流，让爆炸生成产物形成射流可以作用于目标物，完成切割；新型爆炸开关还引入石英砂作为填充物质，不仅增加了爆炸开关的抗挤压强度能力还使其爆炸产生的噪声、破片、冲击波和有毒气体等有害效应得到极大改善；此外，新型爆炸开关操作简单，能够适用于各种环境。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非接触爆炸式开关，其特征在于：包括外壳、聚能组件、熔断器，所述聚能组件安装在所述外壳内侧中部，所述聚能组件与所述外壳内部之间安装有缓冲组件，所述熔断器设置在所述聚能组件下方，所述熔断器两端通过安装板与所述外壳固定，所述聚能组件内部填充有炸药，所述炸药内部设置有优良导体，所述优良导体贯穿所述外壳外接有用于提供引爆信号的信号开关控制中心。
2.根据权利要求1所述的非接触爆炸式开关，其特征在于：所述缓冲组件包括缓冲介质、填充物质，所述缓冲介质粘贴在所述外壳内壁，所述填充物质填充在所述缓冲介质与所述聚能组件之间。
3.根据权利要求2所述的非接触爆炸式开关，其特征在于：所述缓冲介质为海绵，所述填充物质为石英砂。
4.根据权利要求1所述的非接触爆炸式开关，其特征在于：所述聚能组件下端靠近所述熔断器的一侧为两端凸起，中部向内凹陷的小锥角结构。
5.根据权利要求1所述的非接触爆炸式开关，其特征在于：所述熔断器规格为100A、500V，所述熔断器的铝片横截面积为3.2mm2,厚度为0.8mm，宽为4mm。
6.根据权利要求2所述的非接触爆炸式开关，其特征在于：所述聚能组件与所述熔断器之间安装有防止所述填充物质进入的塑料保护组件。
7.根据权利要求1所述的非接触爆炸式开关，其特征在于：所述炸药采用二硝基重氮酚。
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