RU1314851C

RU1314851C - Explosion-initiated current breaker

Info

Publication number: RU1314851C
Authority: RU
Inventors: П.И. Зубков; Л.А. Лукьянчиков; К.А. Тен
Original assignee: Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО АН СССР
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: device has current supplying electrodes 1, which are connected by element 4 that serves for generation of current-conducting plasma channel. In addition device has explosive charge with initiator 3 and arc-quenching element. Element for generation of current-conducting plasma channel has hole cylinder where explosive charge is deposited and arc- quenching filler which is dispersed medium 5. Fluoroplastic dust is used as arc-quenching filler. EFFECT: increased speed and improved insulation when circuit is broken. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим выключателям, а именно к переключающим устройствам, приводимым в действие взрывом, и может быть использовано в экспериментальной технике для выключения импульсных токов. The invention relates to electrical engineering, to electrical switches, and in particular to switching devices driven by an explosion, and can be used in experimental technology to turn off pulse currents.

Цель изобретения повышение быстродействия и электрической прочности в разомкнутом состоянии. The purpose of the invention is the increase in speed and electric strength in the open state.

На чертеже представлен предлагаемый взрывной размыкатель, общий вид в разрезе. The drawing shows the proposed explosive circuit breaker, a General view in section.

Размыкатель содержит токоподводящие электроды 1, между которыми по оси помещен заряд 2 взрывчатого вещества с инициатором 3, элемент 4 формирования электропроводящего плазменного канала, в качестве которого взята, например, диэлектрическая пленка с напыленным на нее проводником, дугогасительный накопитель, в качестве которого использована дисперсная среда 5 и диэлектрический корпус 6. The disconnector contains current-carrying electrodes 1, between which an explosive charge 2 with initiator 3 is placed along the axis, an element 4 for forming an electrically conductive plasma channel, which is taken, for example, as a dielectric film with a conductor deposited on it, an arcing carrier, which is used as a dispersed medium 5 and dielectric housing 6.

Взрывной размыкатель работает следующим образом. При появлении импульса тока в цепи размыкателя электрически взрываемым проводником элемента 4 формируется электропроводящий плазменный канал, соединяющий токоподводящие электроды 1 и развивающийся затем под действием протекающего тока в электродуговой. В заданный момент времени инициатором 3 в заряде 2 возбуждается детонационная волна. При выходе детонационной волны на границу с дисперсной средой 5 в последней возбуждается ударная волна, сжимающая среду практически до монолита и ускоряющая ее в направлении распространения ударной волны. Explosive disconnector operates as follows. When a current pulse appears in the circuit of the circuit breaker by the electrically exploded conductor of element 4, an electrically conductive plasma channel is formed that connects the current-carrying electrodes 1 and then develops under the action of the flowing current in the electric arc. At a given point in time, the initiator 3 in the charge 2 is excited detonation wave. When the detonation wave reaches the boundary with dispersed medium 5, a shock wave is excited in the latter, compressing the medium almost to a monolith and accelerating it in the direction of propagation of the shock wave.

Далее ударной волной сжимается и захлопывается электродуговой канал, при этом плазма канала омывает частицы среды и передает им энергию. Теплоотдача в частицы идет через их поверхность, которая может быть задана заранее сколь угодно большей путем уменьшения размера частицы. Плазма остывает и распадается, дуга гаснет. Корпус 6 сдерживает разлет дисперсной среды и увеличивает плотность ее при сжатии. Further, the electric arc channel is compressed and collapsed by the shock wave, while the channel plasma washes particles of the medium and transfers energy to them. The heat transfer to the particles goes through their surface, which can be set in advance as arbitrarily larger by reducing the particle size. The plasma cools and decays, the arc goes out. The housing 6 inhibits the dispersion of the dispersed medium and increases its density during compression.

При ударном сжатии дисперсной среды, вызванном детонацией заряда, достигаются плотности монолита и происходит прессование среды, что вместе с изоляцией продуктов детонации от перемешивания с нагретой плазмой канала и уменьшением скорости разлета продуктов детонации увеличивает электрическую прочность размыкателя в обесточенном состоянии. During shock compression of a disperse medium caused by detonation of the charge, monolithic densities are achieved and the medium is compressed, which, together with isolation of the detonation products from mixing with the heated plasma of the channel and a decrease in the rate of expansion of the detonation products, increases the dielectric strength of the disconnector without current.

Применение в качестве дисперсной среды фторопластового порошка повышает из-за электроотрицательности фтора скорость рекомбинационных процессов и в конечном счете скорость распада плазмы. The use of a fluoroplastic powder as a dispersed medium increases, due to the electronegativity of fluorine, the rate of recombination processes and, ultimately, the rate of plasma decay.

Данный выключатель испытан в схеме индуктивного накопителя энергии с активной нагрузкой. В качестве дисперсной среды использовали фторопластовый порошок насыпной плотности. Вес применяемого заряда взрывчатого вещества 10 г, выключался ток 27 кА. Характерное время выключения 0,75 мкс. Получена электрическая прочность промежутка 110 кВ/см. This switch is tested in an inductive load energy circuit with an active load. A bulk density fluoroplastic powder was used as a dispersed medium. The weight of the explosive charge used was 10 g; a current of 27 kA was turned off. Typical shutdown time 0.75 μs. An electrical strength of the gap of 110 kV / cm was obtained.

Помещение элемента формирования электропроводящего плазменного канала в инертную дисперсную среду ограничивает действие разряда и нагретой плазмы на заряд взрывчатого вещества, и тем самым повышает надежность работы. Повышение скорости отключения достигается за счет увеличения поверхности теплоотвода на несколько порядков. При этом поверхность теплоотвода может быть заранее задана путем изменения размера частиц дисперсной среды. Увеличение электрической прочности в обесточенном состоянии определяется высокой плотностью дисперсной среды, которая в процессе работы выключателя сжимается ударной волной и слабо разлетающимися продуктами детонации. The placement of the element for the formation of an electrically conductive plasma channel in an inert dispersed medium limits the action of the discharge and heated plasma on the explosive charge, and thereby increases the reliability of operation. An increase in the shutdown speed is achieved by increasing the surface of the heat sink by several orders of magnitude. In this case, the surface of the heat sink can be predefined by changing the particle size of the dispersed medium. An increase in the electric strength in a de-energized state is determined by the high density of the dispersed medium, which during the operation of the switch is compressed by the shock wave and weakly expanding detonation products.

Таким образом, использование заявляемого взрывного размыкателя позволяет существенно повысить скорость отключения с одновременным увеличением электрической прочности размыкателя в обесточенном состоянии. Thus, the use of the inventive explosive switch allows you to significantly increase the shutdown speed while increasing the dielectric strength of the switch in a de-energized state.

Claims

1. EXPLOSIVE CURRENT DISCONNECTOR, comprising current-conducting electrodes installed in the housing, connected by an element for forming an electrically conductive plasma channel, an explosive charge with an initiator and an arcing filler storing the free space of the housing, characterized in that, in order to increase speed and electric strength in the open state, an element for forming an electrically conductive plasma channel is made in the form of a hollow cylinder, the explosive charge is located inside the specified of cylinder axis, and as the arc dispersed filler selected inerted.

2. The disconnector according to claim 1, characterized in that a fluoroplastic powder is used as an extinguishing filler.