RU2046436C1

RU2046436C1 - Blast current breaker

Info

Publication number: RU2046436C1
Application number: RU94001442A
Authority: RU
Inventors: Александр Евгеньевич Дубинов
Original assignee: Александр Евгеньевич Дубинов
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1994-01-17
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: cylindrical recesses where insulators with shoulders are installed are made in butts of electrodes between which arc discharge is initiated. Dielectric washer is anchored in shoulder. It is mounted uniaxially to charge of explosive. Inner diameter of washer exceeds outer diameter of charge. Products of blast cut way washer from shoulders of insulators. EFFECT: reduced time of break thanks to suppression of Reileigh-Taylor instability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной высоковольтной технике, и может быть использовано в устройствах для получения высоковольтных импульсов, выполненных в виде индуктивных накопителей энергии с размыкателями тока. The invention relates to electrical engineering, namely to switching high-voltage technology, and can be used in devices for producing high-voltage pulses made in the form of inductive energy storage devices with current breakers.

Известны размыкатели тока, представляющие собой тонкие проводники типа фольги или проволочек, принцип действия которых основан на их быстром электрическом взрыве [1] Недостатком таких размыкателей является неопределенность момента их размыкания, или, что то же самое, неуправляемость. Known current breakers, which are thin conductors such as foil or wires, the principle of operation of which is based on their fast electrical explosion [1] The disadvantage of such breakers is the uncertainty of their opening, or, what is the same, uncontrollability.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является взрывной размыкатель тока [2] содержащий два соосных торцовых электрода, электрически разделенных изолятором, а также цилиндрический заряд взрывчатого вещества, который расположен в зазоре между электродами так, чтобы по периметру заряда имелась кольцевая полость, ограниченная по внешней окружности изолятором, по внутренней окружности зарядом, по торцам торцовыми поверхностями электродов. The closest to the invention in technical essence is an explosive current breaker [2] containing two coaxial end electrodes electrically separated by an insulator, as well as a cylindrical explosive charge, which is located in the gap between the electrodes so that there is an annular cavity bounded around the perimeter circles insulator, on the inner circumference of the charge, at the ends of the end surfaces of the electrodes.

В фазе проводимости между электродами в кольцевой полости зажигается разряд, обычно дуговой. В нужный момент времени инициируют взрыв заряда. При своем расширении продукты взрыва заряда движутся в сторону дуги и гасят ее. In the conduction phase between the electrodes in the annular cavity, a discharge is ignited, usually an arc. At the right time, a charge explosion is initiated. With their expansion, the products of the explosion of the charge move towards the arc and extinguish it.

Недостатком такого размыкателя является возможность развития различных гидродинамических неустойчивостей в движении продуктов взрыва (основное значение имеет неустойчивость Рэлея-Тейлора), приводящих к искривлению фронта продуктов взрыва и дальнейшему перемешиванию их с плазмой дуги, что затягивает время размыкания. Это приводит к недобору напряжения и затягиванию фронта импульса на выходе высоковольтных устройств с индуктивным накопителем энергии. The disadvantage of such a disconnector is the possibility of the development of various hydrodynamic instabilities in the motion of the explosion products (the Rayleigh-Taylor instability is of primary importance), leading to a curvature of the front of the explosion products and their further mixing with the arc plasma, which delays the opening time. This leads to a shortage of voltage and tightening of the pulse front at the output of high-voltage devices with inductive energy storage.

Техническая задача состоит в уменьшении времени размыкания. The technical problem is to reduce the opening time.

Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение времени размыкания за счет подавления неустойчивости Рэлея-Тейлора. The technical result of the proposed solution is to reduce the opening time by suppressing the Rayleigh-Taylor instability.

Этот технический результат достигается тем, что взрывной размыкатель тока, содержащий два соосных торцовых электрода, электрически разделенных изолятором, а также цилиндрический заряд взрывчатого вещества, который расположен в зазоре между электродами так, чтобы по периметру заряда имелась кольцевая полость, ограниченная по внешней окружности изолятором, по внутренней окружности зарядом, по торцам торцовыми поверхностями электродов, дополнительно содержит в кольцевой полости диэлектрическую шайбу, размещенную соосно заряду и имеющую внешний диаметр, меньший внешнего диаметра кольцевой полости, внутренний диаметр, больший внешнего диаметра заряда, а в торцах обоих электродов выполнены цилиндрические выборки диаметром, равным внешнему диаметру шайбы, в которые впрессованы дополнительные изоляторы, имеющие уступы диаметром, равным внутреннему диаметру шайбы, в которых крепится эта шайба. This technical result is achieved in that an explosive current breaker containing two coaxial end electrodes electrically separated by an insulator, as well as a cylindrical explosive charge, which is located in the gap between the electrodes so that there is an annular cavity around the perimeter of the charge, bounded by an insulator around the outer circumference, along the inner circumference of the charge, at the ends of the end surfaces of the electrodes, additionally contains in the annular cavity a dielectric washer placed coaxially with the charge and having the outer diameter smaller than the outer diameter of the annular cavity, the inner diameter larger than the outer diameter of the charge, and at the ends of both electrodes made cylindrical samples with a diameter equal to the outer diameter of the washer, in which additional insulators are pressed in, having ledges with a diameter equal to the inner diameter of the washer, in which this washer is attached.

Наличие диэлектрической шайбы как твердой и азимутально симметричной преграды на пути расширяющегося фронта продукты взрыва выравнивает фронт по своему внутреннему диаметру, чем подавляет неустойчивость Рэлея-Тейлора и уменьшает время размыкания. Применение стабилизирующих шайб во взрывных размыкателях тока не известно. The presence of a dielectric washer as a solid and azimuthally symmetric barrier on the path of the expanding front explosion products align the front in its internal diameter, which suppresses the Rayleigh-Taylor instability and reduces the opening time. The use of stabilizing washers in explosive current breakers is not known.

На чертеже показан предлагаемый взрывной размыкатель тока в разрезе. The drawing shows the proposed explosive circuit breaker in the context.

Взрывной размыкатель тока содержит два торцовых электрода 1, 2, расположенных напротив друг друга и электрически разделенных изолятором 3. Между электродами 1, 2 находится цилиндрический заряд 4 взрывчатого вещества. В кольцевой полости размещена диэлектрическая шайба 5. В электродах сделаны цилиндрические выборки, в которые впрессованы дополнительные изоляторы 6, 7, имеющие уступы для фиксации шайбы 5. Explosive current breaker contains two end electrodes 1, 2, located opposite each other and electrically separated by insulator 3. Between the electrodes 1, 2 is a cylindrical charge 4 of explosive. A dielectric washer 5 is placed in the annular cavity. Cylindrical samples are made in the electrodes, into which additional insulators 6, 7 are pressed in, having ledges for fixing the washer 5.

Рекомендуемые материалы: электроды 1, 2 медь, сталь, ковар, изолятор 3 керамика, стекло, заряд 4 взрывчатого вещества ТЭН, гексоген, октоген, диэлектрическая шайба 5 фторопласт, капролон, дополнительные изоляторы 6, 7 керамика. Recommended materials: electrodes 1, 2 copper, steel, carpet, insulator 3 ceramics, glass, charge 4 of explosives TEN, RDX, HMX, dielectric washer 5 fluoroplast, caprolon, additional insulators 6, 7 ceramics.

Взрывной размыкатель тока работает следующим образом. Explosive current breaker operates as follows.

В фазе проводимости между электродами 1, 2 зажигается дуговой разряд. В нужный момент времени инициируется взрыв заряда 4, продукты взрыва начинают двигаться в сторону дуги. Продукты взрыва, достигая диэлектрической шайбы 5, срезают ее в уступах дополнительных изоляторов 5, 7. Далее дуга гасится, фактически, продуктами разрушения шайбы 5. In the conduction phase between the electrodes 1, 2, an arc discharge is ignited. At the right time, an explosion of charge 4 is initiated, the explosion products begin to move in the direction of the arc. The explosion products, reaching the dielectric washer 5, cut it off in the ledges of the additional insulators 5, 7. Then the arc is extinguished, in fact, by the products of the destruction of the washer 5.

Дополнительное преимущество предлагаемого взрывного размыкателя тока над известным размыкателем заключается в том, что заряд экранирован шайбой от объема, где горит дуговой разряд, что предохраняет размыкатель от несанкционированного срабатывания путем воздействия продуктов горения дуги на заряд. Этим повышается и безопасность его использования. An additional advantage of the proposed explosive current circuit breaker over the known circuit breaker is that the charge is shielded by the washer from the volume where the arc discharge is burning, which protects the circuit breaker from unauthorized operation by the action of the products of arc burning on the charge. This increases the safety of its use.

Claims

EXPLOSIVE CURRENT DISCONNECTOR containing two coaxial end electrodes electrically separated by an insulator, as well as a cylindrical explosive charge, which is located in the gap between the electrodes so that there is an annular cavity around the perimeter of the charge, bounded around the outer circumference by the insulator, around the inside of the charge, at the ends end surfaces of the electrodes, and characterized in that in the annular cavity coaxially with the charge is placed a dielectric washer having an outer diameter smaller than the outer diameter of the ring Eve cavity having an inner diameter larger than the external diameter of the charge and the ends of both electrodes are made cylindrical sample with a diameter equal to the outer diameter of the washers, which are pressed in a further insulators ledges having a diameter equal to the inner diameter of the washer, which is fixed in the puck.