Изобретение относитс к электротехнике в части создани взрывных переключателей и может быть использовано в экспериментальной технике дл переключени импульснь1х токов, в чат стности в цеп х индуктивных накопителей энергии.The invention relates to electrical engineering in the field of creating explosive switches and can be used in experimental technology for switching impulse currents, in particular, in the circuits of inductive energy storage devices.
Известен электрический переклкгг чатель взрывного типа, содержащий электроды, соединенные полым токб- водом, зар д взрывчатого вещества и детонатор, расположенный на оси зар да .An electric switch of an explosive type is known, which contains electrodes connected by a hollow tokbodvod, an explosive charge and a detonator located on the axis of the charge.
Недостатком известного переключател вл етс низка скорость отключени . Это св зано с тем, что на разрушение токовода и удаление его .осколков из зоны токоподвод щих электродов , а также гашение электрических дуг, возникающих на разрываемыхA disadvantage of the known switch is the slow shutdown speed. This is due to the fact that the destruction of the topokod and the removal of its fragments from the zone of the current-conducting electrodes, as well as the extinguishing of the electric arcs arising on
.промежутках, требуетс значительное врем Последующий пробой выключател облегчаетс наличием открытых металлических поверхностей и примыкающих к ним воздушньЬс полостей, а так00 же падением электрической прочности, продуктов детонации при расширении.In the gaps, considerable time is required. Subsequent breakdown of the switch is facilitated by the presence of open metal surfaces and air spaces adjacent to them, as well as by a drop in electrical strength, detonation products during expansion.
Наиболее близким техническим решением к описываемому изобретению вл етс известный взрывной переключатель , содержащий плоские токопод .. вод щие электроды, взрывной узел, состо щий из зар да взрывчатого вещества и детонатора, и расположенный между ними токовод, выполненный из материала, уменьшающего при повьш1ении давлени свое сопротивление. Под действием ударной волны первоначально непровод щий материал переходит в 3103 провод щее состо ние, замыка тем са мым электроды между собой. Недостатком известного переключател вл ютс малые функциональные возможности, он выполн ет только одну операцию - включение тока. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей переключател за счет осуществлени операций как включени , так и выключени токовой цепи. Цель достигаетс тем, что во взры вном переключателе, содержащем плоские токоподвод11щие электроды и расположенный между электродами токовод из материала, уменьшающего сопротивление при повьппении давлени , взрывной узел из зар да взрывчатого вещества и детонатора. Зар д взрывчатого вещества расположен вдоль токовода и отделен от не го диэлектрической прокладкой со сто роны токовода, противоположной зар ду ,, вплотную к тоководу расположен диэлектрик в виде клина, а детонатор расположен со стороны основани клина . На чертеже представлен взрывной переключатель. Переключатель содержит плоские, то коподвод щие электроды 1, расположенный между ними токовод 2 из материала , уменьшающего сопротивление при повышении давлени , взрывной узел из зар да взрывчатого вещества 3 с детонатором 4 о Зар д 3 расположен вдоль токовода 2 и отделен от не го диэлектрической прокладкой 5. С противоположной зар ду стороны токовода вплотную к тоководу расположен диэлектрик 6 в виде клина. Детонатор 4 размещен со стороны основани клина Угол раствора клина об выбираетс из услози : .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, соединени , , другие -элементарные полупроводники и полупроводниковые соединени , испытывающие при повышении давлени фазовый переход металл-полупроводник„ Переключатель работает следующим образом. Детонатор 4 возбуждает в зар де взрьтчатого вещества 3 детонационную волну, генерирующую, в свою очередь , через диэлектрик 5 в тоководе 2 косую ударную волну; за ее фронтом существует провод ща область, замыкающа электроды 1 между собой. Врем нахождени переключател во включенном состо нии определ етс отношением L/D, где L - длина токовода 2„ Выключение тока осуществл етс волной разгрузки со свободной поверхности диэлектрика 6, вызывающей обратный переход материала токовода в непровод щее состо ние. Клин обеспечивает одновременность прихода волны разгрузки на всю поверхность токовода При этом врем выключени определ етс соотношением + где h - толщина токовода; Dj - скорость волны разгрузки .в материале токовода; С - врем фазового превращени - материала, составл ющее пор дка 0,1-0,5 МКС. Описанный переключатель отличаетс от прототипа тем, что позвол ет производить не только включение,но и выключение тока. Кроме того, в описанном решении реализуютс услови , преп тствующие образованию дуг в разрываемом промежутке, так как при разгрузке токовода сплошность его не нарушаетс , а диэлектрическа прокладка 5 и клин 6 вплотную прилегают к его поверхност м, исключа возможность электрического пробо по поверхности токовода 2. Это обеспе-1ивает повьш1енную электрическую прочность при выключении. Быстродействие переключател определ етс в основном скоростью волны разгрузки в тоководе и не св зано с его пере- . мещением относительно электродов. Все это позвол ет использовать переключатель как управл емый элемент при коммутации в мощных электрических цеп х.The closest technical solution to the described invention is the well-known explosive switch, which contains flat current-carrying electrodes, an explosive assembly consisting of an explosive charge and a detonator, and a current lead interposed between them, made of a material that reduces its pressure when the pressure increases. resistance. Under the action of a shock wave, the initially non-conducting material passes into the 3103 conductive state, closes itself with the electrodes. A disadvantage of the known switch is its low functionality, it performs only one operation — the switching on of the current. The purpose of the invention is to expand the functionality of the switch by performing operations both on and off the current circuit. The goal is achieved by the fact that in an explosion switch containing flat current-carrying electrodes and a current-carrying current conductor between the electrodes of a material that reduces resistance when pressure is applied, an explosive assembly consists of an explosive charge and a detonator. The explosive charge is located along the current lead and is separated from the non-dielectric spacer on the side of the current lead opposite to the charge, the wedge dielectric is located close to the current lead, and the detonator is located on the side of the base of the wedge. The drawing shows an explosive switch. The switch contains flat electrodes 1, located between the current lead 2 of a material that reduces resistance with increasing pressure, the explosive assembly of the charge of explosive 3 with a detonator 4 o The charge 3 is located along the current lead 2 and is separated from a non-dielectric strip 5. On the opposite side of the tokovod side, a dielectric 6 in the form of a wedge is located close to the tokovod. Detonator 4 is placed at the base of the wedge. The angle of the wedge solution is chosen from the condition: .arcctgdgf- -1 h-) where D is the shock wave velocity c. dielectric wedge; D, j is the speed of the discharge wave; Dg is the detonation velocity of the explosive. Silicon, γ-germanium, compounds, other elementary semiconductors and semiconductor compounds, which experience a metal-semiconductor phase transition with increasing pressure, can serve as the tokovod material. The switch operates as follows. The detonator 4 excites, in the charge of the sparkling substance 3, a detonation wave, which in turn, through a dielectric 5 in the current lead 2, generates an oblique shock wave; behind its front there is a conductive region, which closes the electrodes 1 between them. The on time of the switch in the on state is determined by the ratio L / D, where L is the length of the current lead 2 "The current is switched off by the unloading wave from the free surface of the dielectric 6, which causes the reverse transition of the material of the current lead to the non-conducting state. The wedge ensures simultaneous arrival of the unloading wave to the entire surface of the current lead. In this case, the off time is determined by the relation + where h is the thickness of the current lead; Dj is the velocity of the unloading wave .in the material of the current lead; C is the phase transformation time of the material, which is on the order of 0.1-0.5 MCS. The described switch differs from the prototype in that it allows not only switching, but also switching off the current. In addition, the described solution implements conditions that prevent the formation of arcs in a torn gap, since during unloading of the topok its continuity is not broken, and the dielectric pad 5 and wedge 6 closely adhere to its surfaces, excluding the possibility of electrical breakdown over the surface of the tokop 2. This provides increased electrical strength when turned off. The speed of the switch is determined mainly by the speed of the unloading wave in the current lead and is not related to its transfer. location relative to the electrodes. All of this allows the switch to be used as a controlled element when switching in high-power electrical circuits.