книги из ГПНТБ / Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов

может дать mm улье тока, равный импульсу воспламенеипя наименее чувстви­

0,6 - Ю - 3 с, во взрывную сеть успеет пройти пмпульс тока, необходимый для безотказного воспламенения всех ЭД; вследствие этого предельно допустимое сопротивление взрывной сети может быть принято равным 485 Ом.

ток в конце пмпульса определим по формуле (II.1)

4оо

Ток в конце импульса оказался равным заданной величине следовательно, расчет сделан правильно.

Согласно требованиям Междуведомственной комиссии по взрыв­ ному делу, взрывные приборы (машинки) должны посылать в кая%- дуто последовательную группу ЭД импульс тока не менее 3 А2 -мс, при этом ток в конце такого импульса должен быть не ниже 1 А для групп с числом ЭД до 100 и не менее 1,3 А для групп с числом ЭД до 300. Поэтому для определения предельно допустимого сопро­ тивления взрывной сети, при котором выполняются эти условия, в формулу (11.20) для вычисления наибольшего сопротивленпя сети

таком сопротивлении взрывной сети пройти в нее импульс тока 3 А 2 X X мс и будет ли ток в момент разрыва сети не меньше 1 А или 1,3 А.

* При отсутствии таблиц натуральных логарифмов можно пользоваться таблицами десятичных логарифмов при In х = 2,3 lg х.

80

этом левая часть формулы (11.26) будет больше правой, ымпульс тока, прошедший в сеть, будет меньше 3 А2 -мс. В этом случае предельно допустимое сопротивление взрывной сети приходится паходпть путем решения относительно В. уравнения

Сопротивление /?п р , найденное из этого уравнения, будет меньше значения R', полученного по формуле (11.20). Поэтому ток i в конце импульса 3 А 2 - мс будет больше указанного в требованиях Между­ ведомственной комиссии по взрывному делу. В случае надобности величина этого тока может быть определена так, как это указывалось выше. При этом в формулы (11.15) и (II.1) должно быть подставлено значение /?п р , найденное из уравнения (11.30).

Пример 9. Для взрывного прибора с конденсатором-накопителем емко­ стью 9 мкФ, заряжаемым до 600 В, определить предельно допустимое сопротив­ ление последовательной взрывной сети, при котором в нее успеет пройти пмпульс тока 3 А2 • мс.

так как левая часть выражения (11.30) оказалась больше правой, во взрыв­ ную сеть с сопротивлением 354 Ом пмпульс тока 3 А2 • мс пройтп не успеет.

3. Предельно допустимое сопротивление взрывной сети найдем, решив уравнение (11.30) относительно 7?Пр- Оно будет равно 256 Ом.

4. Время, через которое пмпульс тока, равный 3 А2 • мс, пройдет в сеть, оп­ ределим по формуле (11.15)

ток в конце импульса по формуле (II.1)

0,744-10~3

> = - ^ F e 3 5 G - 9 - 1 0 _ ° = 1.69А.

На паспорте взрывных приборов указывается наибольшее сопро­

При взрывании сети с таким номинальным сопротивлением по­ является вероятность возникновения отказов ЭД. Однако она весьма незначительна, поскольку при определении предельно

допустимого сопротивления исходят из предположения, что во взрывпоп сети находятся наиболее чувствительный в партии ЭД, облада­ ющий наименьшим для партии временем передачи, и наименее

ных ЭД обычно не превышает 1,2 А2 -мс (см. табл.10). Невелика также вероятность того, что во взрываемой группе окажутся наибо­ лее п наименее чувствительные ЭД, а наиболее чувствительный ЭД обладает наименьшим временем передачи.

Способность взрывной сети принять необходимый импульс тока

.следует проверять и в слз'чае применения ЭД с замедлением — мо­ стик накаливания часто разрушается газами, возникающими при горении воспламенительного состава ЭВ, т. е. до взрыва ЭД с за­ медлением. Разрыв цепи до взрыва ЭД произойдет и при расплавле­ нии мостика током. В обоих случаях время сохранения целост­ ности цепи будет таким же, как и при использовании ЭД мгновенного действия.

При окончательном выборе емкости конденсатора-накопителя следует учитывать следующее. Если необходимой емкости нет в стан­ дартизованной шкале конденсаторов, ее можно обеспечить путем параллельного, последовательного или смешанного соединения кон­ денсаторов с номинальными емкостями, которые могут отличаться от фактической. При этом отклонение может быть тем больше, чем выше класс точности конденсатора. Наибольшее распространение имеют конденсаторы 2-го класса точности, для которых отклонение от номинала может достигать ± 1 0 % . Поэтому конденсаторы для взрывных приборов следует подбирать с возможно малым отклоне­ нием емкости и во всяком случае с плюсовым.

некоторое время в нем вновь появляется некоторый (остаточный) заряд. При разряде конденсатора в течение нескольких миллисе­ кунд остаточный заряд может составлять около 3% от первоначаль­ ного, что равносильно уменьшению его емкости на ту же величин у.

Таким образом, при неблагоприятных условиях емкость конден­ сатора-накопителя от причин, указанных в последнем абзаце, может уменьшиться на 10%. Поэтому емкость, определенную по формуле (11.19), рекомендуется повышать па 10%. В свою очередь, при расчете тока, импульса тока и времени их протекания в формулы следует подставлять рабочую емкость конденсатора, которую можно считать на 10% ниже номинальной.

82

ньш сопротивлением за время t3, в течение которого мпллнсекупдный замыкатель подключает к ней конденсатор-накопитель, успеет получить импульс тока, достаточный для воспламенения наименее чувствительного ЭД. Для этого следует убедиться в том, что

Подставив в это выражение значение tn гаах из уравнения (11.25), получим формулу для дополнительной проверки безотказности взрывания при помощи прибора с мнллисекундным замыкателем

решив уравнение (11.32) относительно /?н о м графически или методом пробных подстановок постепенно уменьшаемых значений R.

Если требуется проверить, успеет ли взрывной прибор с мнлли­ секундным замыкателем послать в сеть заданный импульс тока Кззд, превышающий Кв т а х , в выражение (11.32) вместо последнего должно быть подставлено значение Кзза.

Пример 10. Взрывной прибор, указанный в примере 4. снабжен мнлли­ секундным замыкателем с минимальным временем срабатывания 2 мс. Прове­ рить, успеет ли этот прпбор раньше срабатывания замыкателя послать во взрыв­ ную сеть (с номинальным сопротивлением 320 Ом) нмпульс тока 3 А- • мс.

Р е ш е н и е . 1. По формуле (11.32) имеем

Так как выражение (11.32) удовлетворяется, прибор до срабатывания замы­ кателя успеет послать во взрывную сеть заданный импульс тока.

О п р е д е л е н и е п а р а м е т р о в к о н д е н с а т о р -

напряжения, до которого он должен быть заряжен, сопротивлеиия шунтирующего резистора) производится следующим образом.

Исходным является предельно допустимое сопротивление взрыв­ ной сети и время полного разряда конденсатора. Емкость конденса­ тора-накопителя обычно принимают равной от 2 до 10 мкФ.

Сопротивление шунтирующего резистора определяется в соот­ ветствии с выражением (11.10)

где t — время полного разряда конденсатора при отключенной взрыв­

С п

где А"з а д — импульс тока, который должен давать прибор в после­ довательную взрывную сеть, А2 -мс; Z; — коэффициент пересчета тока; Нэ — эквивалентное сопротивление параллельной цепи, со­ стоящей из шунтирующего резистора и взрывной сети, Ом.

Коэффициент пересчета показывает, во сколько раз разрядный ток конденсатора должен быть больше тока, поступающего во взрыв­ ную сеть. Он определяется по формуле

После определения величин Вш, Еэ и UK следует проверить, ус­ пеет лн взрывная сеть до разрыва в ней цепи получить пеобходимый импульс тока, для чего используется полученное из (11.26) выраже­ ние

вой, следует несколько увеличить напряжение UK и снова проверить его по этому выражению, и так до тех пор, пока оно не будет удовле­ творено.

Пример 11. Определить сопротивление шунтирующего резистора и напря­ жение, до которого должен быть заряжен конденсатор-накопитель взрывного прибора, предназначенного для воспламенения ста последовательно соединенных ЭД. Номинальное сопротивление взрывной сети 320 Ом. Параметры прибора должны быть приведены к нскробезопаспым ие более чем за 4 мс. Взрывная сеть до разрыва в ней цепи должна получить импульс тока ие менее 3 А2 • мс.

84

Р е ш е н и е . 1. Выбираем кондепсатор с номинальной емкостью 10 мкФ; рабочая емкость этого конденсатора может быть принята равной 9 мкФ..

2.Сопротивление шунтирующего резистора по формуле (11.33)

3.Коэффициент пересчета тока по формуле (11.35)

4. Эквивалентное сопротивление по формуле (11.36)

. 193,4-320

Л э = 193,4 + 320 = 1 2 0 ' f i O M -

5. Напряжение, до которого должен быть заряжен конденсатор по фор­ муле (11.34),

6. Проверяется способность взрывной сети получить необходимый импульс тока по выражению (11.37)

120.6 • 9 • 10-« ь // 81622 •• 99••10Ю-6-6 —2,0 • 739 • Ю10"-з3 .•2,652 ••120,66 \'

I 8162 • 9 • 10-в — 2 • 3,0 • 10-з . 2,652 • 120.6 / —

= 0,89 - 10-з > 0,6-Ю-з.

Так как в выражении (11.37) его левая часть оказалась больше правой, взрывная сеть с сопротивлением 320 Ом не успеет получить импульс тока 3 А2 •

• мс. Для выполнения этого требования напряжение, до которого заряжается конденсатор, должно быть повышено до 880 В, прп этом левая часть выраже­ ния (11.37) будет равна 0,6 10" з с .

Принцип действия конденсаторных взрывных приборов с по­ стоянной величиной импульса тока. В шахтах, опасных по газу

И Л И пыли, рекомендуется применять взрывные приборы, дающиепостоянный импульс тока, т. е. импульс, величина которого не за­ висит от сопротивления взрывной сети. Такими свойствами могут обладать конденсаторные приборы с преобразователями напряже­ ния, имеющие специальные электронные устройства для стабили­ зации величины импульса тока.

Величина импульса тока, который конденсаторный взрывной прибор может послать во взрывную сеть, определяется из выражения

85

Сопротивление разрядной цепи равно сопротивлению взрывной сети, а если последовательно с ней включено добавочное сопроти­ вление RA, то сумме i?n с -{- Д д . При сопротивлении разрядной цепи, равной предельно допустимому сопротивлению взрывной сети, пм­ пульс тока должен иметь определенное значение, которое согласно требованиям на приборы взрывания должно быть равно З А 2 - м с . У взрывных приборов с постоянной величиной импульса тока такой импульс должен быть при любом сопротивлении взрывной сети, вплоть до предельно допустимого. Это может быть достигнуто соответству­ ющим понижением напряжения £/з а р при уменьшении сопротивле­ ния взрывной сети; увеличением добавочного сопротивления, вклю­ ченного последовательно с взрывной сетью при уменьшении ее со­ противления.

В первом случае во взрывном приборе предусматривается спе­ циальное электронное устройство, связанное со взрывной сетью, которое, воздействуя па электронный генератор зарядного устрой­ ства, регулирует напряжение £/з а р в соответствии с сопротивлением сети. При этом напряжение регулируется так, чтобы импульс тока К оставался неизменным.

Во втором случае во взрывном приборе предусматривается изме­ рительный мост, одним плечом которого является взрывная сеть и по­

Пока мост не уравновешен специальное электронное устройство срывает генерацию в электронном генераторе зарядного устройства, и оно напряжения не дает. После уравновешивания моста срыв генерации прекращается, и зарядное устройство заряжает конден­ сатор-накопитель при постоянном напряжении. Таким образом, конденсатор-накопитель заряжается только, если Л р ц = Л п р , вслед­ ствие чего пмпульс тока, посылаемый в сеть прп взрывании, будет равен заданной и пе будет зависеть от сопротивления взрывной сети вплоть до ее предельно допустимого.

Конденсаторные взрывные приборы, изготовляемые в СССР

Первый конденсаторный взрывной прибор (ПМК-100) был создан в СССР. Он был разработан автором этой книги в 1941 г. для удо­ влетворения нужд фронта [2]. По старой терминологии прибор на­ зывался подрывной машинкой конденсаторной.

В настоящее время наша промышленность выпускает конденсатор­ ные взрывные приборы КВП-1/100м, ПИВ-ЮОм и СВМ-2.

Конденсаторные взрывные приборы КВП-1/100м (рис. 40) вы­ пускают в рудничном взрывобезопасном исполнении (РВ) для ис­ пользования в шахтах, опасных по газу или пыли. Эти приборы «монтированы в прочном пластмассовом корпусе и рассчитаны для работы при температуре окружающей среды от —15 до +35° С при

86

Применяемый в приборе переключатель с пружинным миллисекундным замыкателем снабжен тремя парами контактов (я — а, б — б п в — в), которые для наглядности показаны в разных местах схемы (см. рис. 41), тогда как в действительности они находятся в одном узле *. При повороте ключа переключателя в положение «Заряд» разомкнутся контакты в — в (от конденсатора-накопителя отключится разрядный резистор Z?p), а затем замкнутся контакты •а — а (включится батарея). При этом начнет работать релаксацион­ ный генератор п будет заряжаться конденсатор-накопитель, который

ЗУ

Рис. 41. Электрическая схема конденсаторного взрыв­ ного прибора КВП-1/ЮОм

-заряжается до 600 В в течение 8 с. После того как лампочка свето­ сигнального устройства начнет давать вспышки, ключ переводят в положение «Взрыв». Это заставит сработать миллпсекундный замы­ катель. При этом под влиянием его пружины сначала разомкнутся контакты а— а (отключится батарея), затем на 2—4 мс замкнутся контакты б — б (конденсатор — накопитель на это время присоеди­ нится к линейным зажимам прибора Кл1 — Кл2), после чего замк­ нутся контакты в — в (к конденсатору подключится разрядный рези­ стор Rp и будет снят остаточный заряд с конденсатора).

Ключ переключателя (взрывной ключ) съемный. Когда прибор находится в нерабочем состоянии, гнездо для ключа закрывается за­

товляют в рудничном взрывобезопасном исполиении в пластмассо­ вом корпусе. Их можно использовать в шахтах, опасных по газу или пыли, при температуре окружающей среды от —15 до + 4 0 ° С при

* Показанное на схеме положение контактов переключателя соответствует положеипю ключа переключателя «Зарядка».

88