Параметры электровоспламенителей

Параметрами электровоспламенителя называют величины, характеризующие их основные свойства:

- сопротивление;

- безопасный ток, воспламенения;

- воспламеняющие токи (длительный, стомиллисекундный, четырехмиллисе- кундный);

- импульс воспламенения;

- импульс плавления мостика;

- время передачи, время срабатывания.

Сопротивление электровоспламенителя складывается из электрического сопротивления мостика в холодном состоянии и выводных проводов. Этот параметр дает возможность судить об отсутствии серьезных неисправностей в электровоспламенителе (обрыв мостика накаливания, замыкание между электродами, к которым припаян мостик (вилоч­ками), неустойчивый контакт между мостиками и вилочками, замыкание в выводных проводах). В отличие от испытаний для определения других параметров, измерение сопротивления не вызы­вает уничтожения или порчи электровоспламенителя, поэтому определение сопротивления является единственным способом проверки исправности каждого электровоспламенителя, проводящейся как на заводах-изготовителях, так и на месте работ перед использованием. Знать сопротивление ЭД необходимо также для расчета электровзрывных сетей.

Сопротивление электровоспламенителя (Ом) зависит от материала, диаметра, длины мостика и выводных проводов и определяется из выражения

, (1)

где и — удельное сопротивление материала мостика и вы­водных проводов; D_M и D_P — диаметр мостика и жилы выводных проводов; l_M и l_P — длина мостика и выводных проводов (в один конец).

Так как удельное сопротивление проводников растет с увели­чением температуры, сопротивление электровоспламенителя во время воспламенения будет несколько больше (почти целиком в результате увеличения сопротивления мостика), чем оно было в холодном состоянии. По­вышение сопротивления электровоспламенителя зависит от температурного коэффициента сопротивления мостика. У электровоспламенителя с константиновым или нихромовым мостиком увеличение сопротивления незначительно (не более 4%) и им можно пренебречь, тогда как у электровоспламенителя с платино-иридиевым мости­ком сопротивление может повышаться на 25—30%, что должно учитываться при расчете электровзрывных сетей.

Безопасный ток I_Б — максимальное значение (верхний предел) постоянного тока, который, протекая через электровоспламенитель без ограни­чения времени, не может вызвать его воспламенения. Следовательно, при токе, равном или меньшем безопасного, электровоспламенитель не воспламенится при любой длительности его протекания, тогда как при токе, большем безопасного, воспламенение электровоспламенителя произойдет. Испытания показывают, что если в течение 5 мин электровоспламенитель не воспламенился, он не воспламенится и при любой длительности тока. Поэтому под безопасным понимают ток, который в течение 5 мин не вызывает воспламенения электровоспламенителя.

Величина безопасного тока позволяет судить об устойчивости эектровоспламенителя по отношению к сторонним (блуждающим) токам, а также дает возможность установить ток, который допустимо применять при измерении сопротивления ЭД.

Величина безопасного тока зависит от материала, диаметра и длины мостика, а также от рецептуры и физической структуры воспламенительного состава. Уменьшение диаметра мостика, а также увеличение его удельного сопротивления и длины приводят к сни­жению безопасного тока, в то время как понижение чувствительности воспламенительного состава к тепловому импульсу повышает безо­пасный ток. Величина безопасного тока больше всего зависит от диаметра мостика. Поэтому электровоспламенители, устойчивые против сторонних токов, имеют диаметр нихромового мостика накаливания (0,024 – 0,030 мм).

Воспламеняющий длительный ток — мини­мальное значение (нижний предел) постоянного тока, который, протекая без ограничения времени через электровоспламенитель (практически 5 мин), воспламеняет его. Таким образом, при токе, равном или большем, чем длительный воспламеняющий, электровоспламенитель через некоторое время воспла­менится, тогда как при меньшем токе электровоспламенитель откажет при любой дли­тельности протекания тока.

Величина воспламеняющего длительного тока позволяет получить ориентировочное представление о чувствительности электровоспламенителя, по­скольку этот параметр в известной мере характеризует импульс воспламенения электровоспламенителя. Весьма ценным является то, что для определения длительного тока не требуется специальной аппаратуры.

Воспламеняющий длительный ток зависит от тех же факторов, что и безопасный ток.

Воспламеняющий стомиллисекундный ток I₁₀₀ — минимальное значение (нижний предел) постоянного тока, который, протекая через электровоспламенитель в течение 100 мс, вызывает его воспламенение. Этот параметр дает наименьшее значение тока, практически обеспечивающего надежное воспламенение одиночных электровоспламенителей. Стомиллисекундный ток зависит от тех же факторов, что и длительный воспламеняющий ток.

Воспламеняющий четырехмиллисекундный и ток I₄ — минимальное значение(нижний предел) постоянного тока, который, протекая через электровоспламенитель в течение четырех милли­секунд, вызывает его воспламенение. Ток такой длительности дают взрывные приборы, которые должны обеспечивать опережающее отключение взрывной сети, т. е. отключение ее до того, как сеть может быть повреждена взорванной породой, и др.

Воспламеняющий четырехмиллисекундный ток зависит от тех же факторов, что и длительный воспламеняющий ток.

Импульс воспламенения К_В — наименьшее зна­чение импульса тока (созданного постоянным током), при котором происходит воспламенение электровоспламенителя.

Так как импульс тока (А²с) равен произведению квадрата тока на время, то импульс воспламенения определяется из выражения

К_В = I² t_В (2)

На практике обычно пользуются величиной, в тысячу раз меньшей, которая обозначается (А²мс), поскольку воспламеняющий ток изме­ряется амперами, а длительность его протекания — миллисекундами.

Импульс воспламенения является основной энергетической ха­рактеристикой электровоспламенителя. Зная его величину, по заданному времени воспла­менения можно определить воспламеняющий ток из выражения

(3)

Если же задана величина воспламеняющего тока, можно опре­делить время воспламенения по формуле

(4)

Знать величину импульсов воспламенения нужно и для опреде­ления тока, необходимого для безотказного воспламенения группы последовательно включенных электровоспламенителей.

Величина, обратная импульсу воспламенения и называемая чувствительностью ЭД, определяется по формуле

(5)

Таким образом, более чувствительные электровоспламенители обладают меньшим импульсом воспламенения, а менее чувствительные — большим.

Импульс воспламенения, так же как и воспламеняющие токи, зависит главным образом от диаметра и материала мостика накаливания, а также от чувствительности воспламенительного состава. Кроме того, импульс воспламенения данного электровоспламенителя зависит от величины тока, так как последним определяется время воспламенения, а следова­тельно, и количество тепла, отводимого в состав и выводные провода в процессе воспламенения. При малых токах вследствие значитель­ного отвода тепла импульс воспламенения будет большим, а по мере увеличения тока он будет снижаться из-за уменьшения тепловых потерь. При токе, превышающем 2I₁₀₀, импульс воспламе­нения от величины тока почти перестает зависеть. Это позволяет считать, что при токе, превышающем 2I₁₀₀, импульс воспламенения практически не зависит от воспламеняющего тока. Такое значение импульса следовало бы назвать номинальный импульс воспламенения. Однако приставку «номинальный», как правило, опускают, и под термином импульс воспламене­ния понимают импульс при токах, превышающих 2I₁₀₀. Если же речь идет об импульсе при меньших токах, это особо оговаривается.

Импульс плавления мостика – наименьшее значение импульса тока (создаваемого постоянным током), при котором происходит плавление (перегорание) мостика накаливания электровоспламенителя.

Импульс плавления определяется выражением

К_ПЛ = I²t_ПЛ (6)

Импульс плавления мостика позволяет судить о том, не произойдет ли при большом токе перегорания мостика без воспламенения воспламенительного состава, что осуществится, если импульс плавления мостика будет меньше импульса воспламенения. Импульс плавления позволяет также судить об отсутствии в мостике каких либо дефектов (помятостей, сужений, раковин и т. п.), приводящих к уменьшению его сечения, так как при наличии таких дефектов величина импульса плавления резко снижается. Таким образом, импульс плавления мостика является параметром, который при разработке новых электровоспламенителей и для заводского контроля, за их качеством.