6.6. Источники тока для электрического инициирования

В качестве источника, посылающего импульс тока во взрыв­ную цепь, могут быть использованы взрывные машинки, осветительные и силовые линии электропередач, передвижные электро­станции.

Наиболее широко применяются конденсаторные взрывные машинки. Источником тока в них служит конденсатор, который в течение 10—20 с заряжается от маломощного первичного источ­ника тока, вмонтированного в машинку, а затем быстро, в тече­ние 3—4 мс, разряжается в сеть.

Нашей промышленностью выпускаются конденсаторные взрыв­ные машинки следующих типов (табл. 6.2):

с миниатюрными генераторами (индукторные) КПМ-3, ВМК-500;

с миниатюрными гальваническими батареями (батарейные) КВП-1/100М, ПИВ-100М.

Взрывные машинки КПМ-3 и ВМК-500 предназначены для карьеров и шахт, не опасных по газу и пыли, и рассчитаны на 2000 безотказных взрываний.

Машинка ВМК-500 относится к наиболее мощным из выпуска­емых. Общий вид ее показан на рис. 6.14, а, а электрическая схема — на рис. 6.14, б.

Напряжение, развиваемое индуктором при вращении привод­ной ручки, повышается автотрансформатором Тр и схемой удво­ения напряжения, состоящей из четырех селеновых выпрямителей повышенного напряжения, заряжает блок конденсаторов-накопи­телей. Контакт К1 автоматически замыкается с момента начала вращения приводной ручки и удерживается в этом положении пои частоте вращения не менее 4 с^-1.

Когда напряжение на блоке конденсаторов-накопителей и лам­повом конденсаторе С_н5 достигает номинального значения (3000 В), начинает светиться индикаторная лампа Л. С прекра­щением вращения ручки лампа гаснет, контакт К1 размыкается и отключает блок конденсаторов-накопителей от зарядной цепи, чем исключается возможность разряда его через схему выпрями­теля. При нажатии кнопки «Взрыв» ее контакты подключают блок конденсаторов-накопителей к линейным зажимам, и электриче­ский заряд поступает в электровзрывную цепь. При извлечении из машинки приводной ручки контакт К2 блокирующего устрой­ства замыкается на последовательно соединенные разрядные сопротивления, вследствие чего происходит полная разрядка блока конденсаторов-накопителей.

Для увеличения мощности разряда (числа взрываемых ЭД) через штепсельный разъем Ш1—Ш2 соединяют параллельно две машинки.

Взрывная машинка КПМ-3 является усовершенствованным вариантом ранее выпускавшихся машинок КПМ-1А.

Работа машинки КПМ-1А происходит следующим образом (рис. 6.15). Если рукоятка индуктора не вставлена в свое гнездо и кнопка «Взрыв» не нажата, то выключатель А разомкнут, а вы­ключатель Б замкнут. При этом конденсатор-накопитель С2 шунтирован резистором R2. Когда рукоятка индуктора вставляется в гнездо корпуса машинки, автоматически размыкается выключатель Б_. и разрядный резистор R2 отключается от кон­денсатора-накопителя. С началом вращения рукоятки индикатора (с частотой не менее 4,5 с^-1) автоматически замыкается выключа­тель Л, зарядное устройство схемы подключается к конденсатору-накопителю, и начинается его заряжание.

Через несколько секунд после начала вращения индуктора загорается неоновая лампа Л, сигнализируя о готовности ма­шинки к взрыву. После этого нажимается кнопка «Взрыв», кон­такты В замыкаются и присоединяют конденсатор-накопитель к взрывной цепи.

Машинка КПМ-1А имеет два дополнительных вывода от кон­денсатора С2 (в виде штепсельных разъемов Ш1 и Ш2). Это дает возможность параллельно соединить конденсаторы-накопители двух машинок и одновременно взрывать вдвое большее число электродетонаторов.

При совместном использовании двух машинок взрывная сеть должна подключаться к зажимам одной машинки, а рукоятки индукторов (для размыкания выключателей Б) должны быть вставлены в гнезда обеих машинок. Заряжание конденсаторов-накопителей в обеих машинках производится вращением рукоятки одной из машинок, а взрывание — нажатием кнопки «Взрыв» той машинки, к которой подключена взрывная сеть. Вторую ма­шинку можно заменить конденсаторной приставкой (емкостью 2 мкФ и рабочим напряжением 1500 В), присоединяемой к до­полнительным выводам первой машинки.

Для контроля исправности машинки КПМ-1А используется пульт-пробник, представляющий собой сопротивление (100 Ом), смонтированное в пластмассовом корпусе. Пульт-пробник имеет два вывода, которыми его присоединяют к зажимам взрывной

машинки, и два зажима для подключения к нему двух парал­лельно соединенных электродетонаторов, взрыванием которых проверяют машинку. При проверке сопротивление пульта проб­ника оказывается включенным последовательно с взрываемыми электродетонаторами.

Конденсаторная взрывная машинка КПМ-3 предназначена для взрывания электродетонаторов при ведении взрывных работ в средах, не опасных по газу и пыли, при температуре от —50 до +50 °С и относительной влажности до 98 % (при 0 ± 5 °С).

По внешнему виду и электрической схеме КПМ-3 аналогична КПМ-1А. Основное отличие ее в удвоенной емкости конденсатора-накопителя, что в два раза увеличивает число взрываемых ЭД, а также в том, что пульт-пробник встроен в корпус машинки.

Работа взрывной части схемы КПМ-3 аналогична работе схемы КПМ-1А.

Взрывные машинки ПИВ-100М выпускаются с вмонтирован­ными приборами для измерения величины сопротивления цепи перед взрывом.

Конденсаторный взрывной прибор КПВ-1/100М служит для взрывания одиночных ЭД или группы последовательно соеди­ненных ЭД. Прибор взрывобезопасного исполнения предназначен для работы в шахтах, опасных по газу или пыли, и на карьерах при температуре окружающей среды от —15 до +35 °С.

В комплекс поставки входят: конденсаторный взрывной при­бор КВП-1/100М; взрывной ключ (работающий и запасной); ключ для вскрытия прибора; техническая документация.

Принцип действия прибора следующий. При повороте взрыв­ного ключа в положение «Заряд» батарея питания подключается к релаксационному генератору, который вырабатывает повышен­ное переменное напряжение. Последнее удваивается, выпрям­ляется схемой удвоения и выпрямления и заряжает конденсатор-накопитель. Когда напряжение конденсатора-накопителя дости­гает номинального значения, зажжется разрядник, который, срывая генерацию, препятствует дальнейшему увеличению напря­жения на конденсаторе-накопителе. Одновременно начинает пери­одически вспыхивать неоновая лампа светосигнального устрой­ства, сигнализируя о готовности прибора к производству взрыва.

При переводе ключа в положение «Взрыв» сначала кратко­временно замыкаются контакты миллисекундного замыкателя и соединяют на 2—4 мс конденсатор-накопитель со взрывной сетью. Затем они размыкаются, а замыкаются контакты, под­ключающие к конденсатору-накопителю резистор для снятия остаточного заряда.

Конденсаторный взрывной прибор ПИВ-100М снабжен встроен­ным омметром для проверки перед взрывом (из укрытия) сопро­тивления электровзрывной сети (для проверки отдельных ЭД омметр не предназначен).

Основные технические характеристики омметра, встроенного в прибор

ПИВ-100М, приведены ниже.

Техническая характеристика омметра, встроенного в прибор ПИВ-100М

Пределы измерения, Ом..................... 0—400

Цена одного деления шкалы, Ом......... 20

Погрешность измерения в диапазоне не более 60—500 Ом, % . . ±2,4

Ток измерительной схемы прибора при коротком замыкании

на линей­ных зажимах, А ........................ 0,05

Продолжительность работы источника питания без замены

при 100 из­мерениях ежедневно, мес .................... 24

Прибор ПИВ-100М отличается от прибора КВП-1/100М нали­чием мостовой измерительной схемы, которая питается от отдель­ного источника (элементы РЦ-75 или РЦ-85).

Коммутация цепей взрывной части схемы прибора осуще­ствляется взрывным ключом, вставляемым в гнездо и воздейству­ющим на контакты взрывного переключателя. Измерительная схема коммутируется рычагом, обозначенным ИВЦ (измеритель взрывной цепи) и имеющим две секции. Окно шкалы омметра закрыто увеличительным стеклом.

Для измерения сопротивления взрывной сети, присоединенной к клеммам, рычаг ИВЦ поворачивают почасовой стрелке до упора, который своими контактами подключает схему омметра к клеммам и источнику питания. Работа взрывной части схемы и порядок действия при производстве взрыва такие же, как у КВП-1/100М.

Взрывная часть прибора обеспечивает не менее 4000 срабаты­ваний, а измерительная схема — 6000 измерений сопротивления взрывной сети при диапазоне температур (—5)—(+40) °С.

Для подключения взрывных сетей к осветительно-силовым линиям напряжением 110—380 В на карьерах и в шахтах, не опасных по газу и пыли, применяют взрывные станции. Такие станции снабжены последовательно установленными включате­лями, чтобы исключить случайную подачу тока во взрывную цепь. Кроме того, имеются контрольные лампы, горение которых свидетельствует о наличии напряжения на клеммах станции.

Переносная взрывная станция ПМС-220 предназначена для подачи тока во взрывную цепь от электрических сетей напряже­нием 200—220 В на карьерах и в шахтах, не опасных по газу или пыли. Общий вид станции показан на рис. 6.16, а, а ее элек­трическая схема — на рис. 6.16, б.

Сетевыми зажимами С31—С32 переносную минную станцию подключают к сети переменного тока, а к линейным зажи­мам Л31—Л32 присоединяют электровзрывную цепь. Напряже­ние, пониженное трансформатором Тр до 0,5 В, выпрямляется диодом Д и поступает на прибор И (если кнопка КнЗ находится в положении V).

Конденсатор С сглаживает пульсации выпрямляемого тока, проходящего через прибор. Шкала измерительного прибора (мик­роамперметра) имеет градуировку в вольтах и омах. В положе­нии V кнопки КнЗ прибор работает как вольтметр, измеряя напря­жение сети переменного тока, а в положении Ω — как омметр, измеряя сопротивление взрывной цепи.

Чтобы воспламеняющий ток включался вблизи максимума синусоиды, в схеме использован газовый разрядник ГР с потен­циалом зажигания около 200 В.

Схема работает следующим образом. При включении прибора в сеть переменного тока напряжение 200 В поступает на первичную обмотку трансформатора Тр и к разомкнутым контактам кнопок Кн1 и Кн2. При этом контакты замкнуты в положении V.

Если напряжение сети отличается по величине от расчетного значения не более чем на 10 %, то для выполнения взрыва к ли­нейным зажимам Л31—Л32 подключают взрывную цепь и на­жатием кнопки КнЗ в положение Ω измеряют ее сопротивление. Если величина сопротивления близка к расчетной, то нажимают кнопку Кн1 «Взвод», причем контакты Кн1 замыкают и удержи­вают в замкнутом состоянии с помощью куркового соединения, управляемого токовым реле Р. При нажатии кнопки Кн2 «Взрыв» ее контакты замыкаются, и напряжение сети через взрывную цепь подается к газовому разряднику ГР.

В тот момент, когда мгновенное значение напряжения дости­гает потенциала зажигания разрядника (200 В), последний за­жигается и включает ток во взрывную цепь. При прохождении тока по обмотке реле Р срабатывает и освобождает кнопку Кн1, контакты которой размыкаются и отключают сеть переменного Тока. Сопротивление R выбрано с таким расчетом, чтобы при разомкнутой взрывной цепи сила тока, проходящего через об­мотку реле, была достаточна для его срабатывания.

Основные технические данные станции ПМС-220: максимально допустимое сопротивление одной группы последовательно соеди­ненных электродетонаторов 210 Ом; допустимое число последо-

вательно соединенных ЭД в группе 70; число параллельных групп 80; число одновременно взрываемых электродетонаторов 5600. Срок службы при правильной эксплуатации и отсутствии внешних механических повреждений 20 000 взрывов. Основные размеры станции 173x90x63 мм. Масса станции 1,6 кг.

В настоящее время имеется ряд приборов, позволяющих взрывать от линии переменного тока напряжением 220—380 В большое число последовательно соединенных электродетонаторов. Одни из них основаны на использовании для взрывания выпрям­ленного тока или тока конденсатора, заряженного от линии переменного тока через выпрямитель. Другие основаны на вклю­чении взрывной сети в тот момент, когда мгновенное значение тока в линии близко к его максимальной величине.