ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Устройство для разрушения руды и породы, содержащее источник пробоя и источник разрушающего напряжения, подключенные к выпрямителю, трансформатор, подключенный через развязывающие диоды к электродам, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения, источник разрушения содержит последовательно соединенные выключатель, индикатор пробоя и разделительные дроссели, которые подключены к электродам, а источник пробоя содержит высокочастотный тиристорный генератор и накопительный конденсатор, подключенный к входу высокочастотного тиристорного генератора, выход которого подключен к трансформатору, выполненному импульсным.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты принципиальной схемы устройства.

Устройство для разрушения руды и породы содержит выпрямитель 1 трехфазного тока, согласующее сопротивление (дроссель) 2, конденсатор 3, электронный ключ (тиристорный генератор) 4, импульсный трансформатор 5, развязывающие диоды 6, силовые кабели 7, выключатель 8, индикатор пробоя 9, дроссели 10, электроды 11.

Фиг. 1

Устройство работает следующим образом.

Напряжение трехфазного тока выпрямляется по мостовой схеме 1. Согласующее сопротивление 2 ограничивает броски тока при заряде конденсатора 3 и служит для согласования схемы по току. Бесконтактный, безынерционный электронный ключ 4 посылает импульсы электрической энергии, увеличенные по мощности конденсатором 3, на импульсных трансформатор 5, который повышает напряжение до пробойной величины. При включенном выключателе 8 к электродам 11 одновременно приложены пробойное и разрушающее напряжения. Дроссели хорошо пропускают большой ток низкой частоты в прямом направлении и представляют большое сопротивление для обратного импульсного тока высокой частоты.

В момент включения устройства сопротивление породы большое для низкого напряжения и почти вся энергия выпрямителя проходит через источник пробоя. После пробоя межэлектродного промежутка по мере формирования канала величина тока, проходящего по силовым кабелям 7, возрастает и генератор 4 с импульсным трансформатором 5 с момента, когда сопротивление канала пробоя становится меньше согласующего сопротивления, постепенно отключаются в зависимости от уменьшения сопротивления в канале пробоя. При таком режиме работы устройство управляется в зависимости от электропроводности пород, т.е. источник пробоя после сформирования проводящего канала почти не потребляет энергию, так как сопротивление канала теперь на один-два порядка меньше согласующего сопротивления.

При разрушении руды и проводящих пород силовые кабели 7 подключаются после пробоя среды. Проводимость канала пробоя, и пробой контролируются амперметром постоянного тока, представляющим собой индикатор пробоя 9 .

Для работы на более высоких частотах применяется тиристорный генератор (фиг. 2), выполненный на основе тиристорного инвертора со значительной скважностью, позволяющий получать частоты 100 кГц и более. Высокая частота необходима для разрушения диэлектрических пород с большим начальным сопротивлением. Схемное решение источника пробоя позволяет менять его параметры. Например, для разрушения вязких пород необходимо увеличить число конденсаторов, уменьшив частоту следования импульсов. Использование вместо электронного ключа 4 тиристорного генератора с частотой 100 кГц облегчает разрушение высокодиэлектрических пород.

Использование импульсного трансформатора 5 в схеме связано с необходимостью увеличения низкого напряжения 380-500 В с тиристорной коммутацией до пробойной величины в несколько сот киловольт. Тиристорный ключ или генератор позволяет пропускать через них большие мощности.

Импульсные трансформаторы могут иметь следующие параметры: выходное напряжение - от единицы до сотен киловольт, выходной ток - от единиц до десятков килоампер, частоту импульсов - от одиночных до десятков килогерц, мощность - от ватт до сотен меговатт, коэффициент полезного действия до 95 %.

Таким образом, устройство может работать со следующими параметрами:

в низкочастотном режиме с использованием электронного ключа и напряжения питающей сети 5-6 кВ коммутируемые токи до 6 кА с частотой следования импульсов 50-500 Гц; в высокочастотном режиме с использованием электронного ключа и напряжения питающей сети 380-660 В коммутируемые токи 200-500 А с частотой следования импульсов 10-15 кГц и с использованием тиристорного генератора с частотой следования импульсов 100 кГц и выше. Мощность устройства может составлять от 100 кВт до сотен мегаватт.

Фиг. 2