§ 49. Краткие сведения из теории электродетонаторов накаливания
Количество тепла Q, выделяемое электрическим током при прохождении по проводнику, составляет
(13) где I — ток в Ом;
R — сопротивление проводника в Ом;
t — время прохождения тока в сек.
Из формулы видно, что нагрев мостика накаливания данного сопротивления до температуры, которая бы обеспечила загорание воспламенительной головки и взрыв электродетонатора, зависит от тока I, сопротивления мостика R и времени t прохождения тока через мостик.
Это время t очень невелико и измеряется тысячными долями секунды. Оно складывается из времени воспламенения tв и времени передачи tп, т. е. t = tв+ tn.
Временем воспламенения называется промежуток времени с момента включения тока до момента начала горения воспламенительной головки (примерно до 10 мсек). Это время зависит от диаметра мостика, его материала, температуры воспламенения головки и тока.
Время воспламенения будет тем меньше, чем больше сопротивление мостика. Поэтому для изготовления мостиков применяют проволочку малого диаметра (0,03—0,05 мм) и большого удельного сопротивления. Чем больше длина мостика, тем больше сопротивление электродетонатора. В настоящее время изготовляются электродетонаторы с сопротивлением от 0,7 до 4,2 Ом.
.
Временем передачи называется промежуток времени от начала горения воспламенительной головки до момента взрыва электродетонатора (примерно до 60 мсек). Это время зависит от плотности и состава воспламенительной головки и ее расположения по отношению к мостику накаливания.
В заводских условиях трудно изготовить электродетонаторы с одинаковым сопротивлением мостика и одинаковой плотностью воспламенительного состава, а также расположить этот воспламенительный состав равномерно вокруг мостика. Поэтому на практике имеет место так называемый разброс времени воспламенения и передачи. В результате этого последовательно соединенные электродетонаторы с константановым мостиком взрываются не одновременно, а с разницей во времени, равной тысячным долям секунды (до 70 мсек).
Однако при тщательном изготовлении электродетонаторов указанный разброс может быть значительно уменьшен.
Вновь выпущенные электродетонаторы с нихромовыми мостиками ЭД-8-56 имеют разброс во времени взрывания +3 мсек.
В теории электровзрывания рассматриваются следующие величины: 1) максимальный ток, безопасный для электродетонатора, I макс. безп; 2) минимальный ток, безотказно воспламеняющий электродетонатор, I мин. воспл.
Максимально безопасным током называется такой максимальный ток, который, проходя через электродетонатор без ограничения времени, не вызывает нагревания мостика до температуры воспламенения воспламенительной головки.
Величина максимально безопасного тока имеет большое практическое значение.
Зная величину I макс.безоп, можно установить величину предельно допустимого тока в приборах, измеряющих проводимость или сопротивление электродетонаторов. Кроме того, по величине Iмакс.безоп устанавливается степень устойчивости электродетонаторов по отношению к блуждающим токам.
Установлено, что максимально безопасный ток для электродетонаторов составляет 0,3 а*. Однако длительное пропускание такого тока через электродетонатор может привести к разложению слоя воспламенительного состава, примыкающего непосредственно к мостику, что в свою очередь приводит к уменьшению чувствительности электродетонатора. Поэтому согласно Единым правилам безопасности при ведении взрывных работ требуется, чтобы всевозможные испытания электродетонаторов с константановым мостиком производились на приборах, дающих ток не выше 0,05 а, при этом длительность воздействия тока не должна превышать 4 сек.
Минимально безотказным током называется такой минимальный ток, который, проходя через электродетонатор, обеспечивает нагревание мостика до температуры воспламенения состава воспламенительной головки наименее чувствительного электродетонатора.
Для практических расчетов пользуются величиной гарантийного тока, который несколько больше минимально безотказного тока.
Исследования показали, что для группового взрывания электродетонаторов с константановым мостиком диаметром 50 микрон и длительности воздействия тока не менее 10 мсек гарантийный постоянный ток должен быть не менее 1,8 а, а переменный ток — 2,5 а. Для группового взрывания ЭД-8-56 гарантийный постоянный ток 1 а.
Вопросы для повторения
- Что называется временем воспламенения электродетонатора?
- Что называется временем передачи электродетонатора?
- Что называется максимально безопасным током при электровзрывании?
- Что называется минимально безотказным током при электровзрывании?
- Что называется гарантийным током при электровзрывании?
- Каковы числовые значения гарантийного постоянного и переменного тока при электровзрывании?
* Для электродетонаторов ЭД-8-56 Iмакс. безоп = 0,15 а.