Comutatoare cu eliberare rapidă: design și principiu de funcționare

Astăzi, oamenii folosesc în mod activ toate tipurile dispozitive electrice. Unele dintre ele funcționează la tensiuni destul de ridicate și, prin urmare, pot fi periculoase. Întrerupătoarele cu declanșare rapidă sunt proiectate cu precizie pentru a porni și opri circuitele electrice și pot, de asemenea, să pentru automat deconectarea acestui circuit în cazul unui scurtcircuit.

descriere generală

Acum se poate afirma cu siguranță că aceste întrerupătoare sunt atât dispozitive de comutare, cât și de protecție.

În rețelele de tracțiune în curent continuu, de exemplu, unde tensiunea este de până la 3 kV, atunci când apare un scurtcircuit, curentul va crește rapid până la 30-40 kA. Firește, asemenea magnitudini enorme de curent reprezintă o amenințare uriașă pentru orice echipament conectat la această rețea. Cele mai frecvente cauze sunt influențele termice și dinamice care duc la defectarea echipamentului.

Diferența dintre un circuit de curent continuu și necesitatea unui CV

Este important de menționat aici că există o diferență semnificativă între circuitele de curent alternativ și cele de curent continuu, ceea ce necesită utilizarea întrerupătoarelor cu eliberare rapidă. Prima implică reducerea intermitentă a curentului la zero și stingerea arcului electric, în timp ce a doua implică creșterea constantă a curentului până la o valoare predeterminată. Este nevoie de doar câteva sutimi de secundă pentru ca curentul să atingă valoarea maximă. Acest lucru face mult mai dificilă deconectarea. În plus, curentul de curent continuu este de obicei oprit mult mai devreme decât curentul atinge valorile maxime.

Întrerupătoarele cu acțiune rapidă au, în general, limite de declanșare de la 15 la 27 kA. În funcție de anumiți parametri ai circuitului în sine, aceste dispozitive vor fi suficiente pentru a asigura declanșarea în timp util.

Varietate

Întrerupătoarele cu declanșare rapidă au un mecanism special care deconectează alimentarea de la rețea. Pe principiul de funcționare a acestui element, ele pot fi împărțite în două categorii. Prima categorie este de tipul de întrerupere cu arc, în care circuitul este întrerupt de forța arcurilor puternice de întrerupere. A doua categorie este cea a arcurilor magnetice. Aceasta folosește, de asemenea, forța arcului, dar cu adăugarea forței electromagnetice pentru a declanșa circuitul.

În plus, există un alt mod în care sunt clasificate întrerupătoarele cu declanșare rapidă - capacitatea lor de a reacționa la direcția curentului.

În acest caz, se face o distincție între aparatele polarizate și cele nepolarizate. Primul tip este capabil să întrerupă un circuit, cu condiția ca curentul să circule într-o anumită direcție. Al doilea tip va deschide circuitul atunci când este atinsă o anumită valoare a curentului, indiferent de direcția în care trece direct prin dispozitiv.

Este demn de remarcat faptul că, în trecut, au fost disponibile întrerupătoare interne cu acțiune rapidă întrerupătoare de circuit, care au fost foarte populare în substațiile de tracțiune. Merită să adăugăm aici că producția unor modele ale acestui echipament a luat sfârșit, dar ele sunt încă în serviciu.

Modele comune

ABB-2/4, VAB-28 și VAB-43 au fost anterior produse și utilizate în mod activ. În prezent, acestea sunt înlocuite de dispozitive precum întrerupătoarele cu eliberare rapidă VAB-49 și VAB-50 și diferitele lor modificări.

Totuși, un detaliu important care merită menționat aici. Întrerupătorul de deconectare rapidă a curentului continuu AB-2/4 nu a fost produs timp de câteva decenii, dar este încă utilizat în mod activ la diferite tipuri de secțiuni electrice cu curent continuu. Acesta este proiectat pentru un curent nominal de funcționare de 2 kA și o tensiune de 4 kV.

Design AB-2/4

Pentru a fixa dispozitivul, acesta este echipat cu patru izolatori pe un cadru de cărucior special. Are un fir magnetic care este construcția de bază a comutatorului electromagnetic. Întrerupătorul cu eliberare rapidă este proiectat cu o cameră specială de stingere a arcului electric. În acest caz, este de tip labirint-țintă și este capabil să extindă arcul până la 4,5 metri. Funcția sa necesită suflare magnetică, care în acest caz este dezvoltată prin intermediul unor poli puternici situați în exterior pe ambele părți ale camerei.

Firele în sine nu sunt neprotejate, ci sunt încorporate într-un fir magnetic special. De o parte și de alta a acestui fir, există o cameră cu arc magnetic. În partea superioară, pereții camerei se îndepărtează ușor și există mai multe deflectoare în formă de pană care se întrepătrund, creând labirintul necesar. Astfel se creează o fantă în zigzag care răspândește arcul.

În partea de sus a camerei, labirintul este întrerupt. Aici se află grila specială de protecție împotriva flăcărilor, care este alcătuită din mai multe pachete de plăci subțiri de oțel. Acestea sunt utilizate pentru răcire, precum și pentru deionizarea gazelor și a flăcărilor care însoțesc apariția arcului electric.

Conectarea la rețea

Funcția întrerupătorului cu declanșare rapidă este de a deschide circuitul în cazul unui scurtcircuit și de a-l porni sau opri. În acest scop, există două puncte de contact speciale în construcție. Acestea sunt concepute pentru a conecta BV la rețeaua electrică. Conectarea se face prin intermediul șinelor electrice. Proiectul include, de asemenea, un șunt inductiv, care este reprezentat ca un pachet cu mai multe plăci de oțel izolate între ele și montate pe o bară de cupru.

BV are un bloc de contacte. Acestea sunt conectate la contactele principale, care sunt situate în partea inferioară a camerei de suprimare a arcului electric. Acesta este conectat printr-un sistem de tije și pârghii.

Proiectarea unui comutator de tip electromagnetic

Mecanismul comutatorului electromagnetic este montat pe un cadru special din fontă. Mecanismul are un circuit magnetic, care este reprezentat de două grinzi turnate cu secțiunea transversală dreptunghiulară. Acestea sunt la rândul lor conectate cu ajutorul unei tije cu secțiune circulară, de care este atașată o altă parte, bobina de susținere. Pe una dintre bare există, de asemenea, un circuit magnetic în formă de U. Acesta este alcătuit din mai multe plăci de oțel, fiecare izolată de cealaltă. Miezul magnetic are două bare. Bara din dreapta este pentru fixarea bobinei de comutare. În partea stângă se află bobina de demagnetizare a curentului principal, cu alte cuvinte bobina de auto-tripping. În plus, există o bobină suplimentară pentru calibrare. Se poate simula spirala principală în timpul reglării dispozitivului.

Cealaltă bară este la rândul ei situată între cele două "obrajii". Există o axă specială destinată fixării armăturii, care este, de asemenea, realizată din plăci de oțel izolate.

În timpul rotirii armăturii există un spațiu între armătură și bară. Pe această axă, între fălci, există, de asemenea, o pârghie care acționează asupra contactelor mobile. Pârghia are un resort special de eliberare care o trage spre dreapta. Pârghia este la rândul ei conectată la bobina de demagnetizare printr-un conductor flexibil din folie de cupru. Șuntul inductiv este, de asemenea, comutat în paralel cu această bobină.

Întrerupătorul are, de asemenea, un contact fix care este atașat în serie la bobina de sablare magnetică. Pentru conectarea la un circuit extern, GB are două contacte de ieșire.

Pornirea dispozitivului folosind VB-11 ca exemplu

Este demn de remarcat faptul că echipamentul este activat în două etape. Când aparatul este pornit, tensiunea este aplicată prin intermediul conductorului de 20A la bobina de declanșare prin apăsarea butonului VU. În timp ce curentul circulă prin element, va exista un flux de curent care este indicat de obicei prin litera F. Acesta este, totuși, un șunt slăbit. Acest lucru se datorează faptului că se închide prin spațiul de aer care există între polii electromagnetului, deoarece armătura nu este încă așezată pe poli.

"Returnarea protecției"

Întrerupătoarele de circuit au un buton de apăsare "returnare de protecție", care, atunci când este acționat, începe să activeze supapa. În același timp, aerul comprimat începe să curgă în cilindrii acționarei pneumatice. Pistonul de pe unul dintre cilindri se va deplasa în sus, rotindu-se tija în sensul acelor de ceasornic. Acest lucru face ca arcul de declanșare să se întindă. Deoarece tijele se deplasează în sus odată cu tija, armătura se va roti în jurul axei sale, dar în sens invers acelor de ceasornic.

Pe măsură ce primul piston se mișcă, cel de-al doilea piston va fi propulsat în jos de aerul comprimat. Pistonul are un împingător care acționează asupra brațului de contact și a armăturii pe măsură ce se deplasează în jos. Acest lucru va roti armătura până când aceasta va fi presată împotriva polilor magnetului electric. În același timp, există încă un decalaj între principalele contacte. Acest lucru se datorează faptului că cursa ulterioară a brațului de contact este limitată de firul magnetic întors spre el. Fluxul de retenție, identificat anterior ca F, va fi apoi mărit, astfel încât cum merge Armătura va fi eliberată, menținând astfel armătura ferm în poziție.

Apoi, butonul "returnare de protecție" este eliberată și practic întregul sistem revine în poziția inițială, cu excepția armăturii care rămâne ferm apăsată pe poli. Firul magnetului va fi eliberat și va începe să se rotească în sensul acelor de ceasornic până la închiderea contactelor principale.

Întrerupător cu eliberare rapidă BVP-5

La fel ca și celelalte tipuri de acest dispozitiv, acesta este conceput pentru a întrerupe circuitul și pentru a-l proteja împotriva scurtcircuitelor. Din punct de vedere constructiv, există mai multe părți principale: corpul, actuatorul de tip pneumatic, CG, dispozitivul de menținere de tip electromagnetic, sistemul de stingere a arcului electric, mecanismele de blocare.

Înainte de a trece la repararea dispozitivului de eliberare rapidă a acestui tip de comutator, tensiunea arcurilor de declanșare trebuie să fie complet eliberată. Ulterior, puteți merge la pentru a îndepărta arcurile pneumatice. Toate piesele mobile sunt apoi eliberate din tensiune și pot fi întoarse în ambele părți pentru a fi reparate.

În ceea ce privește defecțiunile, cea mai frecventă este murdărirea punctelor de contact dintre armătură și magnet, care poate fi ușor remediată printr-o simplă curățare. Ocazional, acestea se pot prinde de pereții camerei de stingere a arcului electric.

Camera de suprimare a arcului electric în sine poate fi reparată, de obicei, prin îndepărtarea grilelor de deionizare, a pereților exteriori și a deflectoarelor interne. Grila este dezasamblată și curățată temeinic de depunerile de carbon și de oxid.

Întrerupător cu eliberare rapidă pentru locomotive electrice

BV-urile sunt excelente pentru declanșarea motoarelor de tracțiune într-o varietate de defecțiuni. Acestea sunt adesea utilizate la locomotivele electrice. De exemplu, un astfel de tip de BS, ca 12NS, este instalat pe ChS2. Are un actuator pneumatic, iar construcția constă din componente de bază, cum ar fi un cadru de susținere, un releu de declanșare automată de tip contact, un dispozitiv de stingere a arcului electric, un actuator pneumatic și de blocare sau contacte auxiliare.

Tensiunea nominală de funcționare a acestui tip de întrerupător cu eliberare rapidă este de 3 kV, iar curentul nominal este de 2 kA.