DC prekidači
DC prekidači se koriste za odvajanje strujnog kruga pod opterećenjem. U trafostanicama za vuču prekidači se koriste za isključivanje vodova od 600 V tijekom preopterećenja i struja kratkog spoja i za isključivanje povratne struje ispravljača tijekom povratnog paljenja ili kvara ventila (tj. unutarnji kratki spojevi tijekom rada paralelnog bloka).
Gašenje luka automatskim prekidačima događa se u zraku na rogovima luka. Proširenje luka može se izvesti uz pomoć magnetskog udara ili u komorama s uskim prorezima.
U svim slučajevima prekida strujnog kruga i stvaranja električnog luka, dolazi do prirodnog kretanja luka prema gore uz kretanje zraka koji se njime zagrijava, tj.
Na vučne podstanice uglavnom se primjenjuje na brze prekidače.
Riža. 1. Oscilogrami struje i napona kada je struja kratkog spoja isključena: a-brza sklopka, b-brza sklopka
Ukupno vrijeme T prekida kratkog spoja ili struje preopterećenja od strane prekidača sastoji se od tri glavna dijela (slika 1):
T = tO + t1 + t2
gdje je t0 vrijeme porasta struje u strujnom krugu koji se isključuje do vrijednosti zadane struje, odnosno do vrijednosti pri kojoj se aktivira rastavljač prekidača; t1 je vrijeme otvaranja vlastitog prekidača, tj. vrijeme od trenutka kada se postigne struja podešavanja do trenutka kada se kontakti prekidača počnu razilaziti; t2 — vrijeme gorenja luka.
Vrijeme porasta struje u krugu t0 ovisi o parametrima kruga i postavci sklopke.
Unutarnje vrijeme okidanja t1 ovisi o tipu sklopke: za ne-brze sklopke, unutarnje vrijeme okidanja je u rasponu 0,1-0,2 s, za brze sklopke - 0,0015-0,005 s.
Vrijeme lučenja t2 ovisi o vrijednosti struje koju treba prekinuti io karakteristikama prekidača.
Ukupno vrijeme okidanja brzog prekidača je unutar 0,15-0,3 s, za brzi 0,01-0,03 s.
Zbog kratkog inherentnog vremena okidanja, brzi prekidač ograničava maksimalnu vrijednost struje kratkog spoja u zaštićenom krugu.
Na vučnim podstanicama koriste se brzi istosmjerni automatski prekidači: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 i drugi.
Prekidač VAB-2 je polariziran, odnosno reagira na struju samo u jednom smjeru — naprijed ili natrag, ovisno o postavci prekidača.
Na sl. 2 prikazuje elektromagnetski mehanizam DC prekidača.
Riža. 2.Elektromagnetski mehanizam prekidača VAB -2: a — isključenje prekidača, b — granice graničnog trošenja kontakata prekidača VAB -2, (A — minimalna debljina fiksnog kontakta je 6 mm, B — minimalna debljina pomičnog kontakta je 16 mm ); 1 — pridržna zavojnica, 2 — magnetski krug, 3 — sklopna zavojnica, 4 — magnetska armatura, 5 — gornja čelična tračnica, 6 — sidro, 7 — glavna zavojnica, 8 — kalibracijska zavojnica, 9 — magnetski krug u obliku slova U, 10 — strujni izlaz struje, 11 — vijak za podešavanje, 12 — manevarska ploča, 13 — fleksibilna veza, 14 — graničnik, 15 — poluga sidra, 16 — os poluge sidra, 17 — fiksni kontakt, 18 — pomični kontakt, 19 — kontaktna poluga, 20 — aksijalna kontaktna poluga, 21 — osovina s valjkom, 22 — poluga za zaključavanje, 23 — opruge za zatvaranje, 24 — vučna ruda, 25 — vijci za podešavanje, 26 — stezaljka, 27 — držač jezgre svitka
Sidrena poluga 15 (slika 2, a) rotira oko osi 16 koja prolazi kroz gornju čeličnu šipku 5. U donjem dijelu poluge 15, koja se sastoji od dva silikonska obraza, čelično sidro 6 je zategnuto, au gornjem dijelu nalazi se odstojnik rukavac s osi 20 oko koje se okreće kontaktna poluga 19, izrađen od skupa duraluminijskih ploča.
U gornjem dijelu kontaktne poluge učvršćen je pomični kontakt 18, a ispod je učvršćena bakrena papučica s fleksibilnom vezom 13 pomoću koje se pomični kontakt spaja na glavni strujni svitak 7 i preko njega na stezaljku. 10. Na donji dio kontaktne poluge pričvršćeni su graničnici 14 s obje strane, a s desne strane nalazi se čelična osovina s valjkom 21, na koji su s jedne strane pričvršćene dvije opruge za zatvaranje 23.
U isključenom položaju, sustav poluga (armaturna poluga i kontaktna poluga) se okreće graničnim oprugama 23 oko osi 16 sve dok se kotva 6 ne zaustavi u lijevoj šipki magnetskog kruga u obliku slova U.
Svitci za zatvaranje 3 i držanje 1 prekidača napajaju se vlastitim istosmjernim zahtjevima.
Da biste uključili prekidač, prvo morate zatvoriti strujni krug zavojnice za držanje 1, a zatim krug zavojnice za zatvaranje 3. Smjer struje u obje zavojnice treba biti takav da se magnetski tokovi koje oni generiraju dodaju desnoj jezgri magnetskog kruga 9, koji služi kao jezgra zavojnice za zatvaranje; tada će kotva 6 biti privučena jezgrom zavojnice za zatvaranje, odnosno biti će u položaju «Uključeno». U ovom slučaju, os 20 zajedno s kontaktnom polugom 19 će se okretati ulijevo, opruge za odvajanje 23 će se istegnuti i težiti da okreću kontaktnu polugu 19 oko osi 20.
Kada je sklopka isključena, armatura 4 leži na krajnjoj strani zavojnice za zatvaranje i, kada je sklopka uključena, ostaje privučena kraju jezgre zajedničkim magnetskim tokom zavojnice za zatvaranje i držanja. Magnetska armatura 4 pomoću šipke 24 povezana je s polugom za zaključavanje 22, koja ne dopušta da se kontaktna poluga okrene do graničnika pomičnog kontakta u fiksnom. Stoga između glavnih kontakata ostaje razmak, koji se može podesiti promjenom duljine šipke 24 i trebao bi biti jednak 1,5-4 mm.
Ako se napon ukloni iz zavojnice za zatvaranje, tada će se elektromagnetske sile koje drže armaturu 4 u privučenom položaju smanjiti, a opruge 23 uz pomoć poluge za zaključavanje 22 i šipke 24 otrgnut će armaturu s kraja jezgre. zavojnice za zatvaranje i okrećite kontaktnu polugu dok se glavni kontakti ne zatvore. Stoga će se glavni kontakti zatvoriti tek nakon što se otvori zavojnica za zatvaranje.
Na ovaj način se kod prekidača VAB-2 ostvaruje princip slobodnog okidanja. Razmak između magnetske kotve 4 (koja se inače naziva armatura slobodnog okidanja) i krajnje strane jezgre za zatvaranje zavojnice u uključenom položaju prekidača treba biti unutar 1,5-4 mm.
Upravljački krug osigurava dovod kratkotrajnog impulsa struje na zavojnicu za zatvaranje, čije je trajanje dovoljno samo da ima vremena pomaknuti armaturu u položaj «Uključeno». Krug svitka za zatvaranje tada se automatski otvara.
Dostupnost besplatnog putovanja može se provjeriti na sljedeći način. Između glavnih kontakata stavlja se list papira i kontakt kontaktora se zatvara. Prekidač je uključen, ali dok je kontakt kontaktora zatvoren, glavni kontakti ne bi trebali biti zatvoreni, a papir se može slobodno ukloniti iz razmaka između kontakata. Čim se kontaktor kontaktora otvori, magnetska armatura će se odvojiti od kraja jezgre zavojnice za zatvaranje i glavni kontakti će se zatvoriti. U tom slučaju, komad papira će biti pritisnut između kontakata i neće ga biti moguće ukloniti.
Kada je sklopka uključena, čuje se karakterističan dvostruki prasak: prvi je od sudara armature i jezgre zavojnice za zatvaranje, drugi je od sudara zatvorenih glavnih kontakata.
Polarizacija sklopke sastoji se u izboru smjera struje u pridržnom svitku, ovisno o smjeru struje u glavnom strujnom svitku.
Da bi sklopka isključila strujni krug kad se promijeni smjer struje u njemu, smjer struje u pridržnoj zavojnici je odabran tako da se magnetski tokovi koje stvara pridržna zavojnica i glavna strujna zavojnica podudaraju u smjeru jezgra zavojnice za zatvaranje. Stoga, kada struja teče u smjeru prema naprijed, struja glavnog strujnog kruga će pomoći da prekidač ostane u zatvorenom položaju.
U nuždi, kada je smjer glavne struje obrnut, promijenit će se smjer magnetskog toka koji stvara zavojnica glavne struje u jezgri zavojnice za zatvaranje, tj. magnetski tok primarne strujne zavojnice bit će usmjeren protiv magnetskog toka pridržne zavojnice i pri određenoj vrijednosti primarne struje jezgra zavojnice za zatvaranje demagnetizirat će se i opruge za otvaranje će otvoriti prekidač. Brzina odziva je u većoj mjeri određena činjenicom da dok se u jezgri sklopnog svitka magnetski tok smanjuje, u jezgri glavnog strujnog svitka magnetski tok raste.
Kako bi sklopka isključila strujni krug kada struja poraste iznad postavljene prednje struje, smjer struje u pridržnoj zavojnici je odabran tako da je magnetski tok pridržne zavojnice u jezgri zavojnice za zatvaranje usmjeren protiv magnetski tok glavnog strujnog svitka, kada kroz njega teče prednja struja.U tom slučaju, s povećanjem struje baze, demagnetizacija jezgre svitka za zatvaranje se povećava, a pri određenoj vrijednosti struje baze, jednakoj ili većoj od struje podešavanja, prekidač se otvara.
Struja ugađanja u oba slučaja podešava se promjenom trenutne vrijednosti pridržne zavojnice i promjenom razmaka δ1.
Veličina struje pridržne zavojnice podešava se mijenjanjem veličine dodatnog otpora spojenog u seriju sa zavojnicom.
Promjena razmaka δ1 mijenja otpor magnetskog toka primarne strujne zavojnice. Kako se razmak δ1 smanjuje, magnetski otpor se smanjuje i stoga se smanjuje veličina prekidne struje. Razmak δ1 mijenja se pomoću vijka za podešavanje 11.
Razmak δ2 između graničnika 14 i obraza armaturne poluge 15 u uključenom položaju prekidača karakterizira kvalitetu zatvaranja glavnih kontakata i trebao bi biti unutar 2-5 mm. Postrojenje proizvodi ključeve s razmakom δ2 jednakim 4-5 mm. Veličina zazora δ2 određuje kut zakretanja kontaktne poluge 19 oko osi 20.
Odsutnost razmaka δ2 (graničnici 14 su u kontaktu s obrazima armaturne poluge 15) ukazuje na loš kontakt ili nedostatak kontakta između glavnih kontakata. Udaljenost δ2 manja od 2 ili veća od 5 mm označava da su glavni kontakti u kontaktu samo na donjem ili gornjem rubu. Razlika δ2 može biti mala zbog velike istrošenosti kontakata koji se tada mijenjaju.
Ako su dimenzije kontakata dovoljne, tada se razmak δ2 podešava pomicanjem cijelog sklopnog mehanizma duž okvira prekidača.Za pomicanje mehanizma otpuštaju se dva vijka koji pričvršćuju mehanizam na okvir.
Razmak između glavnih kontakata u otvorenom položaju trebao bi biti jednak 18-22 mm. Pritisak glavnih kontakata za sklopke s nazivnom strujom do i uključujući 2000 A treba biti u rasponu od 20-26 kg, a za sklopke s nazivnom strujom od 3000 A - unutar 26-30 kg.
Na sl. 2, b prikazuje pokretni sustav sklopke s oznakom granice trošenja kontakata. Pomični kontakt se smatra istrošenim kada dimenzija B postane manja od 16 mm, a fiksni kontakt kada dimenzija A postane manja od 6 mm.
Na sl. 3 prikazuje detaljnu shemu upravljanja prekidačem VAB-2 Shema osigurava opskrbu kratkotrajnog impulsa na zavojnicu za zatvaranje i ne dopušta ponovljeno uključivanje kada se gumb za uključivanje pritisne dugo vremena, tj. sprječava "zvonjenje". Zavojnica za držanje neprestano se puni strujom.
Da biste uključili prekidač, pritisnite tipku «On» i time zatvorite strujni krug zavojnica kontaktora K i blokade RB. U tom slučaju aktivira se samo sklopnik koji zatvara strujni krug svitka za zatvaranje VK.
Čim armatura zauzme položaj «Uključeno», zatvarajući pomoćni kontakti BA prekidača će se zatvoriti, a otvarajući kontakti će se otvoriti. Jedan od pomoćnih kontakata zaobilazi zavojnicu kontaktora K, što će prekinuti krug zavojnice za zatvaranje. U tom slučaju, cijeli linijski napon će se primijeniti na zavojnicu RB blokirnog releja, koji nakon aktiviranja ponovno manipulira zavojnicom kontaktora svojim kontaktima.
Da biste ponovno zatvorili prekidač, otvorite gumb za napajanje i ponovno ga zatvorite.
Otpor pražnjenja CP spojen paralelno sa zavojnicom za držanje istosmjerne struje služi za smanjenje prenapona otvorenog kruga zavojnice. Podesivi LED otpor pruža mogućnost mijenjanja struje pridržne zavojnice.
Nazivna struja pridržne zavojnice pri 110 V je 0,5 A, a nazivna struja zavojnice za zatvaranje pri istom naponu i paralelnom spoju dviju sekcija je 80 A.
Riža. 3. Dijagram ožičenja za upravljanje prekidačem VAB-2: Isključeno. — gumb za isključivanje, DC — zavojnica za držanje, LED — dodatni otpor, CP — otpor pražnjenja, BA — pomoćni kontakti prekidača, LK, LZ — crvena i zelena signalna svjetiljka, Uklj. — gumb za napajanje, K — kontaktor i njegov kontakt, RB — relej za blokiranje i njegov kontakt, VK — zavojnica za zatvaranje, AP — automatski prekidač
Dopuštene su fluktuacije napona radnih krugova od - 20% do + 10% nazivnog napona.
Ukupno vrijeme za isključivanje strujnog kruga od VAB-2 prekidača je 0,02-0,04 s.
Gašenje luka, kada prekidač prekine strujni krug pod opterećenjem, događa se u otvoru za luk pomoću magnetskog praska.
Magnetska zavojnica za napuhavanje obično je spojena u seriju s glavnim fiksnim kontaktom prekidača i zavoj je glavne sabirnice, unutar koje se nalazi jezgra izrađena od čelične trake. Kako bi se magnetsko polje koncentriralo u zoni luka u kontaktima, jezgra svitka magnetske eksplozije u sklopkama ima dijelove polova.
Komora za gašenje luka (slika 4) je ravna kutija izrađena od azbestnog cementa, unutar koje su izrađene dvije uzdužne pregrade 4. U komoru je ugrađen rog 1, unutar kojeg prolazi os rotacije komore.Ova sirena je električno povezana s pomičnim kontaktom. Druga sirena 7 je pričvršćena na nepomični kontakt. Kako bi se osigurao brz prijelaz luka od pomičnog kontakta do roga 1, udaljenost sire od kontakta ne smije biti veća od 2-3 mm.
Električni luk koji nastaje pri isključivanju između kontakata 2 i 6 pod djelovanjem jakog magnetskog polja zavojnice magnetskog napuhivača 5 brzo se raspuhuje preko rogova 1 i 7, produljuje se, hladi protustrujom zraka i stijenke komori u uskim prorezima između pregrada i brzo se gase. Preporuča se postavljanje keramičkih pločica u zidove komore u području gašenja luka.
Komore za gašenje luka za prekidače za napon od 1500 V i više (slika 5) razlikuju se od komora za napon od 600 V u velikim dimenzijama i prisutnosti rupa u vanjskim zidovima za izlaz plinova i dodatnog uređaja za magnetsku detonaciju .
Riža. 4. Komora za gašenje luka prekidača VAB -2 za napon od 600 V: 1 i 7 — rogovi, 2 — pomični kontakt, 3 — vanjske stijenke, 4 — uzdužne pregrade, 5 — svitak magnetske eksplozije, 6 — fiksni kontakt
Riža. 5. Komora za gašenje luka prekidača VAB -2 za napon od 1500 V: a — komora kamere, b — krug za gašenje luka s dodatnim magnetskim praskom; 1 — pomični kontakt, 2 — fiksni kontakt, 3 — magnetski detonirajući svitak, 4 I 8 — sirene, 5 i 6 — pomoćne sirene, 7 — pomoćni magnetski detonirajući svitak, I, II, III, IV — položaj luka tijekom gašenja
Uređaj za dodatno magnetsko upuhivanje sastoji se od dva pomoćna roga 5 i 6, između kojih je spojena zavojnica 7. Kako se luk produljuje, on se počinje zatvarati preko pomoćnih rogova i zavojnice, koja zbog struje koja kroz nju teče. , stvara dodatni magnetski udar. Sve kamere imaju metalne pločice s vanjske strane.
Za brzo i stabilno gašenje luka, razmak između kontakata trebao bi biti najmanje 4-5 mm.
Tijelo sklopke izrađeno je od nemagnetskog materijala - silimina - i spojeno je na pomični kontakt te je tijekom rada pod punim radnim naponom.
BAT-42 Automatski brzi DC prekidač
Rad DC prekidača
Tijekom rada potrebno je pratiti stanje glavnih kontakata. Pad napona između njih pri nazivnom opterećenju trebao bi biti unutar 30 mV.
Oksid se uklanja s kontakata žičanom četkom (četkanje). Kada dođe do ulegnuća, uklanjaju se turpijom, ali se kontakti ne smiju hraniti kako bi se vratio njihov prvobitni ravni oblik, jer to dovodi do njihovog brzog trošenja.
Potrebno je povremeno očistiti stijenke komore za gašenje luka od naslaga bakra i ugljena.
Pri reviziji istosmjerne sklopke provjerava se izolacija zavojnice za držanje i zatvaranje u odnosu na tijelo, kao i izolacijski otpor stijenki lučne komore. Izolacija komore luka provjerava se dovođenjem napona između glavnih pokretnih i fiksnih kontakata sa zatvorenom komorom.
Prije puštanja sklopke u rad nakon popravka ili dugotrajnog skladištenja, komora se mora sušiti 10-12 sati na temperaturi od 100-110 ° C.
Nakon sušenja, komora se postavlja na sklopku i mjeri se otpor izolacije između dvije točke komore nasuprot pomičnim i fiksnim kontaktima kada su otvoreni. Ovaj otpor mora biti najmanje 20 ohma.
Postavke prekidača kalibriraju se u laboratoriju strujom dobivenom iz generatora niskog napona s nazivnim naponom od 6-12 V.
U trafostanici se prekidači kalibriraju strujom opterećenja ili pomoću reostata opterećenja pri nazivnom naponu od 600 V. Može se preporučiti metoda za kalibraciju istosmjernih sklopki pomoću kalibracijske zavojnice od 300 zavoja PEL žice promjera 0,6 mm, montiran na jezgru glavnog strujnog svitka. Propuštanjem istosmjerne struje kroz zavojnicu, vrijednost postavke struje postavlja se prema broju amper-zavoja u trenutku kada je prekidač isključen. Prekidači prve verzije, koji su proizvedeni ranije, razlikuju se od prekidača druge verzije po prisutnosti uljnog ventila.