DC-katkaisijat

DC-katkaisijoita käytetään kuormitetun piirin katkaisemiseen. Vetoasemilla kytkimillä katkaistaan ​​600 V:n voimalinjoja ylikuormitus- ja oikosulkuvirtojen aikana sekä tasasuuntaajien käänteisvirta takasytytyksen tai venttiilivian aikana (eli sisäiset oikosulut rinnakkaiskäytön aikana).

Valokaarisammutus automaattikytkimillä tapahtuu ilmassa kaaritorvissa. Kaaren pidennys voidaan tehdä magneettisuihkulla tai kapeissa rakoissa.

Kaikissa piirin katkaisutapauksissa ja sähkökaaren muodostumisessa tapahtuu kaaren luonnollista ylöspäin suuntautuvaa liikettä sen lämmittämän ilman liikkeen mukana, ts.

Päällä vetovoiman sähköasemat käytetään pääasiassa nopeisiin katkaisimiin.

Riisi. 1. Virran ja jännitteen oskilogrammit, kun oikosulkuvirta on kytketty pois päältä: a-nopea kytkin, b-nopea kytkin

Katkaisijan aiheuttaman oikosulku- tai ylikuormitusvirran katkaisun kokonaisaika T koostuu kolmesta pääosasta (kuva 1):

T = tO + t1 + t2

missä t0 on virran nousuaika poiskytkettävässä piirissä asetusvirran arvoon, eli arvoon, jossa katkaisijan katkaisija aktivoituu; t1 on oman katkaisijan avautumisaika, ts. aika siitä hetkestä, kun asetusvirta saavutetaan, siihen hetkeen, kun katkaisijakoskettimet alkavat erota; t2 — valokaaren palamisaika.

Virran nousuaika piirissä t0 riippuu piirin parametreista ja kytkimen asennosta.

Sisäinen laukaisuaika t1 riippuu kytkimen tyypistä: ei-nopeiden kytkimien sisäinen laukaisuaika on alueella 0,1-0,2 s, suurnopeuskytkimillä - 0,0015-0,005 s.

Valokaariaika t2 riippuu keskeytettävän virran arvosta ja katkaisijoiden ominaisuuksista.

Suurinopeuksisen katkaisijan kokonaislaukaisuaika on 0,15-0,3 s, nopean 0,01-0,03 s.

Lyhyen luontaisen laukaisuajan vuoksi suurnopeuskatkaisija rajoittaa suojatun piirin oikosulkuvirran maksimiarvoa.

Vetoasemilla käytetään nopeita DC automaattisia katkaisijoita: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 ja muut.

Kytkin VAB-2 on polarisoitu, eli se reagoi virtaan vain yhteen suuntaan - eteenpäin tai taaksepäin, kytkimen asennosta riippuen.

Kuvassa Kuva 2 esittää DC-katkaisijan sähkömagneettista mekanismia.

Riisi. 2.Katkaisijan VAB -2 sähkömagneettinen mekanismi: a — katkaisijan irtikytkentä, b — katkaisijan VAB -2 koskettimien kulumisrajat, (A — kiinteän koskettimen vähimmäispaksuus 6 mm, B — liikkuvan koskettimen vähimmäispaksuus on 16 mm ); 1 — pitokela, 2 — magneettipiiri, 3 — kytkentäkela, 4 — magneettinen ankkuri, 5 — ylempi teräskisko, 6 — ankkuri, 7 — pääkela, 8 — kalibrointikela, 9 — U-muotoinen magneettipiiri, 10 — virtavirtalähtö, 11 — säätöruuvi, 12 — ohjauslevy, 13 — joustava liitäntä, 14 — pysäytin, 15 — ankkurivipu, 16 — ankkurivivun akseli, 17 — kiinteä kosketin, 18 — liikkuva kosketin, 19 — kosketinvipu, 20 — aksiaalinen kosketinvipu, 21 — rullalla varustettu akseli, 22 — lukitusvipu, 23 — sulkujouset, 24 — vetotanko, 25 — säätöruuvit, 26 — puristin, 27 — pitokelan ydin

Ankkurivipu 15 (Kuva 2, a) pyörii ylemmän terästangon 5 läpi kulkevan akselin 16 ympäri. Kahdesta silimiinin poskesta koostuvan vivun 15 alaosassa on kiristetty teräsankkuri 6 ja yläosassa. osassa on välike holkki, jonka akseli on 20 ja jonka ympäri kosketinvipu 19 pyörii ja joka on tehty sarjasta duralumiinilevyjä.

Kosketinvivun yläosaan on kiinnitetty liikkuva kosketin 18 ja alapuolelle joustavalla liitännällä 13 varustettu kuparikenkä, jonka avulla liikkuva kosketin kytketään päävirtakelaan 7 ja sen kautta liittimeen. 10. Kosketinvivun alaosaan on kiinnitetty molemmin puolin rajoittimet 14 ja oikealla puolella on teräsakseli rullalla 21, johon on kiinnitetty toiselta puolelta kaksi sulkujousta 23.

Pois päältä -asennossa vipujärjestelmää (ankkurivipu ja kosketinvipu) pyöritetään pysäytysjousilla 23 akselin 16 ympäri, kunnes ankkuri 6 pysähtyy U-muotoisen magneettipiirin vasemmassa tangossa.

Katkaisijan sulkemis-3 ja pitokelat 1 saavat virran omilla tasavirtavaatimuksillaan.

Kytkeäksesi kytkimen päälle, sinun on ensin suljettava pitokelan 1 piiri, sitten sulkukelan 3 piiri. Virran suunnan molemmissa keloissa tulee olla sellainen, että niiden tuottamat magneettivuot lisäävät oikeaan ytimeen magneettipiiristä 9, joka toimii sulkukäämin sydämenä; silloin ankkuri 6 vetää kiinni sulkukäämin ytimeen, eli se on «päällä»-asennossa. Tässä tapauksessa akseli 20 yhdessä kosketinvivun 19 kanssa pyörii vasemmalle, irrotusjouset 23 venyvät ja pyrkivät pyörittämään kosketinvipua 19 akselin 20 ympäri.

Kytkimen ollessa pois päältä ankkuri 4 lepää sulkukäämin päätypuolella ja kytkimen ollessa päällä pysyy kiinnitys- ja pitokelan yhteisen magneettivuon puoleisena sydämen päähän. Magneettinen ankkuri 4 on kytketty tangon 24 avulla lukitusvipuun 22, mikä ei salli kosketinvivun kiertymistä kiinteässä liikkuvan koskettimen rajoittimeen. Siksi pääkoskettimien väliin jää rako, jota voidaan säätää muuttamalla tangon 24 pituutta ja jonka tulisi olla 1,5-4 mm.

Jos jännite poistetaan sulkukelasta, niin ankkuria 4 vetoasennossa pitävät sähkömagneettiset voimat pienenevät ja jouset 23 lukitusvivun 22 ja tangon 24 avulla repivät ankkurin sydämen päästä. sulkukäämin ja käännä kosketinvipua, kunnes pääkoskettimet sulkeutuvat. Siksi pääkoskettimet sulkeutuvat vasta, kun sulkukela avautuu.

Tällä tavalla VAB-2-katkaisijoiden vapaan laukaisun periaate toteutuu. Magneettiankkurin 4 (toisin sanoen vapaalaukaisu-ankkuri) ja käämin sulkuytimen päätypuolen välisen raon kytkimen on-asennossa tulisi olla 1,5-4 mm.

Ohjauspiiri varmistaa lyhytaikaisen virtapulssin syöttämisen sulkukäämiin, jonka kesto riittää vain siihen, että ehtii siirtää ankkurin «On»-asentoon. Sulkukäämin piiri avautuu sitten automaattisesti.

Ilmaisen matkan saatavuuden voi tarkistaa seuraavasti. Pääkoskettimien väliin asetetaan paperiarkki ja kontaktorin kosketin suljetaan. Katkaisija on kytketty päälle, mutta kun kontaktorin kosketin on kiinni, pääkoskettimia ei saa sulkea, ja paperi voidaan poistaa vapaasti koskettimien välisestä raosta. Heti kun kontaktorin kontaktori avautuu, magneettinen ankkuri irtoaa sulkukäämin sydämen päästä ja pääkoskettimet sulkeutuvat. Tässä tapauksessa paperinpala puristuu koskettimien väliin, eikä sitä voida poistaa.

Kun kytkin kytketään päälle, kuuluu tyypillinen kaksoisräjähdys: ensimmäinen on ankkurin ja sulkukäämin ytimen törmäyksestä, toinen on suljettujen pääkoskettimien törmäyksestä.

Kytkimen polarisaatio koostuu virran suunnan valinnasta pitokelassa riippuen päävirtakelan virran suunnasta.

Jotta kytkin katkaisee piirin, kun siinä olevan virran suunta muuttuu, pitokäämin virran suunta valitaan siten, että pitokäämin ja päävirtakäämin synnyttämät magneettivuot osuvat yhteen suuntaan sulkukelan ydin. Siksi, kun virta kulkee eteenpäin, pääpiirin virta auttaa pitämään katkaisijan suljetussa asennossa.

Hätätilassa, kun päävirran suunta käännetään, päävirtakäämin muodostaman magneettivuon suunta sulkukäämin sydämessä muuttuu, ts. ensiövirtakäämin magneettivuo suunnataan pitokäämin magneettivuoa vastaan ​​ja tietyllä ensiövirran arvolla sulkukäämin ydin demagnetoituu ja avausjouset avaavat katkaisijan. Vastenopeutta määrää enemmän se, että kun kytkentäkäämin sydämessä magneettivuo pienenee, niin päävirtakäämin sydämessä magneettivuo kasvaa.

Jotta kytkin katkaisee piirin virran noustessa asetetun myötävirran yläpuolelle, pitokäämin virran suunta valitaan siten, että sulkukelan sydämessä olevan pitokelan magneettivuo on suunnattu vastaan. päävirtakelan magneettivuo, kun eteenpäin virtaa sen läpi.Tässä tapauksessa kantavirran kasvaessa sulkukäämin sydämen demagnetoituminen kasvaa ja tietyllä perusvirran arvolla, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin asetusvirta, katkaisija avautuu.

Viritysvirtaa säädetään molemmissa tapauksissa muuttamalla pitokäämin virta-arvoa ja muuttamalla rakoa δ1.

Pitokelan virran suuruutta säädetään vaihtelemalla kelan kanssa sarjaan kytketyn lisävastuksen suuruutta.

Raon δ1 muuttaminen muuttaa ensiövirtakäämin magneettivuon resistanssia. Kun rako δ1 pienenee, magneettiresistanssi pienenee ja siksi katkaisuvirran suuruus pienenee. Rakoa δ1 muutetaan säätöruuvilla 11.

Etäisyys δ2 pysäyttimien 14 ja ankkurivivun 15 poskien välillä kytkimen päällä-asennossa luonnehtii pääkoskettimien sulkemisen laatua ja sen tulisi olla 2-5 mm. Tehdas tuottaa avaimia, joiden rako δ2 on 4-5 mm. Raon δ2 koko määrittää kosketinvivun 19 kiertokulman akselin 20 ympäri.

Raon δ2 puuttuminen (rajoittimet 14 ovat kosketuksessa ankkurivivun 15 poskiin) osoittaa huonoa kosketusta tai kontaktin puutetta pääkoskettimien välillä. Etäisyys δ2 alle 2 tai yli 5 mm osoittaa, että pääkoskettimet ovat kosketuksissa vain ala- tai yläreunassa. Ero δ2 voi olla pieni johtuen koskettimien suuresta kulumisesta, jotka sitten vaihdetaan.

Jos koskettimien mitat ovat riittävät, rakoa δ2 säädetään siirtämällä koko kytkentämekanismia katkaisijakehystä pitkin.Mekanismin siirtämiseksi vapautetaan kaksi pulttia, jotka kiinnittävät mekanismin runkoon.

Pääkoskettimien välisen etäisyyden avoimessa asennossa tulee olla 18-22 mm. Pääkoskettimien painamisen kytkimille, joiden nimellisvirta on enintään 2000 A, tulee olla 20-26 kg ja kytkimien, joiden nimellisvirta on 3000 A - 26-30 kg.

Kuvassa Kuva 2, b esittää kytkimen liikkuvaa järjestelmää koskettimien kulumisrajan merkinnällä. Liikkuva kosketin katsotaan kuluneeksi, kun mitta B on alle 16 mm, ja kiinteä kosketin, kun mitta A on alle 6 mm.

Kuvassa Kuvassa 3 on esitetty VAB-2-katkaisijan yksityiskohtainen ohjauskaavio Kaava varmistaa lyhytaikaisen pulssin syöttämisen sulkukäämiin eikä salli toistuvaa päällekytkentää, kun virtapainiketta painetaan pitkään, ts. estää "soittoa". Pitokelaa ladataan jatkuvasti virralla.

Kytke kytkin päälle painamalla «On»-painiketta, jolloin kontaktorin K ja estävän RB:n käämien piiri sulkeutuu. Tässä tapauksessa vain se kontaktori, joka sulkee sulkukäämin VK piirin, aktivoituu.

Heti kun ankkuri siirtyy «On»-asentoon, BA-katkaisijan sulkeutuvat apukoskettimet sulkeutuvat ja avautuvat koskettimet avautuvat. Yksi apukoskettimista ohittaa kontaktorin K kelan, mikä katkaisee sulkukäämin piirin. Tässä tapauksessa koko linjajännite syötetään RB-sulkureleen kelaan, joka aktivoinnin jälkeen taas manipuloi kontaktorin käämiä koskettimillaan.

Sulje kytkin uudelleen avaamalla virtapainike ja sulkemalla se uudelleen.

DC-pitokäämin rinnan kytketty purkausvastus CP vähentää käämin avoimen piirin ylijännitettä. Säädettävä LED-vastus mahdollistaa pitokelan virran vaihtelun.

Pitokäämin nimellisvirta 110 V jännitteellä on 0,5 A ja sulkukäämin nimellisvirta molempien osien samalla jännitteellä ja rinnakkaiskytkennällä on 80 A.

Riisi. 3. Kytkentäkaavio katkaisijaohjaukseen VAB-2: Pois. — off-painike, DC — pitokela, LED — lisävastus, CP — purkausvastus, BA — kytkimen apukoskettimet, LK, LZ — punaiset ja vihreät merkkivalot, Sis. — virtapainike, K — kontaktori ja sen kosketin, RB — lukitusrele ja sen kosketin, VK — sulkukäämi, AP — automaattinen kytkin

Työpiirien jännitteen vaihtelut ovat sallittuja välillä -20 % - + 10 % nimellisjännitteestä.

Kokonaisaika, joka katkaistaan ​​piirin VAB-2-katkaisijasta, on 0,02-0,04 sekuntia.

Kaaren sammuminen, kun katkaisija katkaisee piirin kuormituksen alaisena, tapahtuu valokaarikourussa magneettipurskeen avulla.

Magneettinen täyttökela on yleensä kytketty sarjaan kytkimen kiinteän pääkoskettimen kanssa ja on päävirtakiskon kierros, jonka sisällä on teräsnauhasta valmistettu sydän. Magneettikentän keskittämiseksi koskettimissa olevalla kaarivyöhykkeellä on kytkimien magneettisen räjähdyskelan ytimessä napaosia.

Valokaarisammutuskammio (kuva 4) on asbestisementistä valmistettu litteä laatikko, jonka sisään on tehty kaksi pitkittäistä väliseinää 4. Kammioon on asennettu torvi 1, jonka sisällä kammion pyörimisakseli kulkee.Tämä torvi on kytketty sähköisesti liikkuvaan koskettimeen. Toinen torvi 7 on kiinnitetty kiinteään koskettimeen. Kaaren nopean siirtymisen varmistamiseksi liikkuvasta koskettimesta torveen 1 torven etäisyys koskettimesta saa olla enintään 2-3 mm.

Sähkökaari, joka syntyy kytkettäessä pois päältä koskettimien 2 ja 6 välillä magneettisen täyttökelan 5 voimakkaan magneettikentän vaikutuksesta, puhalletaan nopeasti torvien 1 ja 7 yli, pitenee, jäähtyy ilman vastavirtauksen ja venttiilin seinämien vaikutuksesta. kapeissa raoissa väliseinien välillä ja sammuvat nopeasti. On suositeltavaa sijoittaa keraamiset laatat kammion seiniin valokaaren sammutusalueella.

Valokaarisammutuskammiot 1500 V:n ja sitä suuremmille katkaisimille (kuva 5) eroavat 600 V:n jännitteille tarkoitetuista kammioista, joissa on suuret mitat ja ulkoseinissä on reikiä kaasujen poistoa varten sekä lisälaite magneettista räjähdystä varten. .

Riisi. 4. Katkaisijan VAB -2 valokaarisammutuskammio 600 V:n jännitteelle: 1 ja 7 — torvet, 2 — liikkuva kosketin, 3 — ulkoseinät, 4 — pitkittäiset väliseinät, 5 — magneettinen räjähdyskela, 6 — kiinteä kosketin

Riisi. 5. Kammio katkaisijan VAB -2 valokaarisammutukseen 1500 V:n jännitteellä: a — kamerakammio, b — valokaaren sammutuspiiri lisämagneettipurskeella; 1 — liikkuva kosketin, 2 — kiinteä kosketin, 3 — magneettinen sytytyskela, 4 JA 8 — torvet, 5 ja 6 — aputorvet, 7 — apumagneettinen sytytyskela, I, II, III, IV — valokaaren asento sammutuksen aikana

Magneettipuhalluslaite koostuu kahdesta aputorvesta 5 ja 6, joiden väliin on kytketty kela 7. Kun kaari pidennetään, se alkaa sulkeutua aputorvien ja kelan läpi, jotka sen läpi kulkevan virran johdosta , luo ylimääräisen magneettishokin. Kaikissa kameroissa on metallilaatat ulkopuolelta.

Nopeaa ja vakaata valokaaren sammuttamista varten koskettimien välisen raon tulee olla vähintään 4-5 mm.

Kytkimen runko on valmistettu ei-magneettisesta materiaalista - silymiinistä - ja se on kytketty liikkuvaan koskettimeen, joten se on käytön aikana täydessä käyttöjännitteessä.

BAT-42 automaattinen nopea DC-kytkin

Tasavirtakatkaisijoiden toiminta

Käytön aikana on tarpeen seurata pääkoskettimien tilaa. Jännitehäviön niiden välillä nimelliskuormalla tulisi olla 30 mV sisällä.

Oksidi poistetaan koskettimista teräsharjalla (harjaus). Kun painuminen tapahtuu, ne poistetaan viilalla, mutta koskettimia ei pidä syöttää alkuperäisen litteän muotonsa palauttamiseksi, koska tämä johtaa niiden nopeaan kulumiseen.

Valokaarisammutuskammion seinät on puhdistettava määräajoin kupari- ja kivihiilestä.

Tasavirtakytkintä tarkistettaessa tarkastetaan pito- ja sulkukäämien eristys runkoon nähden sekä kaarikammion seinien eristysvastus. Valokaarikammion eristys tarkistetaan kohdistamalla jännite liikkuvien ja kiinteiden pääkoskettimien väliin kammion ollessa suljettuna.

Ennen kytkimen käyttöönottoa korjauksen tai pitkäaikaisen varastoinnin jälkeen kammiota on kuivattava 10-12 tuntia 100-110 °C:n lämpötilassa.

Kuivumisen jälkeen kammio asennetaan kytkimeen ja eristysresistanssi mitataan kammion kahden pisteen välistä vastapäätä liikkuvia ja kiinteitä koskettimia niiden ollessa auki. Tämän vastuksen on oltava vähintään 20 ohmia.

Katkaisijan asetukset kalibroidaan laboratoriossa virralla, joka saadaan pienjännitegeneraattorista, jonka nimellisjännite on 6-12 V.

Sähköasemalla katkaisijat kalibroidaan kuormitusvirralla tai kuormareostaatilla 600 V:n nimellisjännitteellä. DC-kytkimien kalibrointimenetelmää voidaan suositella käyttämällä 300 kierrosta PEL-langan kalibrointikäämiä, jonka halkaisija on 0,6 mm. asennettu päävirtakelan sydämeen. Ohjaamalla tasavirta käämin läpi, virta-asetuksen arvo asetetaan ampeerikierrosten lukumäärän mukaan kytkimen sammutushetkellä. Ensimmäisen version kytkimet, jotka valmistettiin aiemmin, eroavat toisen version kytkimistä öljyventtiilin läsnäololla.