DC-afbrydere

DC-afbrydere bruges til at afbryde et kredsløb under belastning. Ved traktionsstationer bruges kontakter til at afbryde 600 V-strømledninger under overbelastning og kortslutningsstrømme og til at afbryde ensretternes omvendte strøm under tilbagetænding eller ventilfejl (dvs. interne kortslutninger under parallelblokdrift).

Bueslukning ved hjælp af automatiske kontakter sker i luften på buehorn. Bueforlængelse kan udføres ved hjælp af en magnetisk blæst eller i smalle spaltekamre.

I alle tilfælde af afbrydelse af kredsløbet og dannelsen af ​​en elektrisk lysbue forekommer en naturlig opadgående bevægelse af lysbuen sammen med bevægelsen af ​​luften, der opvarmes af den, dvs.

På traktionsstationer hovedsagelig anvendt til højhastighedsafbrydere.

Ris. 1. Oscillogrammer af strøm og spænding, når kortslutningsstrømmen er slået fra: a-hurtig kontakt, b-højhastighedskontakt

Den samlede tid T for afbrydelse af kortslutnings- eller overbelastningsstrømmen af ​​afbryderen består af tre hoveddele (fig. 1):

T = tO + t1 + t2

hvor t0 er tidspunktet for stigningen af ​​strømmen i kredsløbet, der skal afbrydes, til værdien af ​​indstillingsstrømmen, dvs. til den værdi, ved hvilken afbryderanordningen til afbryderen aktiveres; t1 er åbningstiden for egen afbryder, dvs. tiden fra det øjeblik, indstillingsstrømmen nås til det øjeblik, afbryderkontakterne begynder at divergere; t2 — lysbuebrændingstid.

Stigningstiden for strømmen i kredsløbet t0 afhænger af kredsløbets parametre og afbryderens indstilling.

Den interne udløsningstid t1 afhænger af kontakttypen: for ikke-højhastighedsafbrydere er den interne udløsningstid i området 0,1-0,2 s, for højhastighedsafbrydere - 0,0015-0,005 sek.

Lysbuetiden t2 afhænger af værdien af ​​den strøm, der skal afbrydes, og af afbrydernes karakteristika.

Den samlede turtid for højhastighedsafbryderen er inden for 0,15-0,3s, for højhastigheds-0,01-0,03s.

På grund af den korte iboende udløsningstid begrænser højhastighedsafbryderen den maksimale værdi af kortslutningsstrømmen i det beskyttede kredsløb.

Ved traktionsstationer anvendes højhastigheds DC-automatiske afbrydere: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 og andre.

Switch VAB-2 er polariseret, det vil sige, at den kun reagerer på strøm i én retning - fremad eller tilbage, afhængigt af kontaktens indstilling.

I fig. 2 viser DC-afbryderens elektromagnetiske mekanisme.

Ris. 2.Elektromagnetisk mekanisme af afbryderen VAB -2: a — afbrydelse af afbryderen, b — grænser for grænseslid af kontakterne på afbryderen VAB -2, (A — minimumstykkelsen af ​​den faste kontakt er 6 mm, B — minimumstykkelsen af ​​den bevægelige kontakt er 16 mm; 1 — holdespole, 2 — magnetisk kredsløb, 3 — koblingsspole, 4 — magnetisk armatur, 5 — øvre stålskinne, 6 — anker, 7 — hovedspole, 8 — kalibreringsspole, 9 — U-formet magnetisk kredsløb, 10 — strømudgang, 11 — justeringsskrue, 12 — manøvreplade, 13 — fleksibel forbindelse, 14 — stop, 15 — ankerarm, 16 — ankerarms akse, 17 — fast kontakt, 18 — bevægelig kontakt, 19 — kontaktarm, 20 — aksial kontaktarm, 21 — aksel med rulle, 22 — låsearm, 23 — lukkefjedre, 24 — trækstang, 25 — justeringsskruer, 26 — klemme, 27 — holdespiralkerne

Ankerhåndtaget 15 (fig. 2, a) roterer rundt om aksen 16, der passerer gennem den øvre stålstang 5. I den nederste del af håndtaget 15, bestående af to silimin-kinder, er et stålanker 6 spændt, og i den øvre del er der et afstandsstykke en muffe med en akse 20, omkring hvilken kontaktarmen 19 roterer, lavet af et sæt duraluminplader.

En bevægelig kontakt 18 er fastgjort i den øvre del af kontaktarmen, og en kobbersko med en fleksibel forbindelse 13 er fastgjort nedenunder, ved hjælp af hvilken den bevægelige kontakt forbindes til hovedstrømspolen 7 og gennem denne til terminalen 10. Til den nederste del af kontaktarmen er der på begge sider fastgjort stop 14, og på højre side er der en stålaksel med en rulle 21, hvortil to lukkefjedre 23 er fastgjort på den ene side.

I den slukkede position drejes systemet af arme (ankerarm og kontaktarm) af stopfjedrene 23 om aksen 16, indtil ankeret 6 stopper i venstre stang af det U-formede magnetiske kredsløb.

Afbryderens lukke 3 og holde 1 spoler er drevet af deres egne DC krav.

For at tænde for kontakten skal du først lukke kredsløbet af holdespolen 1, derefter kredsløbet af lukkespolen 3. Strømretningen i begge spoler skal være sådan, at de magnetiske flux, der genereres af dem, tilføjer den højre kerne af det magnetiske kredsløb 9, der tjener som kerne af lukkespolen; så vil ankeret 6 blive tiltrukket af kernen af ​​lukkespolen, det vil sige, at det vil være i «On»-positionen. I dette tilfælde vil aksen 20 sammen med kontaktarmen 19 rotere til venstre, afkoblingsfjedrene 23 vil strække sig og have tendens til at dreje kontaktarmen 19 rundt om aksen 20.

Når kontakten er slukket, hviler ankeret 4 på endesiden af ​​lukkespolen, og når kontakten er tændt, forbliver den tiltrukket af kerneenden af ​​den fælles magnetiske flux af lukke- og holdespolerne. Det magnetiske armatur 4 er ved hjælp af en stang 24 forbundet med låsearmen 22, som ikke tillader kontaktarmen at rotere til begrænseren af ​​den bevægelige kontakt i den faste. Derfor forbliver der et mellemrum mellem hovedkontakterne, som kan justeres ved at ændre længden af ​​stangen 24 og bør være lig med 1,5-4 mm.

Hvis spændingen fjernes fra lukkespolen, vil de elektromagnetiske kræfter, der holder ankeret 4 i den tiltrukne position, reduceres, og fjedrene 23 ved hjælp af låsearmen 22 og stangen 24 vil rive ankeret fra enden af ​​kernen af lukkespolen og drej kontakthåndtaget, indtil hovedkontakterne lukker. Derfor vil hovedkontakterne først lukke, efter at lukkespolen åbner.

På denne måde realiseres princippet om fri udløsning for VAB-2-afbrydere. Afstanden mellem det magnetiske anker 4 (ellers kaldet det frie udløser-armatur) og endesiden af ​​spolens lukkekerne i kontaktens tændte position skal være inden for 1,5-4 mm.

Styrekredsløbet sikrer forsyningen af ​​en kortvarig strømpuls til lukkespolen, hvis varighed kun er tilstrækkelig til at have tid til at flytte ankeret til «On»-positionen. Derefter åbnes lukkespolekredsløbet automatisk.

Tilgængeligheden af ​​gratis rejser kan kontrolleres som følger. Et ark papir anbringes mellem hovedkontakterne, og kontaktorkontakten lukkes. Afbryderen er tændt, men mens kontaktorkontakten er lukket, bør hovedkontakterne ikke lukkes, og papiret kan frit fjernes fra mellemrummet mellem kontakterne. Så snart kontaktorens kontaktor åbner, vil det magnetiske anker bryde væk fra kerneenden af ​​lukkespolen, og hovedkontakterne vil lukke. I dette tilfælde vil stykket papir blive presset mellem kontakterne, og det vil ikke være muligt at fjerne det.

Når kontakten er tændt, høres et karakteristisk dobbelt bang: den første er fra kollisionen af ​​armaturet og kernen af ​​lukkespolen, den anden er fra kollisionen af ​​de lukkede hovedkontakter.

Polariseringen af ​​kontakten består i at vælge retningen af ​​strømmen i holdespolen, afhængig af retningen af ​​strømmen i hovedstrømspolen.

For at kontakten skal slukke for kredsløbet, når strømmens retning i den ændrer sig, vælges retningen af ​​strømmen i holdespolen således, at de magnetiske flux, der skabes af holdespolen og hovedstrømspolen, falder sammen i retning i kernen af ​​lukkespolen. Derfor, når strømmen løber i fremadgående retning, vil hovedkredsløbsstrømmen være med til at holde afbryderen i lukket position.

I nødtilstand, når hovedstrømmens retning vendes, vil retningen af ​​den magnetiske flux, der skabes af hovedstrømspolen i kernen af ​​lukkespolen, ændre sig, dvs. primærstrømspolens magnetiske flux vil blive rettet mod holdespolens magnetiske flux, og ved en vis værdi af primærstrøm vil kernen af ​​lukkespolen blive afmagnetiseret, og åbningsfjedrene åbner afbryderen. Reaktionshastigheden bestemmes i højere grad af, at mens den magnetiske flux i kernen af ​​koblingsspolen falder, i kernen af ​​hovedstrømspolen stiger den magnetiske flux.

For at kontakten skal slukke for kredsløbet, når strømmen stiger over den indstillede fremstrømsstrøm, vælges strømmens retning i holdespolen således, at holdespolens magnetiske flux i lukkespolens kerne rettes mod den magnetiske flux af hovedstrømspolen, når den fremadgående strøm løber gennem den.I dette tilfælde, når basisstrømmen stiger, øges afmagnetiseringen af ​​lukkespolekernen, og ved en vis værdi af basisstrømmen, lig med eller højere end indstillingsstrømmen, åbner afbryderen.

Afstemningsstrømmen justeres i begge tilfælde ved at ændre den aktuelle værdi af holdespolen og ved at ændre mellemrummet δ1.

Størrelsen af ​​holdespolens strøm justeres ved at variere størrelsen af ​​den ekstra modstand forbundet i serie med spolen.

Ændring af mellemrummet δ1 ændrer den magnetiske fluxmodstand af den primære strømspole. Når mellemrummet δ1 falder, falder den magnetiske modstand, og derfor falder størrelsen af ​​brydestrømmen. Mellemrummet δ1 ændres ved hjælp af justeringsskruen 11.

Afstanden δ2 mellem stopperne 14 og armaturarmens 15 kinder i tændt position af kontakten karakteriserer kvaliteten af ​​at lukke hovedkontakterne og bør være inden for 2-5 mm. Anlægget producerer nøgler med et mellemrum δ2 svarende til 4-5 mm. Størrelsen af ​​mellemrummet δ2 bestemmer rotationsvinklen for kontaktarmen 19 omkring aksen 20.

Fraværet af et mellemrum δ2 (stoppene 14 er i kontakt med armaturarmens 15 kinder) indikerer dårlig kontakt eller mangel på kontakt mellem hovedkontakterne. En afstand δ2 mindre end 2 eller mere end 5 mm indikerer, at hovedkontakterne kun er i kontakt ved den nedre eller øvre kant. Forskellen δ2 kan være lille på grund af det store slid på kontakterne, som så udskiftes.

Hvis dimensionerne af kontakterne er tilstrækkelige, justeres mellemrummet δ2 ved at flytte hele omskiftermekanismen langs afbryderrammen.For at flytte mekanismen frigøres to bolte, der fastgør mekanismen til rammen.

Afstanden mellem hovedkontakterne i åben position skal være lig med 18-22 mm. Presningen af ​​hovedkontakterne for kontakter med en mærkestrøm til og med 2000 A bør ligge i området 20-26 kg, og for kontakter med en mærkestrøm på 3000 A - inden for 26-30 kg.

I fig. 2, b viser afbryderens bevægelige system med betegnelsen for kontakternes slidgrænse. Den bevægelige kontakt anses for slidt, når dimension B bliver mindre end 16 mm, og den faste kontakt, når dimension A bliver mindre end 6 mm.

I fig. 3 viser et detaljeret styringsskema af VAB-2 afbryderen Skemaet sikrer tilførsel af en kortvarig impuls til lukkespolen og tillader ikke gentagen tænding, når strømknappen er trykket i lang tid, dvs. forhindrer "ringning". Holdespolen oplades kontinuerligt med strøm.

For at tænde kontakten skal du trykke på «On»-knappen, hvorved kredsløbet af spolerne på kontaktoren K og den blokerende RB lukkes. I dette tilfælde er kun kontaktoren, der lukker kredsløbet af lukkespolen VK, aktiveret.

Så snart armaturet indtager «On»-positionen, lukker BA-afbryderens lukkende hjælpekontakter, og åbningskontakterne åbner. En af hjælpekontakterne omgår spolen af ​​kontaktor K, som vil bryde kredsløbet af lukkespolen. I dette tilfælde vil hele netspændingen blive påført RB-blokeringsrelæets spole, som efter aktivering igen manipulerer kontaktorspolen med dens kontakter.

For at lukke kontakten igen skal du åbne tænd/sluk-knappen og lukke den igen.

Afladningsmodstanden CP, der er forbundet parallelt med DC-holdespolen, tjener til at reducere spolens åbne kredsløbsoverspænding. Den justerbare LED-modstand giver mulighed for at variere holdespolens strøm.

Holdespolens mærkestrøm ved 110 V er 0,5 A, og lukkespolens mærkestrøm ved samme spænding og parallelforbindelse af de to sektioner er 80 A.

Ris. 3. Ledningsdiagram for afbryderstyring VAB-2: Fra. — off-knap, DC — holdespole, LED — ekstra modstand, CP — afladningsmodstand, BA — kontakt hjælpekontakter, LK, LZ — røde og grønne signallamper, Inkl. — strømknap, K — kontaktor og dens kontakt, RB — blokeringsrelæ og dens kontakt, VK — lukkespole, AP — automatisk afbryder

Udsving i spændingen af ​​arbejdskredsløbene er tilladt fra - 20% til + 10% af den nominelle spænding.

Den samlede tid til at afbryde kredsløbet fra VAB-2-afbryderen er 0,02-0,04 sek.

Slukningen af ​​lysbuen, når afbryderen bryder kredsløbet under belastning, sker i lysbuen ved hjælp af et magnetisk udbrud.

Den magnetiske inflatorspole er sædvanligvis forbundet i serie med afbryderens faste hovedkontakt og er en drejning af hovedskinnen, indeni hvilken der er en kerne lavet af stålbånd. For at koncentrere magnetfeltet i lysbuezonen i kontakterne, har kernen af ​​den magnetiske eksplosionsspole i kontakterne poldele.

Bueslukningskammeret (fig. 4) er en flad kasse lavet af asbestcement, inden i hvilken der er lavet to langsgående skillevægge 4. Et horn 1 er installeret i kammeret, inden for hvilket kammerets rotationsakse passerer.Dette horn er elektrisk forbundet med den bevægelige kontakt. Et andet horn 7 er fastgjort til en stationær kontakt. For at sikre en hurtig overgang af buen fra den bevægelige kontakt til horn 1, bør hornets afstand fra kontakten ikke være mere end 2-3 mm.

Den elektriske lysbue, der opstår, når der slukkes mellem kontakterne 2 og 6 under påvirkning af et stærkt magnetfelt fra den magnetiske oppustningsspole 5, blæses hurtigt over hornene 1 og 7, forlænges, afkøles af luftens modstrøm og væggene i kammer i smalle spalter mellem skillevægge og slukkes hurtigt. Det anbefales at placere keramiske fliser i kammervæggene i lysbueslukningsområdet.

Bueslukningskamre til afbrydere til spændinger på 1500 V og mere (fig. 5) adskiller sig fra kamre til spændinger på 600 V i store dimensioner og tilstedeværelsen af ​​huller i ydervæggene til udgang af gasser og en ekstra anordning til magnetisk detonation .

Ris. 4. Lysbueslukningskammer i afbryderen VAB -2 til en spænding på 600 V: 1 og 7 — horn, 2 — bevægelig kontakt, 3 — ydervægge, 4 — langsgående skillevægge, 5 — magnetisk eksplosionsspole, 6 — fast kontakt

Ris. 5. Kammer til lysbueslukning af afbryder VAB -2 for en spænding på 1500 V: a — kamerakammer, b — lysbueslukningskredsløb med en ekstra magnetisk burst; 1 — bevægelig kontakt, 2 — fast kontakt, 3 — magnetisk detonationsspole, 4 OG 8 — horn, 5 og 6 — hjælpehorn, 7 — magnetisk hjælpespole, I, II, III, IV — lysbueposition under slukning

Anordningen til yderligere magnetblæsning består af to hjælpehorn 5 og 6, mellem hvilke spolen 7 forbindes. Efterhånden som lysbuen forlænges, begynder den at lukke sig gennem hjælpehornene og spolen, som på grund af den strøm, der løber gennem den, , skaber et ekstra magnetisk stød. Alle kameraer har metalfliser på ydersiden.

For hurtig og stabil lysbueslukning skal afstanden mellem kontakterne være mindst 4-5 mm.

Kontaktens krop er lavet af et ikke-magnetisk materiale - silymin - og er forbundet til en bevægelig kontakt, så under drift er den under fuld arbejdsspænding.

BAT-42 Automatisk højhastigheds DC-omskifter

Drift af DC-strømafbrydere

Under drift er det nødvendigt at overvåge tilstanden af ​​hovedkontakterne. Spændingsfaldet mellem dem ved nominel belastning skal være inden for 30 mV.

Oxidet fjernes fra kontakterne med en stålbørste (børstning). Når der opstår hængende, fjernes de med en fil, men kontakterne bør ikke fodres for at genoprette deres oprindelige flade form, da dette fører til deres hurtige slid.

Det er nødvendigt med jævne mellemrum at rense væggene i bueslukningskammeret fra kobber- og kulaflejringer.

Ved revision af en DC-afbryder kontrolleres isoleringen af ​​holde- og lukkespolerne i forhold til kroppen, såvel som isolationsmodstanden af ​​væggene i lysbuekammeret. Isolationen af ​​lysbuekammeret kontrolleres ved at påføre spænding mellem de bevægelige og faste hovedkontakter med kammeret lukket.

Før afbryderen tages i brug efter reparation eller langtidsopbevaring, skal kammeret tørres i 10-12 timer ved en temperatur på 100-110 ° C.

Efter tørring monteres kammeret på kontakten, og isolationsmodstanden måles mellem de to punkter i kammeret modsat de bevægelige og faste kontakter, når de er åbne. Denne modstand skal være mindst 20 ohm.

Afbryderindstillingerne kalibreres i et laboratorium med strøm fra en lavspændingsgenerator med en nominel spænding på 6-12 V.

På transformerstationen kalibreres afbrydere med belastningsstrøm eller ved hjælp af en belastningsreostat ved en nominel spænding på 600 V. En metode til kalibrering af DC-afbrydere kan anbefales ved brug af en kalibreringsspole på 300 vindinger PEL-ledning med en diameter på 0,6 mm, monteret på kernen af ​​hovedstrømspolen. Ved at lede en jævnstrøm gennem spolen indstilles værdien af ​​strømindstillingen i henhold til antallet af ampere-omdrejninger på det tidspunkt, hvor kontakten slukkes. Kontakterne i den første version, som blev produceret tidligere, adskiller sig fra kontakterne i den anden version ved tilstedeværelsen af ​​en olieventil.