DC devre kesiciler

DC devre kesiciler, yük altında bir devreyi kesmek için kullanılır. Cer trafo merkezlerinde, aşırı yük ve kısa devre akımları sırasında 600 V güç hatlarının bağlantısını kesmek ve geri ateşleme veya valf arızası (yani paralel blok çalışması sırasında dahili kısa devreler) sırasında doğrultucuların ters akımını kesmek için anahtarlar kullanılır.

Otomatik anahtarlarla ark söndürme, ark kornalarında havada gerçekleşir. Ark uzatması, bir manyetik püskürtme kullanılarak veya dar yarık bölmelerinde yapılabilir.

Devrenin bağlantısının kesilmesi ve bir elektrik arkının oluşması durumunda, ısıtılan havanın hareketi ile birlikte arkın yukarı doğru doğal bir hareketi meydana gelir, yani.

Açık çekiş trafo merkezleri esas olarak yüksek hızlı devre kesicilere uygulanır.

Pirinç. 1. Kısa devre akımı kapatıldığında akım ve gerilim osilogramları: a-hızlı anahtar, b-yüksek hızlı anahtar

Kısa devre veya aşırı yük akımının devre kesici tarafından kesilmesinin toplam süresi T üç ana bölümden oluşur (Şekil 1):

T = tO + t1 + t2

burada t0, kapatılacak devredeki akımın ayar akımı değerine, yani devre kesicinin bağlantı kesme cihazının çalıştırıldığı değere yükselme süresidir; t1, kendi devre kesicinin açma süresidir, yani ayar akımına ulaşıldığı andan kesici kontaklarının ayrılmaya başladığı ana kadar geçen süre; t2 — ark yanma süresi.

Devredeki akımın yükselme süresi t0, devrenin parametrelerine ve anahtarın ayarına bağlıdır.

Dahili açma süresi t1, anahtar tipine bağlıdır: yüksek hızlı olmayan anahtarlar için dahili açma süresi 0,1-0,2 s, yüksek hızlı anahtarlar için - 0,0015-0,005 saniye aralığındadır.

Ark süresi t2, kesilecek akımın değerine ve devre kesicilerin özelliklerine bağlıdır.

Yüksek hızlı kesicinin toplam açma süresi, yüksek hızlı 0.01-0.03s için 0.15-0.3s aralığındadır.

Kısa doğal açma süresi nedeniyle, yüksek hızlı devre kesici, korunan devredeki kısa devre akımının maksimum değerini sınırlar.

Trafo merkezlerinde yüksek hızlı DC otomatik devre kesiciler kullanılır: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 ve diğerleri.

Anahtar VAB-2 polarizedir, yani, anahtarın ayarına bağlı olarak akıma yalnızca bir yönde - ileri veya geri yanıt verir.

İncirde. Şekil 2, DC devre kesicinin elektromanyetik mekanizmasını göstermektedir.

Pirinç. 2.Devre kesici VAB-2'nin elektromanyetik mekanizması: a - devre kesicinin bağlantısının kesilmesi, b - devre kesici VAB -2'nin kontaklarının limit aşınma limitleri, (A - sabit kontağın minimum kalınlığı 6 mm'dir, B — hareketli kontağın minimum kalınlığı 16 mm'dir); 1 — tutma bobini, 2 — manyetik devre, 3 — anahtarlama bobini, 4 — manyetik armatür, 5 — üst çelik ray, 6 — ankraj, 7 — ana bobin, 8 — kalibrasyon bobini, 9 — U şeklinde manyetik devre, 10 — akım akımı çıkışı, 11 — ayar vidası, 12 — manevra plakası, 13 — esnek bağlantı, 14 — durdurma, 15 — ankraj kolu, 16 — ankraj kolu ekseni, 17 — sabit kontak, 18 — hareketli kontak, 19 — kontak kolu, 20 — eksenel temas kolu, 21 — makaralı aks, 22 — kilitleme kolu, 23 — kapatma yayları, 24 — çekme çubuğu, 25 — ayar vidaları, 26 — kelepçe, 27 — tutma bobini göbeği

Ankraj kolu (15) (Şekil 2, a), üst çelik çubuktan (5) geçen eksen (16) etrafında döner. Kolun (15) iki silimin yanağından oluşan alt kısmında bir çelik ankraj (6) sıkılır ve üst kısımda Kısmı, etrafında temas kolunun (19) döndüğü, bir dizi duralümin plakadan yapılmış bir eksene (20) sahip bir ara parçadır.

Temas kolunun üst kısmına hareketli bir kontak (18) sabitlenmiştir ve hareketli kontağın ana akım bobinine (7) ve bunun içinden terminale bağlandığı esnek bir bağlantıya (13) sahip bir bakır pabucu sabitlenmiştir. 10. Temas kolunun alt kısmında, her iki tarafta durdurucular (14) takılıdır ve sağ tarafta, bir tarafına iki kapatma yayının (23) takıldığı makaralı (21) bir çelik aks vardır.

Kapalı konumda, kaldıraç sistemi (armatür kolu ve kontak kolu), armatür 6 U-biçimli manyetik devrenin sol çubuğunda durana kadar durdurma yayları 23 tarafından eksen 16 etrafında döndürülür.

Devre kesicinin kapama 3 ve tutma 1 bobinleri kendi DC gereksinimleri ile beslenir.

Anahtarı açmak için önce tutma bobini 1'in devresini, ardından kapatma bobini 3'ün devresini kapatmalısınız. Her iki bobindeki akımın yönü, bunlar tarafından üretilen manyetik akıları sağ çekirdeğe ekleyecek şekilde olmalıdır. kapama bobininin göbeği olarak hizmet eden manyetik devrenin 9; armatür 6, kapatma bobininin çekirdeğine çekilecek, yani «Açık» konumunda olacaktır. Bu durumda, temas kolu 19 ile birlikte eksen 20 sola dönecektir, ayırma yayları 23 esneyecek ve temas kolunu 19 eksen 20 etrafında döndürme eğiliminde olacaktır.

Anahtar kapalıyken, armatür (4) kapatma bobininin uç tarafında durur ve anahtar açıkken, kapatma ve tutma bobinlerinin ortak manyetik akısı tarafından çekirdek uca doğru çekilmeye devam eder. Manyetik armatür 4, bir çubuk 24 aracılığıyla, temas kolunun sabit olandaki hareketli kontağın sınırlayıcısına dönmesine izin vermeyen kilitleme koluna 22 bağlanır. Bu nedenle, ana kontaklar arasında, çubuğun 24 uzunluğu değiştirilerek ayarlanabilen ve 1,5-4 mm'ye eşit olması gereken bir boşluk kalır.

Kapatma bobininden voltaj çıkarılırsa, o zaman armatürü (4) çekilmiş konumda tutan elektromanyetik kuvvetler azalacak ve kilitleme kolu (22) ve çubuk (24) yardımıyla yaylar (23) armatürü çekirdeğin ucundan koparacaktır. kapatın ve ana kontaklar kapanana kadar kontak kolunu çevirin. Bu nedenle, ana kontaklar ancak kapama bobini açıldıktan sonra kapanacaktır.

Bu sayede VAB-2 devre kesiciler için serbest açma prensibi gerçekleşmiş olur. Manyetik armatür 4 (serbest açma armatürü olarak da adlandırılır) ile anahtarın açık konumunda bobinin kapatma çekirdeğinin uç tarafı arasındaki boşluk 1,5-4 mm olmalıdır.

Kontrol devresi, kapatma bobinine, süresi yalnızca armatürü «Açık» konuma getirmek için yeterli olan kısa süreli bir akım darbesi sağlar. Kapatma bobini devresi daha sonra otomatik olarak açılır.

Ücretsiz seyahatin kullanılabilirliği aşağıdaki gibi kontrol edilebilir. Ana kontaklar arasına bir kağıt yerleştirilir ve kontaktör kontağı kapatılır. Devre kesici açılır, ancak kontaktör kontağı kapalıyken ana kontaklar kapatılmamalı ve kontaklar arasındaki boşluktan kağıt serbestçe çıkarılabilir. Kontaktörün kontaktörü açılır açılmaz, manyetik armatür kapama bobininin çekirdek ucundan kopacak ve ana kontaklar kapanacaktır. Bu durumda, kağıt parçası kontaklar arasında sıkışacak ve çıkarılması mümkün olmayacaktır.

Anahtar açıldığında, karakteristik bir çift patlama duyulur: birincisi, armatürün ve kapatma bobininin çekirdeğinin çarpışmasından, ikincisi, kapalı ana kontakların çarpışmasından kaynaklanır.

Anahtarın polarizasyonu, ana akım bobinindeki akımın yönüne bağlı olarak tutma bobinindeki akımın yönünü seçmekten oluşur.

Anahtarın içindeki akımın yönü değiştiğinde devreyi kapatması için tutma bobinindeki akımın yönü, tutma bobini ile ana akım bobininin oluşturduğu manyetik akıların yönü çakışacak şekilde seçilir. kapatma bobininin çekirdeği. Bu nedenle akım ileri yönde aktığında, ana devre akımı devre kesicinin kapalı konumda kalmasına yardımcı olacaktır.

Acil durum modunda, ana akımın yönü tersine çevrildiğinde, ana akım bobininin kapatma bobininin çekirdeğinde oluşturduğu manyetik akının yönü değişecektir, yani. birincil akım bobininin manyetik akısı, tutma bobininin manyetik akısına karşı yönlendirilecek ve belirli bir birincil akım değerinde, kapatma bobininin çekirdeğinin manyetikliği giderilecek ve açma yayları kesiciyi açacaktır. Tepki hızı, daha büyük ölçüde, anahtarlama bobininin çekirdeğinde manyetik akı azalırken, ana akım bobininin çekirdeğinde manyetik akı artması gerçeğiyle belirlenir.

Akım ayarlanan ileri akımın üzerine çıktığında anahtarın devreyi kapatması için, tutma bobinindeki akımın yönü, kapatma bobininin çekirdeğindeki tutma bobininin manyetik akısı karşı yönde olacak şekilde seçilir. ileri akım içinden geçtiğinde ana akım bobininin manyetik akısı.Bu durumda, taban akımı arttıkça, kapanan bobin çekirdeğinin manyetikliği giderilir ve ayar akımına eşit veya daha yüksek olan taban akımının belirli bir değerinde kesici açılır.

Her iki durumda da ayarlama akımı, tutma bobininin akım değeri değiştirilerek ve δ1 aralığı değiştirilerek ayarlanır.

Tutma bobini akımının büyüklüğü, bobine seri bağlı ek direncin büyüklüğü değiştirilerek ayarlanır.

δ1 aralığının değiştirilmesi, birincil akım bobininin manyetik akı direncini değiştirir. δ1 aralığı azaldıkça, manyetik direnç azalır ve dolayısıyla kesme akımının büyüklüğü azalır. Aralık δ1, ayar vidası 11 kullanılarak değiştirilir.

Durdurucular 14 ile armatür kolunun 15 yanakları arasındaki δ2 mesafesi, anahtarın açık konumunda, ana kontakların kapanma kalitesini karakterize eder ve 2-5 mm içinde olmalıdır. Tesis, 4-5 mm'ye eşit δ2 boşluklu anahtarlar üretir. Boşluğun (δ2) boyutu, temas kolunun (19) eksen (20) etrafındaki dönüş açısını belirler.

Bir δ2 boşluğunun olmaması (duraklar 14, armatür kolunun 15 yanakları ile temas halindedir), ana kontaklar arasında zayıf teması veya temas eksikliğini gösterir. 2'den az veya 5 mm'den fazla bir δ2 mesafesi, ana kontakların yalnızca alt veya üst kenarda temas halinde olduğunu gösterir. δ2 farkı, daha sonra değiştirilen kontakların yüksek aşınması nedeniyle küçük olabilir.

Kontakların boyutları yeterliyse, tüm anahtarlama mekanizması devre kesici çerçevesi boyunca hareket ettirilerek boşluk δ2 ayarlanır.Mekanizmayı hareket ettirmek için, mekanizmayı çerçeveye sabitleyen iki cıvata serbest bırakılır.

Açık konumda ana kontaklar arasındaki mesafe 18-22 mm olmalıdır. Anma akımı 2000 A'ya kadar olan anahtarlar için ana kontaklara basılması 20-26 kg aralığında ve anma akımı 3000 A olan anahtarlar için - 26-30 kg arasında olmalıdır.

İncirde. Şekil 2, b, kontakların aşınma sınırının belirlenmesi ile anahtarın hareketli sistemini göstermektedir. Hareketli kontak, B ölçüsü 16 mm'nin altına düştüğünde ve sabit temas A ölçüsü 6 mm'nin altına düştüğünde aşınmış kabul edilir.

İncirde. Şekil 3, VAB-2 devre kesicinin ayrıntılı bir kontrol şemasını göstermektedir.Şema, kapatma bobinine kısa süreli bir darbe beslenmesini sağlar ve güç düğmesine uzun süre basıldığında tekrar tekrar açmaya izin vermez, yani. "zil sesini" engeller. Tutma bobini sürekli olarak akımla şarj edilir.

Anahtarı açmak için «Açık» düğmesine basın, böylece kontaktör K bobinlerinin devresini ve blokaj RB'yi kapatın. Bu durumda sadece kapatma bobini VK'nın devresini kapatan kontaktör devreye girer.

Armatür «Açık» konuma gelir gelmez, BA kesicinin kapama yardımcı kontakları kapanacak ve açma kontakları açılacaktır. Yardımcı kontaklardan biri, kapama bobininin devresini kesecek olan K kontaktörünün bobinini atlar. Bu durumda, tüm hat voltajı, çalıştırmadan sonra kontaktör bobinini kontaklarıyla tekrar manipüle eden RB blokaj rölesinin bobinine uygulanacaktır.

Anahtarı tekrar kapatmak için güç düğmesini açın ve tekrar kapatın.

DC tutma bobinine paralel bağlanan deşarj direnci CP, bobinin açık devre aşırı gerilimini azaltmaya yarar. Ayarlanabilir LED direnci, tutma bobini akımını değiştirme yeteneği sağlar.

110 V'ta tutma bobininin anma akımı 0,5 A, aynı gerilimde ve iki bölümün paralel bağlanmasında kapama bobininin anma akımı 80 A'dır.

Pirinç. 3. Devre kesici kontrolü VAB-2 için bağlantı şeması: Kapalı. — kapatma düğmesi, DC — tutma bobini, LED — ek direnç, CP — deşarj direnci, BA — anahtar yardımcı kontakları, LK, LZ — kırmızı ve yeşil sinyal lambaları, Dahil. — güç düğmesi, K — kontaktör ve kontağı, RB — engelleme rölesi ve kontağı, VK — kapama bobini, AP — otomatik anahtar

Çalışma devrelerinin gerilimindeki dalgalanmalara nominal gerilimin - %20'si ile + %10'u arasında izin verilir.

Devreyi VAB-2 devre kesiciden ayırmak için toplam süre 0,02-0,04 saniyedir.

Devre kesici yük altında devreyi kestiğinde arkın sönmesi, manyetik bir patlama vasıtasıyla ark oluğunda gerçekleşir.

Manyetik şişirme bobini genellikle anahtarın ana sabit kontağı ile seri bağlanır ve içinde çelik şeritten yapılmış bir çekirdek bulunan ana baranın bir dönüşüdür. Manyetik alanı kontaklardaki ark bölgesinde yoğunlaştırmak için, anahtarlardaki manyetik patlama bobininin çekirdeğinde kutup parçaları bulunur.

Ark söndürme odası (Şekil 4), içinde iki uzunlamasına bölmenin (4) yapıldığı asbestli çimentodan yapılmış düz bir kutudur, odaya, içinde odanın dönme ekseninin geçtiği bir korna (1) yerleştirilmiştir.Bu korna hareketli kontağa elektriksel olarak bağlıdır. Başka bir korna 7, sabit bir kontağa sabitlenmiştir. Arkın hareketli kontaktan boynuz 1'e hızlı geçişini sağlamak için, kornanın temastan uzaklığı 2-3 mm'den fazla olmamalıdır.

Manyetik şişirici bobinin 5 güçlü bir manyetik alanının etkisi altında kontaklar 2 ve 6 arasında kapatıldığında oluşan elektrik arkı, havanın karşı akışı ve duvarların duvarları tarafından uzatılır, soğutulur, boynuzlar 1 ve 7'nin üzerine hızla üflenir. Bölmeler arasındaki dar yuvalarda hazneler hızla söner ve söner. Ark söndürme alanında hazne duvarlarına seramik döşenmesi tavsiye edilir.

1500 V ve üzeri voltajlar için devre kesiciler için ark söndürme odaları (Şekil 5), büyük boyutlarda 600 V voltajlar için odalardan ve gazların çıkışı için dış duvarlarda deliklerin ve manyetik patlama için ek bir cihazın varlığından farklıdır. .

Pirinç. 4. 600 V voltaj için VAB-2 devre kesicinin ark söndürme odası: 1 ve 7 - kornalar, 2 - hareketli kontak, 3 - dış duvarlar, 4 - uzunlamasına bölmeler, 5 - manyetik patlama bobini, 6 - sabit kontak

Pirinç. 5. 1500 V voltaj için VAB-2 devre kesicinin ark söndürme odası: a — kamera odası, b — ek bir manyetik patlama ile ark söndürme devresi; 1 — hareketli kontak, 2 — sabit kontak, 3 — manyetik infilak bobini, 4 VE 8 — kornalar, 5 ve 6 — yardımcı kornalar, 7 — yardımcı manyetik infilak bobini, I, II, III, IV — söndürme sırasında ark konumu

Ek manyetik üfleme için cihaz, aralarına bobinin (7) bağlı olduğu iki yardımcı kornadan (5 ve 6) oluşur.Ark uzadıkça, içinden akan akım nedeniyle yardımcı kornalar ve bobin aracılığıyla kapanmaya başlar. , ek bir manyetik şok oluşturur. Tüm kameraların dışında metal karolar bulunur.

Hızlı ve kararlı ark söndürme için kontaklar arasındaki boşluk en az 4-5 mm olmalıdır.

Anahtarın gövdesi manyetik olmayan bir malzemeden - silymine - yapılmıştır ve hareketli bir kontağa bağlıdır, bu nedenle çalışma sırasında tam çalışma voltajı altındadır.

BAT-42 Otomatik Yüksek Hızlı DC Switch

DC Devre Kesicilerin Çalışması

Çalışma sırasında ana kontakların durumunu izlemek gerekir. Nominal yükte aralarındaki voltaj düşüşü 30 mV içinde olmalıdır.

Oksit, bir tel fırça (fırçalama) ile kontaklardan uzaklaştırılır. Sarkma meydana geldiğinde, bir eğe ile çıkarılırlar, ancak kontaklar hızlı aşınmalarına yol açacağından orijinal düz şekillerini geri yüklemek için beslenmemelidir.

Ark söndürme odasının duvarlarını bakır ve kömür birikintilerinden periyodik olarak temizlemek gerekir.

Bir DC anahtarı revize edilirken, tutma ve kapatma bobinlerinin gövdeye göre yalıtımı ve ayrıca ark odasının duvarlarının yalıtım direnci kontrol edilir. Ark odasının izolasyonu, oda kapalıyken ana hareketli ve sabit kontaklar arasına voltaj uygulanarak kontrol edilir.

Tamir veya uzun süreli depolama sonrasında şalteri çalıştırmadan önce hazne 100-110 °C sıcaklıkta 10-12 saat kurutulmalıdır.

Kurutma işleminden sonra hazne şalter üzerine monte edilir ve haznenin hareketli ve sabit kontakların karşısındaki iki noktası açıkken izolasyon direnci ölçülür. Bu direnç en az 20 ohm olmalıdır.

Devre kesici ayarları, 6-12 V nominal gerilime sahip bir alçak gerilim jeneratöründen elde edilen akımla bir laboratuvarda kalibre edilir.

Trafo merkezinde devre kesiciler, yük akımıyla veya 600 V nominal gerilimde bir yük reostası kullanılarak kalibre edilir. DC anahtarları kalibre etmek için, 0,6 mm çapında 300 tur PEL telinden oluşan bir kalibrasyon bobini kullanılarak bir yöntem önerilebilir, ana akım bobininin çekirdeğine monte edilmiştir. Bobinden doğru akım geçirilerek, anahtar kapatıldığı andaki amper dönüş sayısına göre akım ayarının değeri ayarlanır. Daha önce üretilen ilk versiyonun anahtarları, bir yağ valfinin varlığıyla ikinci versiyonun anahtarlarından farklıdır.