V súčasnosti ľudia aktívne používajú rôzne elektrické zariadenia. Niektoré z nich fungujú pri dostatočne vysokom napätí, a preto môžu byť nebezpečné. Vysokorýchlostné spínače sú určené len na zapínanie a vypínanie elektrických obvodov, ako aj na automatické odpojenie tohto obvodu, keď dôjde ku skratu.
Všeobecný popis
Teraz môžeme s istotou povedať, že spínače tohto druhu sú spínacie aj ochranné zariadenia.
Napríklad v jednosmerných trakčných sieťach, kde napätie dosahuje 3 kV, dôjde pri skrate k prudkému zvýšeniu prúdu na 30-40 kA. Prirodzene, takéto kolosálne ukazovatele sily prúdu predstavujú obrovskú hrozbu pre akékoľvek zariadenie pripojené k tejto sieti. Najčastejšie ide o tepelné a dynamické efekty, ktoré vedú k poruche zariadenia.
Rozdiel medzi obvodom DC a potrebou BV
Tu je dôležité poznamenať, že medzi obvodmi striedavého a jednosmerného prúdu je významný rozdiel, čo si vyžaduje použitie vysokorýchlostných spínačov. V prvom variante sa prúd periodicky znižuje na nulu a oblúk zhasne, zatiaľ čo v druhom sa prúd neustále zvyšuje, kým sa nedosiahne určitá hodnota. Navyše, ako ukazuje prax, trvá len niekoľko stotín sekundy, kým prúd dosiahne svoju maximálnu hodnotu. Tým je vypnutie oveľa ťažšie. Navyše, jednosmerný obvod sa zvyčajne vypne oveľa skôr, ako prúd dosiahne svoje maximálne hodnoty.
Vysokorýchlostné ističe majú zvyčajne vypínacie limity 15 až 27 kA. V závislosti od určitých parametrov samotného okruhu bude takéto zariadenie úplne postačovať na zabezpečenie včasného vypnutia.
Odrody
Vysokorýchlostné prepínače majú špeciálny mechanizmus, ktorý vypína sieť. Podľa princípu fungovania tohto prvku ich možno rozdeliť do dvoch kategórií. Prvou kategóriou sú zariadenia s možnosťou odpojenia pružiny, kde sa prerušenie obvodu dosiahne silou silných odpájacích pružín. Druhou kategóriou sú magnetické pružinové zariadenia. Používajú tiež silu pružiny, ale pridávajú aj elektromagnetické pôsobenie na odpojenie obvodu.
Okrem toho je tu ďalší bod, podľa ktorého sú vysokorýchlostné ističe rozdelené do kategórií - schopnosť reagovať naaktuálny smer.
V tomto prípade sa rozlišujú polarizované a nepolarizované zariadenia. Prvý typ je schopný prerušiť obvod za predpokladu, že prúd tečie v určitom smere. Druhý typ otvorí okruh, keď sa dosiahne určitá hodnota prúdu, bez ohľadu na smer, ktorým prúdi priamo cez zariadenie.
Za zmienku stojí, že už skôr sa vyrábali domáce vysokorýchlostné automatické výhybky, ktoré boli veľmi obľúbené v trakčných rozvodniach. Tu je vhodné dodať, že výroba niektorých modelov tohto zariadenia už skončila, no stále sú v prevádzke.
Bežné vzory
V minulosti sa pomerne aktívne vyrábali a používali také typy BV ako AB-2/4, VAB-28 a VAB-43. K dnešnému dňu sú nahrádzané takými zariadeniami, ako sú vysokorýchlostné spínače VAB-49 a VAB-50, ako aj ich rôzne modifikácie.
Tu je však potrebné poznamenať jeden dôležitý detail. Vysokorýchlostný jednosmerný spínač AB-2/4 sa nevyrába už niekoľko desaťročí, ale stále sa aktívne používa v rôznych elektrických sekciách s jednosmerným prúdom. Je dimenzovaný na prevádzkový menovitý prúd 2 kA a napätie 4 kV.
zariadenie AB-2/4
Na montáž tohto zariadenia má štyri izolátory, ktoré sú umiestnené na ráme špeciálneho výsuvného vozíka. Dizajn mámagnetický obvod, ktorý je hlavným elektromagnetickým spínačom. Zariadenie vysokorýchlostného spínača predpokladá prítomnosť špeciálneho oblúkového žľabu. V tomto prípade je reprezentovaný labyrintovo-cieľovým typom a je schopný natiahnuť oblúk až na 4,5 metra. Jeho fungovanie si vyžaduje magnetický úder, ktorý sa v tomto prípade vyvíja vďaka silným pólom umiestneným zvonku na oboch stranách komory.
Samotné vodiče nie sú bez ochrany, ale sú zabudované do špeciálneho magnetického obvodu. Na oboch stranách takéhoto drôtu je komora magnetickej cievky. V hornej časti sa steny tejto komory trochu rozchádzajú a nachádza sa tu aj niekoľko klinovitých priečok, ktoré sa navzájom prelínajú a tvoria potrebný labyrint. Takto je možné vytvoriť medzeru cik-cak, pomocou ktorej je možné natiahnuť oblúk.
Na samom vrchu komory sa labyrint zlomí. Tu sú špeciálne lapače plameňa, ktoré sú prezentované vo forme niekoľkých balení tenkých oceľových dosiek. Sú navrhnuté tak, aby ochladzovali a deionizovali plyny a plamene, ktoré sprevádzajú iskrenie.
Elektrické pripojenie
Funkciou rýchločinného spínača je otvorenie obvodu počas skratu a zapnutie/vypnutie. Na tento účel má dizajn dva špeciálne kontaktné výstupy. Sú určené na pripojenie BV do elektrickej siete. Pripojenie sa vykonáva cez elektrické prípojnice. Dizajn má aj skratindukčného typu, ktorý je prezentovaný ako balík s niekoľkými oceľovými doskami izolovanými od seba a nanesenými na medenej zbernici.
BV má blok kontaktov. Sú pripojené k hlavným kontaktom umiestneným v spodnej časti oblúkovej komory. Toto spojenie je realizované systémom tyčí a pák.
Elektromagnetické spínacie zariadenie
Elektromagnetický spínací mechanizmus je umiestnený na špeciálnom liatinovom ráme. Mechanizmus má magnetický obvod, ktorý predstavujú dve liate tyče s obdĺžnikovým prierezom. Tie sú zase navzájom spojené okrúhlou tyčou a na ňu je nasadená ďalšia časť - prídržná cievka. Na jednej z tyčí je tiež magnetický obvod v tvare U. Je reprezentovaný niekoľkými oceľovými platňami, z ktorých každá je izolovaná od druhej. Magnetický obvod má dve tyče. Pravá tyč je určená na upevnenie uzatváracej cievky. Ľavá nesie demagnetizačnú cievku hlavného prúdu, inak povedané cievku automatického ističa. Okrem toho je tu aj prídavná cievka na kalibráciu. Je schopný simulovať hlavnú cievku počas nastavovania prístroja.
Ďalší lúč je zase medzi dvoma „lícami“. Tu je špeciálna oska na pripevnenie kotvy, ktorá je tiež zostavená z izolovaných oceľových dosiek.
Počas otáčania kotvy je medzi kotvou a nosníkom medzera. Na tejto osi medzilíce tiež fixovali páku pôsobiacu na pohyblivé kontakty. Na páku slúži špeciálna otváracia pružina, ktorá ju ťahá doprava. Páka je zase spojená s demagnetizačnou cievkou pomocou pružného vodiča z medenej fólie. Paralelne s tou istou cievkou je zapnutý indukčný bočník.
Spínač má tiež pevný kontakt, ktorý je zapojený do série s magnetickou fúkacou cievkou. Na pripojenie k externému okruhu má BV dva výstupné kontakty.
Zapnite zariadenie na príklade VB-11
Za zmienku stojí, že zariadenie sa zapína v dvoch krokoch. Po zapnutí zariadenia, stlačením tlačidla VU, sa napätie privedie cez 20 A vodič do prídržnej cievky. Počas toku prúdu týmto prvkom vznikne tok, ktorý sa zvyčajne označuje písmenom F. Ten je však oslabený. Je to spôsobené tým, že sa uzatvára cez vzduchovú medzeru, ktorá existuje medzi pólmi elektromagnetu, pretože kotva stále nie je pritlačená k pólom.
Ochrana vrátenia
Ističe majú tlačidlo "návrat ochrany", po stlačení ktorého sa spustí prívod elektrického prúdu do ventilu. Súčasne začne prúdiť stlačený vzduch do valcov pneumatického pohonu. Piest jedného z valcov sa zdvihne, otáčajúc tyč v smere hodinových ručičiek. Tým sa natiahne otváracia pružina. Vzhľadom k tomu, že spolu s vytiahnuťtyče sa tiež pohybujú, magnetický obvod sa bude otáčať okolo osi, ale už proti smeru hodinových ručičiek.
Spolu s pohybom prvého piesta sa pod vplyvom stlačeného vzduchu pohybuje aj druhý, pohybujúci sa nadol. Piest má posúvač, ktorý pri pohybe nadol pôsobí na kontaktnú páku a kotvu. Bude vykonávať rotáciu kotvy, kým nebude pritlačená k pólom elektrického magnetu. Súčasne medzi hlavnými kontaktmi stále existuje medzera. Je to spôsobené tým, že ďalší pohyb kontaktnej páky je obmedzený magnetickým obvodom otočeným k nej. Potom sa prídržný prúd, predtým označený ako F, zvýši, keď bude prechádzať kotvou, čím ju pevne udrží.
Potom sa tlačidlo "návrat ochrany" uvoľní a takmer celý systém sa vráti do pôvodnej polohy, okrem armatúry, ktorá zostáva pevne pritlačená k pólom. Magnetický obvod sa uvoľní a začne sa otáčať v smere hodinových ručičiek, kým nezopne hlavné kontakty.
BVP-5 vysokorýchlostný istič
Rovnako ako ostatné typy tohto zariadenia, aj toto je navrhnuté tak, aby prerušilo obvod a chránilo ho pred skratom. Pokiaľ ide o dizajn, existuje niekoľko hlavných častí: kryt, pohon pneumatického typu, KU, prídržné zariadenie elektromagnetického typu, systém zhášania oblúka, uzamykacie mechanizmy.
Pred pristúpením k oprave tohto typu rýchločinného ističa je potrebné úplne uvoľniť napnutie vypínacích pružín. Potom môžete ísť naodstráňte vzduchové pružiny. Potom sa všetky pohyblivé časti zariadenia uvoľnia z napätia a možno ich otočiť akýmkoľvek smerom vhodným na opravu.
Čo sa týka porúch, najčastejšie ide o znečistenie kontaktných bodov medzi kotvou a magnetickým obvodom, ktoré sa dá ľahko odstrániť jednoduchým čistením. Niekedy sa stane, že sa páka dotkne stien zhášacej komory.
Čo sa týka samotnej opravy oblúkového žľabu, zvyčajne sa kvôli tomu odstraňujú deiónové mriežky, vonkajšie steny a ich vnútorné priečky. Rošt je rozložený a dôkladne vyčistený od karbónových usadenín a oxidov.
Elektrická lokomotíva Quick Breaker
BV sú skvelé na vypínanie trakčných motorov v prípade rôznych porúch. Často sa používajú na elektrických lokomotívach. Napríklad na ChS2 je nainštalovaný taký typ BV ako 12NS. Má pneumatický pohon a konštrukcia sa skladá z takých hlavných častí, ako je nosný rám, vypínacie relé s automatickým kontaktom, zariadenie na zhášanie oblúka, pneumatický pohon a blokovacie alebo pomocné kontakty.
Menovité prevádzkové napätie tohto typu rýchločinného ističa je 3kV a menovitý prúd je 2kA.
