Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Аппараты распределительных устройств низкого напряжения

Устройство быстродействующих автоматов - Аппараты распределительных устройств низкого напряжения

Оглавление
Аппараты распределительных устройств низкого напряжения
Требования, предъявляемые к аппаратуре
Допустимое превышение температуры токоведущих частей аппаратов
Требования к изоляции
Экономия дефицитных материалов
Прочие требования
Предельная коммутационная способность
Определение предельной коммутационной способности
Величины токов короткого замыкания в установках
Выбор аппаратуры по предельной коммутационной способности
Основные закономерности, определяющие размеры и конструкцию
Влияние разных факторов на гашение дуги постоянного тока
Гашение дуги переменного тока
Гашение дуги в дугогасительных камерах
Износ контактов при замыкании цепи
Износ контактов при размыкании цепи
Приваривание контактов
Длительное прохождение тока через контакты
Назначение и классификация автоматических выключателей
Устройство автоматов
Устройство быстродействующих автоматов
Автоматы ВАБ-2
Автоматы ВАБ-28 и ВАБ-20-М
Автоматы 6ХВАБ10 и 6ХВАБ15
Быстродействующие короткозамыкатели
Автоматы серии АВ
Автоматы серии АМ
Установочные автоматы
Перспективы развития серий универсальных и установочных автоматов
Бытовые автоматы
Автоматы защиты сетей постоянного тока на до 24 В
Автоматы АГП
Веса и габаритные размеры автоматов
Обзор развития конструкций контактных систем
Рекомендации по конструкции контактных систем
Дугогасительные камеры
Приводы универсальных и установочных автоматов
Механизм универсальных и установочных автоматов
Механизм свободного расцепления
Конструкции расцепителей максимального тока
Сравнение расцепителей максимального тока
Расчет электромагнитных расцепителей
Расчет тепловых термобиметаллических расцепителей
Расцепители независимые и минимального напряжения
Плавкие предохраннтели-расцепители
Назначение и классификация плавких предохранителей
Плавкие вставки
Предохранители без патрона и с полузакрытым патроном
Наполнитель предохранителей с закрытым патроном
Длина плавкой вставки в предохранителях с наполнителем
Перенапряжения в предохранителях с наполнителем
Энергия, выделенная дугой в предохранителях с наполнителем
Предохранители высокой разрывной способности с наполнителем
Предохранители высокой разрывной способности с закрытым патроном без наполнителя
Предохранители низкой разрывной способности с закрытым патроном без наполнителя
Инерционные предохранители
Быстродействующие предохранители
Быстродействующие предохранители взрывного типа
Блоки предохранитель—выключатель
Тепловой расчет плавких вставок
Рубильники
Пакетные выключатели
Распределительные устройства
Распределительные устройства, осуществляющие разветвления
Выбор аппаратуры
Проверка защищенности элементов установки при коротком замыкании
Испытание аппаратуры распределительных устройств
Определение величии срабатывания аппаратов
Испытание на нагревание
Испытание изоляции
Испытание оболочек
Испытание на коммутационную способность
Испытание на механический износ и при разных температурах
Испытание контактов на подпрыгивание
Приложения

4-3. УСТРОЙСТВО БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ АВТОМАТОВ а) Классификация по назначению и применение

По назначению быстродействующие автоматы подразделяются на:

а) автоматы обратного тока (однополюсные), применяемые для селективного отключения со стороны

постоянного тока (при изменении направления тока) того из параллельно работающих источников постоянного тока (ртутный выпрямитель, коллекторная машина, контактный преобразователь), который поврежден;

автоматы максимального тока (линейные), применяемые для размыкания цепей всяких установок постоянного тока для защиты их от перегрузок и коротких замыканий (при прямом направлении тока):

автоматы анодные (многополюсные), применяемые для отключения анодных цепей ртутных выпрямителей при обратных зажиганиях.

По назначению и конструкции к быстродействующим автоматам примыкают быстродействующие короткозамыкатели (§ 4-7), служащие для создания короткого замыкания на стороне переменного тока контактных или полупроводниковых выпрямителей для защиты их от сверхтоков. Ток короткого замыкания в дальнейшем отключается обычным небыстродействующим выключателем переменного тока.

При защите установок с ртутными выпрямителями быстродействующие автоматы обратного тока включаются в цепь катода, поэтому их называют катодными.

При обратном зажигании в одном из параллельно работающих выпрямителей они настолько быстро размыкают цепь его катода, что масляные выключатели на стороне переменного тока остальных агрегатов не успевают отключиться, чем предотвращается длительная остановка подстанции. Отключение катодного автомата не прекращает протекание тока по поврежденному выпрямителю, так как ток идет между анодами, что вызывает отключение масляного выключателя, который присоединяет первичную цепь трансформатора к сети. Так как обычно время действия масляного выключателя относительно велико, то катодный автомат обратного тока может не защитить от разрушений ни ртутный выпрямитель, ни питающий его трансформатор [Л. 4-14]. Для обеспечения этой защиты применяют быстродействующие анодные автоматы (§ 4-6), у которых каждый полюс действует независимо, что позволяет не прекращать работы выпрямителя при возникновении обратного зажигания.

Анодные автоматы применяются в установках Средней и большой мощности. В установках малой мощности защита при обратных зажиганиях эффективно осуществляется путем подачи отрицательного потенциала на сетку. Однако сеточная защита недостаточно эффективна в установках большой мощности. При наличии анодных автоматов в установках средней мощности можно не применять катодных. Однако в мощных установках применение катодных автоматов наряду с анодными целесообразно, так как повышает надежность защиты установки и создает эксплуатационные удобства.

Автоматы исполняются поляризованными и неполяризованными. Неполяризованными называются выключатели, автоматическое срабатывание которых не зависит от направления тока; оно может зависеть от величины тока и от характера изменения тока до срабатывания (например, от абсолютного значения скорости изменения тока). Остальные автоматы называются поляризованными. Они срабатывают только при одном направлении тока или при разных значениях тока обоих направлений. Поляризованными также называются автоматы, по-разному реагирующие на скорость изменения тока обоих направлений.

Все вышеуказанные виды автоматов могут выполняться как поляризованными, так и неполяризованными. Наличие неполяризованных автоматов наряду с поляризованными целесообразно, так как иногда позволяет упростить схему установки (например, в случае секционирования участков длинных линий, питаемых от нескольких источников, когда токи короткого замыкания могут иметь любое направление).

Одни автоматы срабатывают при определенной величине тока в цепи, независимой от скорости его изменения. У других автоматов ток начала срабатывания тем меньше, чем больше скорость роста тока. Используя это свойство, можно достигнуть избирательного отключения автоматом тока короткого замыкания и неотключения тока перегрузки, имеющего ту же величину, так как токи короткого замыкания имеют большую скорость роста.

6) Классификаций по конструкции

Все быстродействующие автоматы по их конструкции можно подразделить на электромагнитные и взрывные. У последних отключение происходит при взрыве патрона, удерживающего контактную систему во включенном положении (рис. 4-8).

Электромагнитные автоматы подразделяются на автоматы: 1) с удерживающим электромагнитом, 2) с притягивающим электромагнитом, 3) с индукционным отключением. С индукционным отключением имеется только один тип, разработанный в ЧССР (рис. 4-7). При коротком замыкании он срабатывает независимо от величины тока только при достаточно большой скорости его роста. Первые две группы автоматов — наиболее распространенные. Автоматы каждой из этих групп могут быть поляризованные и неполяризованные и могут выполняться катодными, линейными и анодными.

Автоматы с удерживающим электромагнитом имеют нормально открытые контакты, которые удерживаются в замкнутом положении, когда якорь удерживающего электромагнита, питаемого постоянным током, притянут к его сердечнику. Отпадание якоря и размыкание контактов происходит под действием главного тока, проходящего по виткам токовой катушки. Автоматы с удерживающим электромагнитом могут иметь пружинное отключение либо магнитопружинное отключение. В первом случае контакты движутся в сторону отключения только под влиянием сильной отключающей пружины, а во втором случае— под влиянием суммарного действия отключающей пружины и электромагнитных сил, созданных главным током. У автоматов с пружинным отключением скорость раздвижения контактов не зависит от тока в отключаемой цепи. Она зависит от силы отключающих пружин и от скорости спадания потока, удерживающего якорь в отключенном положении (из-за увеличения воздушного зазора). Последняя определяется степенью насыщения магнитопровода и формой полюсных наконечников. Величина главного тока мало влияет на спад потока, так как поток токовой катушки уже при малых токах насыщает участки цепи, по которой он проходит. У автоматов с магнитопружинным отключением скорость раздвижения контактов тем больше, чем больше ток главной цепи. Примером автоматов с удерживающей катушкой и пружинным отключением являются типы БДА (рис. 4-4) п ВАБ-28 (рис. 4-12), а автоматов с удерживающей катушкой и магнитопружиниым отключением тип ВАБ-2 (рис. 4-10).

Автоматы с притягивающим электромагнитом имеют нормально замкнутые контакты, удерживаемые в замкнутом. положении пружиной. Размыкание контактов происходит под влиянием электродинамических и электромагнитных усилий, вызванных током, проходящим по главной цепи. Скорость их раздвижения тем больше, чем больше ток главной цепи. Эти автоматы особенно эффективны в цепях, в которых могут быть большие токи короткого замыкания и большая скорость их роста. Примером автоматов с притягивающим электромагнитом являются типы 6ХВАБ-10 (рис. 4-17) и ВАБ20-1500-М (рис. 4-15).

Преимуществом систем с удерживающей катушкой по отношению к системам с притягивающей катушкой является их высокая чувствительность: удерживающие силы лишь немного превосходят отключающие и небольшое добавочное действие токового элемента достаточно для срабатывания.

Недостатки систем с удерживающей катушкой заключаются в том, что для обеспечения точности срабатывания требуется высокая чистота обработки поверхностей и точность изготовления для создания постоянного магнитного сопротивления в стыках магнитопровода и местах соприкосновения якоря и сердечника. На плотность их прилегания может влиять грязь. Для снижения влияния загрязнения рабочие поверхности делают вертикальными. Кроме того, на ток уставки может влиять напряжение на удерживающей катушке и ее температура, так как от них зависит магнитодвижущая сила.

в) Общие принципы создания быстродействия

На рис. 4-3 приведены кривые изменения тока короткого замыкания при отключении цепи быстродействующими и небыстродействующими автоматами. После начала расхождения контактов быстродействующего автомата ток сначала замедляет темп роста, а потом начинает уменьшаться. Иногда после, момента расхождения контактов ток сразу уменьшается. Главная задача заключается в уменьшении максимального значения тока. Для уменьшения тока i3 надо уменьшить время, необходимое для достижения тока уставки to, собственное время /,; и по возможности ограничить рост тока после появления дуги.

Рис. 4-3. Кривые изменения тока короткого замыкания при отключении быстродействующим автоматом (/) и небыстродействующим (2). г,—ток уставки; г"2 — ток в момент начала расхождения контактов; га — максимальное значение тока, достигаемое при защите быстродействующим автоматом; <с — собственное время отключения; —время горения дуги.

Ток уставки ц определяется нормальной технологической перегрузкой, при которой не должно быть отключения и снизить его (при перегрузочных режимах) нельзя. Однако для повышения быстродействия можно использовать большую скорость роста тока при коротком замыкании, чем при перегрузке. Для этого включают индуктивный шунт параллельно токовой катушке, вызывающей отключение (Рис. 4-4), тогда большая доля тока пойдет в отключающую катушку, снизится ток уставки и время to. Аналогичный эффект может быть достигнут при параллельном соединении магнитных потоков и задержке изменения одного из них короткозамкнутым витком (рис. 4-15, 4-41). Применение вышеуказанных мер может уменьшить и время 1С.

Ограничение роста тока после появления дуги в автоматах обычно достигается созданием- сильного магнитного поля гашения дуги. Однако сильное гашение может привести к большим перенапряжениям. Поэтому большую напряженность дугогасительного магнитного поля создают только в небольшой области, где расположены контакты, для того чтобы вызвать вначале быстрое растяжение дуги и высокую напряженность электрического поля в дуге, необходимые для прекращения роста тока. Оно не может дать опасных перенапряжений, так как при большом токе напряжение на дуге невелико. Перенапряжения возрастают к концу периода горения дуги, когда она сильно растянута и ток малый. В том месте, где в это время находится дуга, должно быть малое напряжение магнитного поля. Время горения дуги в быстродействующих автоматах не стремятся сильно уменьшать. Здесь, как и в других аппаратах, его надо уменьшать только постольку, поскольку это допускают изоляция установки и величина возникающего перенапряжения.

Для уменьшения собственного времени срабатывания подвижные части стараются облегчить, выполняя их малого размера и из легких материалов. Для уменьшения размеров" магнитных систем применяют железо- кобальтовый сплав, имеющий индукцию 23 000 гс при 200 э [Л. 4-15].

Отключающие пружины автоматов с удерживающим электромагнитом выполняют так, чтобы они развивали большую силу (лишь немного меньшую силы, создаваемой удерживающим электромагнитом). У автоматов с притягивающим якорем стремятся к тому, чтобы притягивающая сила росла быстро и, если возможно, чтобы удерживающая сила быстро спадала.

Контакты стараются делать с одноступенчатым отключением без добавочных предварительных или разрывных контактов, которые в обычных автоматах часто применяются для снижения обгорания главных. Однако при относительно частых отключениях (металлургические заводы) или при больших токах короткого замыкания приходится применять двухступенчатое отключение,

В одной из старых конструкций быстродействующих автоматов (фирмы Фойгт Гефнер) была применена кинематическая схема, подобная схеме небыстродействующих автоматов — с расцеплением связи между приводом и контактами [ Л. 4-14, стр. 710]. Для ускорения расцепления применялась муфта, обе половины которой имели ряд пластинок, связанных силой трения. Для расцепления такой муфты при срабатывании расцепителя почти не требуется никакого хода и, следовательно, мала потеря времени. Однако все же время срабатывания было велико. Кроме того, уход в эксплуатации и наладка этого автомата отличались сложностью. В современных конструкциях стремятся к тому, чтобы устройство, реагирующее на ток, непосредственно воздействовало на контактный рычаг, а не на механически расцепляющиеся промежуточные звенья. Однако для создания особенно высокого быстродействия применяют механически разрывающиеся звенья (тяги). Разрыв происходит под влиянием взрыва или добавочного усилия от электромеханического устройства.

Для создания быстродействия очень важно повысить скорость изменения магнитного потока, проходящего через якорь при изменении тока в главной цепи. Для этого надо стремиться к тому, чтобы изменяющийся поток не охватывался токопроводящими контурами, которые, например, могут образовываться деталями, крепящими магнитопровод. Для снижения влияния вихревых токов применяют магнитопровод, набранный из изолированных листов электротехнической кремнистой стали с большим удельным электрическим сопротивлением.

При применении электромагнитов, катушки которых присоединяются параллельно к источнику тока и создают поток, удерживающий якорь, сама катушка является контуром, в котором индуктируются токи, препятствующие изменению потока. В этом случае для создания быстродействия применяют разные меры:

1) Катушка, обтекаемая током главной цепи, создает поток, размагничивающий только якорь. Для проведения этого потока имеется добавочный магнитопровод, включенный параллельно с якорем. В этом случае для размагничивания якоря не обязательно изменять поток удерживающей катушки. При таком устройстве автомат будет поляризованным (рис. 4-4).

Катушка, обтекаемая током главной цепи, насыщает часть магнитопровода между якорем и катушкой. Вследствие этого значительная часть потока катушки проходит мимо якоря (иногда по добавочному магнитопроводу, включенному параллельно якорю). В этом случае, как и в предыдущем, для размагничивания якоря необязательно изменять поток удерживающей катушки. При таком устройстве автомат можно выполнить как неполяризованный, так и поляризованным (рис. 4-12).

Катушка, обтекаемая током главной цепи, размагничивает весь магнитопровод. Имеется другой, идентичный магнитопровод с такими же катушками — токовыми и напряжения, как и на основном магнитопроводе. Обе токовые катушки включены последовательно в главную цепь. Обе катушки напряжения включены между собой тоже последовательно, но так, чтобы индуктируемые в них электродвижущие силы самоиндукции были направлены друг против друга, и таким образом их действие взаимно уничтожается. Автомат получается поляризованным. На таком принципе построены автоматы фирмы Сименс.

При срабатывании реле максимального тока последовательно с удерживающей катушкой вводится конденсатор. Возникает колебательный процесс, в начале которого ток и поток в удерживающей катушке быстро спадают, что приводит к отпаданию якоря (рис. 4-14).

г) Примеры выполнения конструкций быстродействующих автоматов

На рис. 4-4 показана схема конструкции автомата фирмы Дженерал Электрик (США). Автомат такого типа изготовлялся у нас в 30-х годах. Во включенном положении автомата якорь удерживается электромагнитом. Между полюсами электромагнита имеются витки, по которым проходит главный ток. При соответствующем направлении и величине главного тока концы полюсов, к которым прилегает якорь, размагничиваются, что приводит к отключению контактов. Автомат является поляризованным. Он исполняется как автомат обратного или максимального тока. Быстродействие достигается тем, что при отключении не ликвидируется поток удерживающей шунтовой катушки, он только меняет направление: проходит через сердечник витков главного тока а не через якорь. Высокая скорость движения Достигается очень сильной пружиной, оттягивающей рычаг контакта. Свободное расцепление достигается тем, что контакты замыкаются только после отключения электромагнита возврата. Недостатками конструкции являются: 1) наличие отдельного электромагнита для возврата системы во включенное положение; 2) возможность отказа в отключении автомата максимального тока при очень большой скорости роста тока из-за столь быстрого перемагничивания якоря, что он не успеет отпасть в тот короткий промежуток времени, когда якорь размагничен;

автомат БДА

Рис. 4-4. Быстродействующий автомат типа БДА

с удерживающим электромагнитом, с—отключенное положение; б и е—первое и второе взведенные положения; г—включенное положение; 1 и 2 — подвижный и неподвижный контакты; 3 — удерживающий электромагнит; 4 — электромагнит возврата; 5 — шины главного тока;

6 — индуктивный шунт; 7 — оттягивающая пружина.

3) возможность ложного срабатывания автомата обратного тока, которое может получиться, если прямой ток короткого замыкания отключен другим автоматом. Это ложное срабатывание вызывается тем, что прямой ток короткого замыкания уменьшает поле удерживающей катушки, а после отключения главного тока это поле может оказаться недостаточным для удержания якоря, и он отпадает.

Автоматы новый конструкции фирмы АЕГ (ФРГ) типа Gearapid Н на номинальные токи 500—12 500 а, напряжение 2 000 в имеют аналогичный удерживающий электромагнит с размагничивающим витком [ Л. 4-16, I 17]. При скорости роста тока (3-4) 10е а/сек собственное время размыкания равно 1,5 — 2 мсек. Автоматы, кроме того, для быстродействующего независимого отключения имеют магнитопровод 2 (рис. 4-!5), катушка которого вызывает срабатывание автомата при замыкании контактов реле 11.

Удерживающий электромагнит быстродействующего автомата

Рис. 4-5. Удерживающий электромагнит быстродействующего автомата фирмы АЕГ типа Gearapld Н.

1 — удерживающий магнит; 2 — магнитопровод для быстродействующего независимого отключения; 3 — якорь; 4 — магнитопровод для отключения в зависимости от тока главной цепи; 5 и 6 — подвижные главный и разрывной контакты; 7 — гибкое соединение; 8 и 9 — неподвижные главный и разрывной контакты; 10 — дугогасительная катушка, 11 - контакты отключения; 12 — конденсатор

Время от замыкания этих контактов до расхождения главных контактов равно 3 — 4,5 мсек. Быстродействие достигается вследствие разряда конденсатора 12, создающего размагничивающий импульс. Такой расцепитель позволяет при появлении обратного зажигания дать команду и а отключение от реле в цепи анода пока еще ток в цепи катода имеет прямое направление, чем ускоряется отключение автомата. Автомат с этим расцепителем применяется также для защиты контактных выпрямителей. Создавая с помощью насыщенного дросселя, включенного последовательно в главную цепь, паузу при переходе тока через нулевое значение, можно отключить цепь практически без разрыва электрической дуги.

Схема конструкции быстродействующего автомата фирмы АЕГ с притягивающим электромагнитом и ударным якорем типа Gearapid S приведена на рис. 4-6 [Л. 4-1].

Быстродействующий автомат фирмы АЕГ

Рис. 4-6. Быстродействующий автомат с притягивающим электромагнитом и ударным якорем фирмы АЕГ типа Gearapid S.

1 и 2 — неподвижный и подвижный контакты; 3 — зажимы цепи главного тока; 4 — противодействующий электромагнит;

ударный якорь; 7 — механизм свободного расцепления; 8 — электромагнитный привод.

Кинематическая схема автомата представляет собой обычную кинематическую схему универсального автомата с механизмом свободного расцепления, к которому добавлены противодействующий электромагнит с ударным якорем и отключающий электромагнит. Катушки обоих электромагнитов обтекаются главным током. Благодаря тому, что отключающий электромагнит имеет большее число витков при достаточно большом токе, когда магнитная система противодействующего магнита станет насыщенной, отключающий электромагнит перетянет легкий ударный якорь, который с большой скоростью отбросит контактный рычаг и вызовет размыкание контактов. Вслед за этим якорь вызовет срабатывание механизма свободного расцепления и отключение автомата. Автомат — неполяризованный, т. е. срабатывает при любом направлении тока. Быстродействие автомата достигается, во-первых, тем, что отключающее усилие быстро растет, а удерживающее быстро падает, а, во-вторых, тем, что ударный якорь очень легкий, поэтому он может быстро накопить энергию при своем ходе до удара и отдать ее в момент удара о контактный рычаг. Поэтому удается получить меньшее собственное 156 время срабатывания, чем в автоматах с оттягивающей пружиной, действующей на сравнительно тяжелый контактный рычаг.

В новой конструкции автомата фирмы АЕГ типа Gearapid S с притягивающим электромагнитом и ударным якорем {Л. 4-17], кроме вышеописанного неполяризованного исполнения, имеется поляризованное, отличающееся от вышеописанного добавлением в удерживающий электромагнит магнитного шунта, включенного параллельно с якорем. На этом шунте располагается катушка, включенная на напряжение источника тока, вследствие чего автомат поляризуется так, что уставка «а отключение тока прямого направления становится больше уставки на отключение тока обратного направления в 2 — 6 раз, в зависимости от величины автомата и регулировки.

Регулировка автомата типа Gearapid S достигается изменением воздушного зазора в магнитном шунте. Если вместо вышеуказанной катушки поставить импульсную, питаемую от вторичной обмотки трансформатора тока в главной цепи, то отключение автомата становится зависимым от скорости роста тока. Эту зависимость можно сделать либо двустороннюю симметричную, т. е. при обоих направлениях тока увеличение скорости роста тока снижает уставку (или повышает ее), либо одностороннюю. В этом случае снижение уставки получается только при увеличении скорости роста тока в этом направлении, а при другом направлении тока уставка не зависит от тока. Эта поляризация импульсного воздействия достигается подмагничиванием трансформатора тока постоянным током.

Автомат типа Gearapid S может отключаться также от действия расцепителя максимального тока, работающего в функции скорости роста тока и действующего на механизм свободного расцепления (помимо ударного якоря). Такое исполнение применяется для отключения токов удаленных коротких замыканий, при которых необязательно быстрое отключение цепи. Собственное время срабатывания этого автомата при статической нагрузке составляет 1,5 — 3 мсек при номинальных токах 300—1 250 а и 3 — 6 мсек при номинальных токах 1 500—6 000 а. Недостатком этих автоматов является их сложность, так как, кроме отключающего и удерживающего магнита, в автомате имеются механизм свободного расцепления, электромагнитный привод, расцепители, как и у обычных универсальных автоматов.

Оригинальная конструкция быстродействующего автомата на ток 1 500 а и напряжение 3 000 в с индукционным отключением, разработана в ЧССР [ Л. 4-18]. На рис. 4-7 изображен его механизм. Во включенном положении шток, соединенный с главными контактами, удерживается шариками, входящими в его заточку. При появлении в главной цепи тока короткого замыкания в алюминиевом диске индуктируются вихревые токи, вследствие чего диск отбрасывается. Это приводит к сдвигу подвижной втулки и освобождению места для выхода шариков из заточки штока. Шарики, выходя из заточки, освобождают шток, который под действием электродинамических сил и отключающей пружины быстро перемещается и размыкает контакты. Собственное время срабатывания следующим образом зависит от скорости роста тока:

Скорость роста тока, а/сек

Собственное время срабатывания, мсек

(1—2) 10е

1,5

0,6.10е

2

0,2-10е

4

о,1 10е

6

В первой опытной конструкции при непосредственном соединении алюминиевого диска с контактами удавалось достигнуть собственного времени размыкания 0,2 — 0,5 мсек, однако нельзя было предотвратить повторного замыкания контактов.

Особо высокое быстродействие имеют автоматы взрывного действия, выпускаемые фирмой Калор-Эмаг [Л. 4-19, 4-20] на токи 5 000—12 000 а (рис. 4-8). После взрыва патрона 4 контакты 1 поворачиваются под действием специальной поворотной пружины, представляющей собой предварительно напряженный (закрученный) стальной пруток, который у автомата на номинальный ток 10 000 а развивает начальный вращающий момент 500 кГ м. Эта пружина разводит контакты на расстояние, необходимое для гашения дуги за время 0,3 мсек. Обычные спиральные, цилиндрические и дисковые пружины здесь не годятся, так как их масса по отношению к развиваемому усилию слишком велика, что снижает быстродействие.

Взрыв патрона при возникновении Короткого замыкания осуществляется устройством, изображенным на рис. 4-9. При скорости роста тока главной цепи, проходящего через трансформатор тока /, равного половине.

Механизм быстродействующего автомата

Рис. 4-7. Механизм быстродействующего автомата на 1500 а с индукционным отключением, разработанного в ЧССР.

подвижная втулка; 2 — изоляционный корпус; 3-—катушка, обтекаемая главным током; 4 — алюминиевый диск; 6 — пружина; 7 — запирающие шарики; 8 — шток, соединенный с контактами.

Допустимого, пробивается разрядник 2 и вслед за этим пробивается трехэлектродное разрядное устройство 3, выполняющее функцию промежуточного реле. Это ведет к разряду конденсатора 4, заряженного до напряжения 2 000 в. Разрядный ток через трансформатор 5 передается к взрывному патрону 6. Заряд конденсатора осуществляется через выпрямитель 7 и трансформатор 8 от сети переменного тока. Пробой разрядных промежутков 2 и 3 осуществляется за 1 мксек. После этого для взрыва патрона, вставленного в отверстие штанги 3 (рис. 4-8), требуется еще 25 — 30 мксек.

Устройство быстродействующего автомата взрывного действия

Рис. 4-8. Устройство быстродействующего автомата взрывного действия фирмы Калор—Эмаг.

1—поворотный контакт; 2 — пружина поворотного типа; 3 — штанга; 4 — взрывной патрон; 5 — разрывной контакт; 6 — взрывная камера.

Испытание автомата на ток 5 000 а и напряжение 400 в в цепи со скоростью роста обратного тока 6,8XIО6 а/сек показало, что собственное время отключения равно 0,65 мсек, еще 0,55 мсек потребовалось для создания такого падения напряжения в дуге, чтобы прекратился рост тока. Импульс на отключение создался примерно в момент прохождения тока через нулевое значение при реверсе его.

схема устройства для взрыва патрона при токах короткого замыкания

Рис. 4-9. Принципиальная схема устройства для взрыва патрона при токах короткого замыкания.

Таким образом, через 1,2 мсек после появления обратного тока его рост прекратился и его величина была ограничена до 5,2 кА, в то время как обычные быстродействующие автоматы в этих условиях размыкали цепь через 4 мсек и ограничивали ток до 29 кА. После срабатывания выключателя электродвигательный привод возвращает его во включенное положение, и автоматически заменяется патрон на новый. После пяти срабатываний автомат надо выводить из рабочего состояния и перезаряжать патронами. Конструкция такого выключателя— сложная. Вес его весьма значителен (866 кг при токе 12 000 а). Смена патронов представляет неудобства в эксплуатации. Однако собственное время срабатывания у выключателей взрывного типа меньше, чем у каких-либо других.

Указанные выше недостатки описанных конструкций стремились устранить при разработке отечественных быстродействующих автоматов ВАБ разных, серий на токи до 6 000 а и серии быстродействующих автоматов на очень большие номинальные токи, где для уменьшения габаритных размеров и повышения быстродействия применено водяное охлаждение.



 
« Агрегаты питания электрофильтров   Архивы 2001 »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.