Выключатель автоматический быстродействующий типа ВАБ-43 - 4000/30-Л-У4 (ВАБ-43) предназначен для защиты установок и линий постоянного тока при КЗ и недопустимых перегрузках. Включение ВАБ-43 в защищаемую цепь предусмотрено только по два последовательно. Основные установочные размеры и узлы выключателя показаны на рис. 45 (1 — дугогасительная камера с краном 6; 2 — контактный блок; 3 — блок сигнализации; 4 — блок быстродействующего привода; 5 — рама).
Устройство ВАБ-43 показано на рис. 46, его кинематическая схема в отключенном, предвключенном и включенном положениях — на рис. 47—49, направление магнитных потоков в магнитной системе — на рис. 50. Все рисунки рассматриваются совместно, поэтому на них приняты одинаковые цифровые обозначения деталей.
Рис. 45. Общий вид выключателя ВАБ-43
Блок быстродействующего привода (см. рис. 46, 47 и 50) включает в себя: электромагнит, состоящий из верхнего 17 и нижнего 22 брусьев, четырехсекционной держащей катушки 20, П-образного сердечника 26 с включающей катушкой 25 (она также используется в качестве калибровочной) и размагничивающего витка 60, якоря 24, магнитного шунта 19 и индуктивного шунта 23 на шине 21, механизм свободного расцепления, состоящий из магнитопроводящей скобы 30, сердечника 29, защелки 40 с пружиной 31 и якорька 28 с пружиной 59.
Блок сигнализации (см. рис. 46 и 47)., закрепленный на скобе 30 через изоляторы, состоит из блок-контактов 37, рычага 38 с механическим указателем включенного и отключенного положений ВАБ-43, пружины 36, регулировочной гайки 34, изоляционного основания 32, металлических экранов 33 и 35, тяги 39.
Контактный блок (см. рис. 46 и 47) состоит из: шины 13; неподвижного контакта 14 с катушкой магнитного дутья; полюсов магнитного дутья 15, закрепленных на неподвижном контакте; подвижного контакта 50, который через гибкие связи 46 соединен с шиной 21; скобы 52 с упором 48 и изоляционным экраном 49, закрепленным на том же металлическом основании, что и подвижный контакт; гибких связей 10, соединяющих неподвижный и подвижный контакты с рогами 9 и 12 дугогасительной камеры. Все сборочные детали контактного блока установлены на изоляционном основании 15. Главные контакты 14 и 50 (см. рис. 47) с серебряными накладками защищены от обгорания дугогасительными контактами 51 и 54.
Дугогасительный контакт 51 вращается на оси 53 и электрически связан гибкой связью 58 c главным подвижным контактом 50. Между скобой 57, укрепленной на подвижном контакте, и дугогасительным контактом 51 установлена пружина 55, нажатие которой на контакт 51 регулируется гайкой 56. Подвижной контакт связан с быстродействующим приводом тягой 45, проходящей через отверстие в оси 43. На тяге имеются гайки 47 для регулирования натяжения пружины 44 и упор 42. Тяга 45 с помощью вилки и оси 27 связана с рычагом 41.
Рис. 46. Устройство выключателя ВАБ-43
Рис. 47. ВАБ-43 в отключенном положении
Рис. 48. ВАБ-43 в предвключенном положении
Рис. 49. ВАБ-43 во включенном положении
Рис. 50. Направления магнитных потоков при включении (а) и аварийном включении (б) ВАБ-43
В отключенном положении ВАБ-43 (см. рис. 47) действует магнитный поток только держащей катушки Фдк (см. рис. 50, а), разветвляющийся на ФдК и ФдК. При включении ВАБ-43 магнитный поток включающей катушки Фвк направлен встречно потоку ФдК в левом стержне П-образного сердечника. Так как Фвк > ФдК, то происходит вытеснение Ф в правый стержень П-образного сердечника, где он совпадает с направлением Фр„. Под действием суммы магнитных потоков Фвн + Фдк якорь 24 переключается из левого положения в правое (см. рис. 48). Однако ни главные, ни дугогасительные контакты замкнуться не могут, так как тяга 45, соединенная с подвижным контактом 50, останавливается, когда между контактами ВАБ-43 еще имеется зазор δ1. Это происходит по следующей причине. Одновременно с переключением якоря 24 в правое положение к сердечнику 29 притягивается якорек 28. Пружина 59, натягиваясь, перемещает защелку 40 на зуб рычага 41, останавливая движение вверх тяги 45. При этом снимается пружина 44, находящаяся между осью 43 и гайкой 47. Когда включающая катушка 25 обесточивается, якорь 24 остается в притянутом положении, удерживаемый магнитным потоком держащей катушки. Якорек 28, ранее притянутый магнитным потоком рассеяния включающей катушки 25, под действием пружины 59 возвращается в исходное положение, ударяет по защелке 40, освобождая тягу 45. Сжатая пружина 44, действуя на гайку 47, перемещает вверх тягу 45, производя замыкание сначала дугогасительных, а затем главных контактов. Как и у ранее рассмотренных БВ, контакты ВАБ-43 замыкаются только после того, как обесточена катушка включения. Этим обеспечивается немедленное отключение ВАБ-43 при включении его на имеющееся в цепи КЗ. Ток защищаемой цепи проходит по шине 13, катушке магнитного дутья и неподвижному контакту 14, подвижному контакту 50, гибким связям 46, размагничивающему витку 60 и шине 21.
ВАБ-43 имеет индуктивный 23 и магнитный 19 шунты (см. рис. 46). Первый повышает быстродействие отключения КЗ, второй предназначен для плавной регулировки тока уставки срабатывания. Магнитный поток Фд„ (см. рис. 50, а) делится на две части: ФдК проходит по основной магнитной цепи, ФдК — через магнитный шунт. При перемещении шунта 19 вверх уменьшается сечение левой части магнитопровода, увеличивается ее магнитное сопротивление, вследствие чего уменьшается поток ФдК, а поток Фд,; увеличивается и соответственно ему увеличивается ток уставки срабатывания ВАБ-43. Верхнее и нижнее положения шунта соответствуют наибольшей и наименьшей величинам тока уставки срабатывания. Магнитный шунт имеет шкалу уставок срабатывания.
Оперативное отключение осуществляют снятием напряжения с держащей катушки. Под действием отключающих пружин 18 происходит перебрасывание якоря 24 из правого в левое положение. Верхняя часть якоря 24 (см. рис. 49) проходит вниз путь δ2 и ударяет по упору 42 тяги 45. Сначала размываются главные контакты 14 и 50, а затем дугогасительные контакты 51 и 54.
Автоматическое отключение линейного ВАБ-43, поляризованного на прямой ток, т. е. на ток через выключатель в линию, происходит следующим образом. Магнитный поток Ф, создаваемый частью тока размагничивающего витка 60 (вторая часть тока проходит через индуктивный шунт) в правом стержне П-образного сердечника 26 (см. рис. 50, б), направлен встречно магнитному потоку ФдК, создаваемому держащей катушкой 20. Фд, вытесняется из правого стержня сердечника в левый, суммируясь с потоком Ф, и при достижении в линии величины тока уставки срабатывания происходит отключение ВАБ-43 под действием магнитной силы и силы отключающих пружин 18. Этим достигается быстродействие отключения аварийного режима линии.
Дугогасительная камера (см. рис. 46) состоит из внешних двойных щитов 7, скрепленных болтами 2, косынки 8 с прорезью 11, магнитопроводов 6 с наконечниками 4, V-образных щитов 5, внутренних разделяющих перегородок 3, рогов 9 и 12, экрана с жалюзями для уменьшения выброса ионизированных газов в окружающее пространство. Процесс гашения дуги выглядит так. При отключении ВАБ-43 размыкаются главные 14 и 50, а затем дугогасительные 51 и 54 контакты. Возникающая на дугогасительных контактах дуга выдувается вверх магнитным полем, создаваемым катушкой и полюсами магнитного дутья 15. Попадая на рога 12, дуга под действием магнитного поля втягивается в щель, предварительно разворачивается и, поднимаясь вверх, попадает на рог 9. С этого момента дуга делится на две части и горит в двух разных секциях. Принцип гашения дуги в обеих секциях аналогичен, поэтому рассмотрим процесс гашения дуги в одной из них. Дуга горит и растягивается между рогами 9 и 12. Растянутая до верхних концов V-образных перегородок 5 дуга полностью выходит в широкую щель, ограниченную наружными стенками и внутренними перегородками. В широкой щели дуга стабилизируется, охлаждается и гаснет. Вследствие стабилизации дуги при ее гашении ВАБ-43 не создает больших перенапряжений.
Схема управления ВАБ-43. Принцип, заложенный в схему управления ВАБ-43, такой же, как АБ-2/4. Отличие состоит в способе его реализации другими приборами. Управление ВАБ-43 может быть на оперативном токе напряжением 110 В (рис. 51, а) и 220 В (рис. 51, б). Принципиальное отличие этих схем управления состоит в применении типов транзисторов Т для стабилизации токов в цепях держащих катушек ДК, так как от постоянства тока в них зависит точность работы ВАБ-43 на заданную уставку тока срабатывания. Для напряжения 110 В применен транзистор типа р-п-р, а для напряжения 220 В — транзистор типа п-р-п. Держащие катушки включены в цепи коллекторов транзисторов. Величина тока коллектора зависит от величины и знака напряжения на базе. Независимо от колебания напряжения оперативного тока со стабилитрона Cm на базу транзистора подается неизменное отрицательное напряжение в схеме рис. 51, a и положительное напряжение в схеме рис. 51,б. В обеих схемах стабилитроны включены в цепь 5-6 через диоды и резисторы.
Рис. 51. Схема управления ВАБ-43 на оперативном токе напряжением 110 В (а) и 220 В (б)
Кроме того, стабилизации коллекторного тока способствуют резисторы R3, подключенные к эмиттерам и коллекторам транзисторов. Резисторы R1 служат для установки тока ДК до значения (0,5 + 0,05) А. Обе схемы аналогичны, поэтому рассмотрим только работу схемы управления на напряжение 110 В.
Для включения ВАБ-43 замыкают цепь 7-8 кнопкой КнП. Возбуждается контактор К1, контакты которого замыкают цепь 1-2. Возбуждается катушка включения ВК, производя первую стадию включения ВАБ-43. Замыкаются блок-контакты Al, А2, АЗ и размыкаются А4. Блок-контактами АЗ и А4 создаются цепи сигнализации включенного (9-12) и отключенного (9-14) положения выключателя. Блок-контакты А2 замыкают цепь 7-10 контактора К2, контакты которого размыкают цепь 7-8 контактора К1. Последний обесточивается и размыкает свои контакты в цепи 1-2. Теряет возбуждение включающая катушка ВК, происходит включение ВАБ-43. Контактор К2 становится через собственные контакты на самоподпитку и находится в возбужденном состоянии до тех пор, пока замкнуты контакты КнП. Контактор К2 выполняет роль блокирующего элемента, как реле БВА в схеме управления АБ-2/4, исключающего многократное включение ВАБ-43 при отключении его от токов КЗ при замкнутых контактах КнП. Многоконтактное реле РПУ (3-4) предназначено для размножения цепей, согласованных с отключенным и включенным положением ВАБ-43. Оперативное отключение ВАБ-43 выполняют кнопкой КнС, которая снимает напряжение с ДК в цепи 5-6.
