книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

Наконец, время гашения дуги характеризуется отрезком t3. Оно зависит от применяемых средств дугогашения и, чтобы устра­ нить перенапряжения, не должно быть слишком малым.

Соответствующие параметры, характеризующие работу небыстродействующего выключателя, обозначены на рис. 83-1 двумя штрихами.

Как видно из рассмотренных осциллограмм, на полное время отключения (/'; t") в основном влияет собственное время отклю­

чения выключателя (/i ; tfi), которое зависит от механизма от­ ключения выключателя.

удерживающую защелку, воздействие на которую требует зна­

чительного времени.

В быстродействующих выключателях сокращение собствен­ ного времени отключения достигается тем, что отключение про­

Поскольку интенсивность магнитного дутья пропорциональ­ на квадрату тока, то большие токи отключаются хорошо, а ма­ лые токи выключатель гасит хуже.

Примерная осциллограмма отключения токов к. з. и токов

перегрузки быстродействующим выключателем приведена на рис. 83-2, а, б.

Вторым важным фактором в работе выключателя является перенапряжение при отключении коротких замыканий. Это пере-

/ di \

напряжение зависит от скорости спада тока(-^-], от величины

отключаемого тока и от наличия индуктивности в цепи отклю­ чаемого тока.

Характер изменения напряжения между контактами выклю­ чателя при его отключении приведен на рис. 83-2.

Рис. 83-2. Образец осциллограммы отключения тока выключателем типа ВАБ-20:

а— отключение тока ас. з.; б — отключение перегрузки

При отключении короткого замыкания в линии перенапря­ жения возникают между концами вторичных обмоток трансфор­ матора и в индуктивности линии (кабели и контактная сеть). Перенапряжения между размыкающими контактами выключа­ теля будут суммироваться.

Все рассмотренные далее типы отечественных быстродейству­ ющих выключателей разработаны на заводе «Уралэлектроаппарат» под руководством А. И. Голубева.

§ 84. Выключатели ВАБ-2, АБ-2/4, ВАБ-43

Выключатель типа ВАБ-2 (выключатель автоматический быстродействующий) является первым отечественным быстро­ действующим универсальным выключателем, так как он поляри­ зованный и имеет регулировку тока уставки в сравнительно ши­ роких пределах.

На тяговых подстанциях эти выключатели применяют для защиты выпрямителей от постоянной слагающей тока к. з. при обратных зажиганиях и для защиты питающих линий от токов к. з. и перегрузок.

нагрузки. В зависимости от назначения выключателя этим та­ ком является ток линии или выпрямителя.

Во включенном положении выключателя, показанном на рис. 84-1, пружина 5 растянута, а якорь* 6 удерживается магнит­ ным потоком удерживающей катушки 7.

Если направление тока в главной катушке 3 будет таким, как показано на рис. 84-1, то магнитные потоки от главной и держащей катушки в стыке между якорем и сердечником бу­ дут встречными, сила притяжения якоря от магнитных потоков уменьшается, вследствие чего под действием пружины 5 якорь начнет поворачиваться вокруг оси О. Скорость движения якоря определится не столько силой пружины, сколько тем, что в ле­ вой части сердечника результирующий поток падает, а в правой части — возрастает.

Для увеличения скорости перемагничивания сердечник 1 вы­ полняется из листовой легированной стали.

Уставка тока отключения может производиться изменением тока держащей катушки и изменением зазора ô при помощи регулировочного винта 4. С уменьшением зазора ô магнитный

Рис. 84-2. Электромагнитный механизм быстродействующего выключателя ти­ па ВАБ-2:

тяга; 20 — якорек магнитной защелки; 21 — включающая катушка; 22 — сердечник удерживающей катушки; 23 — держащая катушка; 24 — основание электромагнита

поток от главной катушки возрастает, следовательно, отключе­ ние произойдет при меньшем токе в главной катушке.

Выключатель включается путем подачи постоянного тока на включающую катушку 2. При этом полярность катушек должна быть такой, чтобы с левой стороны якоря магнитные потоки

держащей и выключающей катушек вычитались, а с правой сто­ роны — складывались.

Электромагнитный механизм выключателя типа ВАБ-2 изо­ бражен на рис. 84-2. Для свободного расцепления якорь 4 с кон­ тактным рычагом 12 имеет шарнирное соединение. При включе­ нии включающей катушки якорь магнитной защелки 20 притя­ гивается к сердечнику 3 и через тягу 19 удерживает стопорный рычаг 15 в нижнем положении. В этом случае, хотя якорь 4 и пе­ рекидывается во включенное положение, главные контакты оста­ ются разомкнутыми, так как контактный рычаг 12 не может по­ вернуться вокруг своей оси 13. Замыкание главного контакта происходит лишь после того, как будет обесточе­ на включающая катушка.

Принципиальная схе­ ма управления выключа­ телем типа ВАБ-2 изобра­ жена на рис. 84-3. При нажатии кнопки включе­ ния В сначала включает­ ся контактор К и своим контактом включает включающую катушку

БК. шунтируется катушка контактора, ток в цепи реле блокиров­ ки ,РБ возрастает и реле включается.

После этого, независимо от включенного или отключенного положения выключателя, катушка контактора будет шунтиро­ ваться в течение всего времени, пока замкнута кнопка В. При наличии такой блокировки при каждом нажатии кнопки вклю­ чения схема обеспечивает однократное включение выключателя, а включающая катушка выключателя находится под током минимально необходимое время.

Отключение выключателя осуществляется кнопкой О путем шунтирования держащей катушки.

Мощность катушек выключателя составляет около 55 вт для держащей катушки и 8800 втдля включающей.

Быстрое действие выключателей достигается не только мгно­ венным размыканием главных контактов, но и быстрым гашени­ ем дуги, возникшей между главными контактами.

В выключателях типа ВАБ-2 дугогашение осуществляется при помощи камер с узкой щелью и сильного магнитного поля, создаваемого катушками магнитного дутья. Дугогасительная камера представляет собой плоскую коробку из асбоцемента

с двумя внутренними продольными перегородками. Скорость гашения дуги в таких камерах достигает 0,01 сек. Полное время отключения тока выключателем зависит от тока отключения и находится в пределах 0,02-^0,05 сек, меньшее время соответ­ ствует большему току отключения.

Выключатели ВАБ-2 выпускаются на номинальные токи 600, 1000, 2000 и 3000 а и на напряжение 600, 1500 и 3000 в.

Общий вид и габариты выключателя типа ВАБ-2 на напря­ жение 600 в изображены на рис. 84-4.

Рис. 84-4. Общий вид выключателя типа ВАБ-2 на 600 в, 2000 а

Выключатель типа АБ-2/4 по своему принципу действия и уст­ ройству подобен выключателю ВАБ-2. Поскольку этот выключа­ тель рассчитан на напряжение 4000 в при номинальном токе 2000 а, то от выключателя ВАБ-2 он отличается конструкцией магнитного дутья и устройством камеры гашения.

Узел магнитного дутья выполнен с сильно развернутыми полюсами, концентрирующими магнитный поток в зоне размы­ кания контактов. Усиленное магнитное дутье в сочетании с ла­ биринтной щелевой камерой обеспечивает хорошее гашение дуги.

Выключатели типа ВАБ-43 отличаются по устройству от вы­ ключателя ВАБ-2 тем, что вместо сердечника с держащей ка­ тушкой применен постоянный магнит. Таким образом, выключа­ тель ВАБ-43 не требует аккумуляторной батареи для питания держащей катушки. Дистанционное включение и автоматиче­ ское отключение выключателя ВАБ-43 происходит аналогично выключателю ВАБ-2, а дистанционное отключение осуществля­ ется путем подачи импульса обратного тока в цепь включающей катушки.

Первоначально выключатель ВАБ-43 выпускался в комплек­ те из шести штук и такой комплект предназначался в качестве анодных выключателей. В настоящее время эти выключатели выпускаются одиночными на 600 в, 2000 а.

§ 85. Выключатель ВАБ-28

такта могут соединяться последовательно и параллельно. Выключатели ВАБ-28 выпускаются на напряжение 825, 1650

н 3300 в и номинальный ток 1500, 3000 и 6000 а.

Магнитная система выключателя состоит из магнитопровода 1 с держащей катушкой 10 и якоря 2 (рис. 85-1).

Якорь связан с подвижными контактами 7 посредством пру­ жины 6, осуществляющей нажатие главных контактов. Отклю­ чение выключателя производится отрывными пружинами 5. Под­ вижный контакт 7 через тягу 8 связан с якорем 9 свободного расцепления. До тех пор, пока через катушку 10 проходит ток включения, якорь 9 притянут- и тяга 8 препятствует перемеще­ нию подвижного контакта 7. При размыкании главных контак­ тов контактора в цепь держащей катушки вводится сопротивле­ ние Ri (рис. 85-2). Для устранения звонковости и обеспечения только одноразового включения при нажатии кнопки включе­ ния В служит реле блокировки РБ.

Следует отметить, что блок-контакты выключателя 3 (см. рис. 85-1) кинематически связаны с якорем 2.

Дистанционное отключение выключателя осуществляется кнопкой О (см. рис. 85-2). При этом в цепь держащей катуш­ ки КД, обладающей индуктивностью, вводится емкость конден­ сатора С. Образуется колебательный контур с достаточно высо­ кой частотой. При быстром спаде тока в цепи держащей катуш­ ки выключатель отключается (рис. 85-3).

Автоматическое отключение выключателя от токов короткого замыкания в линии происходит при помощи дифференциального шинного реле РДШ 4 (см. рис. 85-1).

Рис. 85-2. Схема управления линейным выклю­ чателем ВАБ-28

Токоведущая шина реле разделена на две параллельные вет­ ви неравного сечения; шина меньшего сечения имеет стальной сердечник.

Проходящие через магнитопровод реле шинки создают встречные магнитодвижущие силы. При медленном нарастании тока соотношение магнитодвижущих сил определяется соотно­ шением активных сопротивлений двух ветвей.

Короткое замыкание в линии сопровождается быстрым на­ растанием тока (около 2• 106 а/сек), поэтому токи в шинках в этом случае будут определяться соотношением их индуктив­ ных сопротивлений. А так как на

в окне магнитопровода, не влечет отключение выключателя, так как этот поток совпадает по направлению с потоком от держа­ щей катушки (рис. 85-4,а).

Обратное направление главного тока вызывает вытеснение магнитного потока от держащей катушки в узкую часть магни­

ный поток от держащей катушки резко снижается и выключа­ тель отключается (рис. 85-4,6).

Схема управления катодным выключателем изображена на рис. 85-5. Для отключения катодного выключателя при больших значениях главного прямого тока недостаточно разорвать цеш> держащей катушки. В этом случае якорь может удерживаться магйитным потоком главного тока. Для отключения выключате­ ля при больших прямых токах приходится изменять направле­ ние тока в держащей катушке. Это делается при помощи

Рис. 85-4. Магнитная система катодного поляризо­ ванного выключателя ВАБ-28:

Рис. 85-5. Схема управления катодным выключа­ телем ВАБ-28

универсального переключателя типа УП. В нормальном режиме при включенном выключателе замкнут контакт УЯ3. При отклю­ чении контакт УЯ3 размыкается, а контакты УЯ1 и УЯ4 замы­ каются.

§ 86. Выключатели ВАБ-20 и ВАБ-20М

Выключатель ВАБ-20, работающий на оперативном перемен­ ном токе, предназначен для защиты питающей линии постоянно­ го тока от перегрузок и коротких замыканий.

Выключатель имеет размыкающий главный контакт. Под­ вижный контакт выключателя в отключенном положении удер­ живается защелкой.