DC jističe

Stejnosměrné jističe se používají k odpojení obvodu pod zátěží. V trakčních měnírnách se spínače používají k odpojení vedení 600 V při přetížení a zkratových proudech a k odpojení zpětného proudu usměrňovačů při zpětném zapalování nebo poruše ventilu (tj. vnitřní zkraty při provozu paralelního bloku).

Zhášení oblouku automatickými spínači probíhá ve vzduchu na houkačky. Prodloužení oblouku lze provést pomocí magnetické trysky nebo v úzkých štěrbinových komorách.

Ve všech případech rozpojení obvodu a vzniku elektrického oblouku dochází k přirozenému pohybu oblouku vzhůru spolu s pohybem jím ohřátého vzduchu, tzn.

Na trakční rozvodny používá se hlavně u vysokorychlostních jističů.

Rýže. 1. Oscilogramy proudu a napětí při vypnutí zkratového proudu: a-rychlý spínač, b-vysokorychlostní spínač

Celková doba T přerušení zkratového nebo nadproudového proudu jističem se skládá ze tří hlavních částí (obr. 1):

T = tO + ti + t2

kde t0 je doba náběhu proudu ve vypínaném obvodu na hodnotu nastavovacího proudu, tj. na hodnotu, při které je aktivováno odpojovací zařízení jističe; t1 je doba vypínání vlastního jističe, tzn. čas od okamžiku dosažení nastaveného proudu do okamžiku, kdy se kontakty vypínače začnou rozcházet; t2 — doba hoření oblouku.

Doba náběhu proudu v obvodu t0 závisí na parametrech obvodu a nastavení spínače.

Vnitřní vypínací čas t1 závisí na typu spínače: pro nevysokorychlostní spínače je vnitřní vypínací čas v rozsahu 0,1-0,2 s, pro vysokorychlostní spínače - 0,0015-0,005 sec.

Doba hoření oblouku t2 závisí na hodnotě proudu, který má být přerušen, a na vlastnostech jističů.

Celková doba vypnutí vysokorychlostního jističe je v rozmezí 0,15-0,3s, pro vysokorychlostní-0,01-0,03s.

V důsledku krátké vlastní vypínací doby omezuje vysokorychlostní jistič maximální hodnotu zkratového proudu v chráněném obvodu.

U trakčních měníren se používají vysokorychlostní stejnosměrné automatické jističe: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 a další.

Přepínač VAB-2 je polarizovaný, to znamená, že reaguje na proud pouze jedním směrem — vpřed nebo vzad, v závislosti na nastavení přepínače.

Na Obr. 2 znázorňuje elektromagnetický mechanismus stejnosměrného jističe.

Rýže. 2.Elektromagnetický mechanismus jističe VAB -2: a — odpojení jističe, b — meze mezního opotřebení kontaktů jističe VAB -2, (A — minimální tloušťka pevného kontaktu je 6 mm, B — minimální tloušťka pohyblivého kontaktu je 16 mm); 1 — přídržná cívka, 2 — magnetický obvod, 3 — spínací cívka, 4 — magnetická kotva, 5 — horní ocelová kolejnice, 6 — kotva, 7 — hlavní cívka, 8 — kalibrační cívka, 9 — magnetický obvod ve tvaru U, 10 — proudový výstup, 11 — seřizovací šroub, 12 — manévrovací deska, 13 — pružné připojení, 14 — doraz, 15 — kotevní páka, 16 — osa kotevní páky, 17 — pevný kontakt, 18 — pohyblivý kontakt, 19 — kontaktní páka, 20 — axiální kontaktní páka, 21 — osa s válečkem, 22 — aretační páka, 23 — zavírací pružiny, 24 — oj, 25 — seřizovací šrouby, 26 — svorka, 27 — přídržné jádro cívky

Kotevní páka 15 (obr. 2, a) se otáčí kolem osy 16 procházející horní ocelovou tyčí 5. Ve spodní části páky 15, sestávající ze dvou siliminových bočnic, je utažena ocelová kotva 6 a v horní součástí je distanční vložka objímka s osou 20, kolem které se otáčí kontaktní páka 19, vyrobená ze sady duralových desek.

V horní části kontaktní páky je upevněn pohyblivý kontakt 18 a dole je upevněna měděná patka s pružným připojením 13, pomocí které je pohyblivý kontakt připojen k hlavní proudové cívce 7 a přes ni ke svorce. 10. Ke spodní části kontaktní páky jsou oboustranně připevněny dorazy 14 a na pravé straně je ocelová osa s kladkou 21, ke které jsou na jedné straně připevněny dvě uzavírací pružiny 23. Obr.

Ve vypnuté poloze se soustava pák (páka kotvy a kontaktní páka) otáčí dorazovými pružinami 23 kolem osy 16, dokud se kotva 6 nezastaví v levé tyči magnetického obvodu tvaru U.

Zapínací cívky 3 a 1 cívky jističe jsou napájeny vlastními DC požadavky.

Pro zapnutí spínače musíte nejprve uzavřít obvod přídržné cívky 1, poté obvod závěrné cívky 3. Směr proudu v obou cívkách by měl být takový, aby se jimi generované magnetické toky přidaly k pravému jádru magnetického obvodu 9, který slouží jako jádro závěrné cívky; potom bude kotva 6 přitahována k jádru uzavírací cívky, to znamená, že bude v poloze «Zapnuto». V tomto případě se osa 20 spolu s kontaktní pákou 19 otočí doleva, rozpojovací pružiny 23 se roztáhnou a mají tendenci otáčet kontaktní páku 19 kolem osy 20.

Když je spínač vypnutý, kotva 4 spočívá na koncové straně uzavírací cívky a když je spínač zapnutý, zůstává přitahován ke konci jádra společným magnetickým tokem uzavírací a přídržné cívky. Magnetická kotva 4 je pomocí tyče 24 spojena s aretační pákou 22, která neumožňuje otáčení kontaktní páky k omezovači pohyblivého kontaktu v pevném. Proto mezi hlavními kontakty zůstává mezera, kterou lze upravit změnou délky tyče 24 a měla by být rovna 1,5-4 mm.

Pokud je napětí ze závěrné cívky odstraněno, elektromagnetické síly držící kotvu 4 v přitažené poloze se zmenší a pružiny 23 pomocí zajišťovací páky 22 a tyče 24 odtrhnou kotvu od konce jádra. uzavírací cívky a otáčejte kontaktní páčkou, dokud se hlavní kontakty nezavřou. Proto se hlavní kontakty sepnou až po rozepnutí zapínací cívky.

Tímto způsobem je realizován princip volného vypínání u jističů VAB-2. Mezera mezi magnetickou kotvou 4 (jinak nazývanou kotva volného vypínání) a koncovou stranou uzavíracího jádra cívky v zapnuté poloze spínače by měla být v rozmezí 1,5-4 mm.

Řídicí obvod zajišťuje dodávku krátkodobého impulsu proudu do uzavírací cívky, jehož doba trvání je dostatečná pouze k tomu, aby se stihl přesunout kotva do polohy «Zapnuto». Obvod uzavírací cívky se pak automaticky otevře.

Dostupnost bezplatného cestování lze ověřit následovně. Mezi hlavní kontakty je umístěn list papíru a kontakt stykače je uzavřen. Jistič je zapnutý, ale když je kontakt stykače sepnutý, hlavní kontakty by neměly být uzavřeny a papír lze volně vyjmout z mezery mezi kontakty. Jakmile se stykač stykače otevře, magnetická kotva se odtrhne od konce jádra uzavírací cívky a hlavní kontakty se sepnou. V tomto případě bude kus papíru stlačen mezi kontakty a nebude možné jej vyjmout.

Při zapnutí spínače se ozve charakteristický dvojitý třesk: první je ze srážky kotvy a jádra závěrné cívky, druhý je ze srážky sepnutých hlavních kontaktů.

Polarizace spínače spočívá ve volbě směru proudu v přídržné cívce v závislosti na směru proudu v hlavní proudové cívce.

Aby spínač při změně směru proudu v něm vypínal obvod, volí se směr proudu v přídržné cívce tak, aby se magnetické toky vytvářené přídržnou cívkou a hlavní proudovou cívkou shodovaly ve směru v. jádro uzavírací cívky. Proto, když proud teče v propustném směru, proud hlavního obvodu pomůže udržet jistič v zapnuté poloze.

V nouzovém režimu se při obrácení směru hlavního proudu změní směr magnetického toku vytvářeného cívkou hlavního proudu v jádře závěrné cívky, tzn. magnetický tok cívky primárního proudu bude namířen proti magnetickému toku přídržné cívky a při určité hodnotě primárního proudu dojde k demagnetizaci jádra zapínací cívky a vypínací pružiny rozepnou jistič. Rychlost odezvy je ve větší míře dána tím, že zatímco v jádru spínací cívky magnetický tok klesá, v jádru cívky hlavního proudu se magnetický tok zvyšuje.

Aby spínač při zvýšení proudu nad nastavený propustný proud obvod vypnul, volí se směr proudu v přídržné cívce tak, aby magnetický tok přídržné cívky v jádru závěrné cívky směřoval proti magnetický tok hlavní proudové cívky, když jí protéká propustný proud.V tomto případě, jak se základní proud zvyšuje, demagnetizace jádra závěrné cívky se zvyšuje a při určité hodnotě proudu báze, rovné nebo vyšší než je nastavovací proud, dojde k rozepnutí jističe.

Ladicí proud se v obou případech upravuje změnou hodnoty proudu přídržné cívky a změnou mezery δ1.

Velikost proudu přídržné cívky se nastavuje změnou velikosti přídavného odporu zapojeného do série s cívkou.

Změnou mezery δ1 se změní odpor magnetického toku cívky primárního proudu. Se zmenšováním mezery δ1 klesá magnetický odpor a proto se zmenšuje velikost vypínacího proudu. Mezera δ1 se mění pomocí seřizovacího šroubu 11.

Vzdálenost 52 mezi dorazy 14 a čely páky kotvy 15 v zapnuté poloze spínače charakterizuje kvalitu sepnutí hlavních kontaktů a měla by být v rozmezí 2-5 mm. Závod vyrábí klíče s mezerou δ2 rovnou 4-5 mm. Velikost mezery 52 určuje úhel natočení kontaktní páky 19 kolem osy 20.

Absence mezery 52 (zarážky 14 jsou v kontaktu s bočnicemi páky 15 kotvy) ukazuje na špatný kontakt nebo nedostatek kontaktu mezi hlavními kontakty. Vzdálenost δ2 menší než 2 nebo větší než 5 mm znamená, že hlavní kontakty jsou v kontaktu pouze na spodní nebo horní hraně. Rozdíl δ2 může být malý kvůli vysokému opotřebení kontaktů, které jsou následně vyměněny.

Pokud jsou rozměry kontaktů dostatečné, pak se mezera δ2 upraví posunutím celého spínacího mechanismu po rámu jističe.Pro pohyb mechanismu se uvolní dva šrouby, které připevňují mechanismus k rámu.

Vzdálenost mezi hlavními kontakty v otevřené poloze by měla být rovna 18-22 mm. Lisování hlavních kontaktů pro spínače se jmenovitým proudem do 2000 A včetně by mělo být v rozmezí 20-26 kg a pro spínače se jmenovitým proudem 3000 A - v rozmezí 26-30 kg.

Na Obr. 2, b znázorňuje pohyblivý systém spínače s vyznačením meze opotřebení kontaktů. Pohyblivý kontakt se považuje za opotřebovaný, když je rozměr B menší než 16 mm, a pevný kontakt, když je rozměr A menší než 6 mm.

Na Obr. 3 je zobrazeno podrobné schéma ovládání jističe VAB-2 Schéma zajišťuje přívod krátkodobého impulsu do zapínací cívky a neumožňuje opakované zapnutí při delším stisku tlačítka napájení, tzn. zabraňuje "zvonění". Přídržná cívka je nepřetržitě nabíjena proudem.

Pro zapnutí spínače stiskněte tlačítko «On», čímž se uzavře obvod cívek stykače K a blokování RB. V tomto případě je aktivován pouze stykač, který uzavírá obvod zapínací cívky VK.

Jakmile kotva přejde do polohy «Zapnuto», sepnou se zapínací pomocné kontakty BA jističe a rozepnou se vypínací kontakty. Jeden z pomocných kontaktů obchází cívku stykače K, čímž se přeruší obvod zapínací cívky. V tomto případě bude celé síťové napětí přivedeno na cívku blokovacího relé RB, které po aktivaci opět manipuluje svými kontakty s cívkou stykače.

Chcete-li spínač znovu zavřít, otevřete a znovu zavřete tlačítko napájení.

Vybíjecí odpor CP zapojený paralelně se stejnosměrnou přídržnou cívkou slouží ke snížení přepětí naprázdno cívky. Nastavitelný odpor LED poskytuje možnost měnit proud přídržné cívky.

Jmenovitý proud přídržné cívky při 110 V je 0,5 A a jmenovitý proud závěrné cívky při stejném napětí a paralelním zapojení obou sekcí je 80 A.

Rýže. 3. Schéma zapojení pro ovládání jističe VAB-2: Vypnuto. — vypínací tlačítko, DC — přídržná cívka, LED — přídavný odpor, CP — vybíjecí odpor, BA — spínací pomocné kontakty, LK, LZ — červené a zelené signálky, vč. — tlačítko napájení, K — stykač a jeho kontakt, RB — blokovací relé a jeho kontakt, VK — zapínací cívka, AP — automatický spínač

Kolísání napětí pracovních obvodů je přípustné od - 20 % do + 10 % jmenovitého napětí.

Celková doba odpojení obvodu od jističe VAB-2 je 0,02-0,04 sec.

K uhašení oblouku, kdy jistič pod zatížením přeruší obvod, dochází ve zhášecí komoře pomocí magnetického vzplanutí.

Magnetická cívka hustilky je obvykle zapojena do série s hlavním pevným kontaktem spínače a je otočkou hlavní přípojnice, uvnitř které je jádro z ocelového pásu. Pro soustředění magnetického pole v zóně oblouku v kontaktech má jádro magnetické výbušné cívky ve spínačích pólové části.

Zhášecí komora oblouku (obr. 4) je plochá skříň z azbestocementu, uvnitř které jsou vytvořeny dvě podélné přepážky 4. V komoře je instalována houkačka 1, uvnitř které prochází osa otáčení komory.Tato houkačka je elektricky spojena s pohyblivým kontaktem. Další houkačka 7 je upevněna na pevném kontaktu. Pro zajištění rychlého přechodu oblouku z pohyblivého kontaktu na houkačka 1 by vzdálenost houkačky od kontaktu neměla být větší než 2-3 mm.

Elektrický oblouk, který vzniká při vypínání mezi kontakty 2 a 6 působením silného magnetického pole magnetické cívky nafukovače 5, se rychle přefoukne přes houkačky 1 a 7, prodlouží se, ochladí se protiproudem vzduchu a stěnami komory. komory v úzkých štěrbinách mezi přepážkami a rychle uhasnou. Do stěn komory v prostoru zhášení oblouku se doporučuje umístit keramické obklady.

Obloukové zhášecí komory pro jističe pro napětí 1500 V a více (obr. 5) se liší od komor pro napětí 600 V velkými rozměry a přítomností otvorů ve vnějších stěnách pro výstup plynů a přídavného zařízení pro magnetickou detonaci .

Rýže. 4. Komora zhášení oblouku jističe VAB -2 pro napětí 600 V: 1 a 7 — houkačky, 2 — pohyblivý kontakt, 3 — vnější stěny, 4 — podélné přepážky, 5 — magnetická výbušná cívka, 6 — pevný kontakt

Rýže. 5. Komora pro zhášení oblouku jističe VAB -2 pro napětí 1500 V: a — komora kamery, b — obvod zhášení oblouku s přídavným magnetickým zábleskem; 1 — pohyblivý kontakt, 2 — pevný kontakt, 3 — magnetická zápalnice, 4 A 8 — houkačky, 5 a 6 — pomocné houkačky, 7 — pomocná magnetická zápalnice, I, II, III, IV — poloha oblouku při hašení

Zařízení pro přídavné magnetické foukání se skládá ze dvou pomocných trubek 5 a 6, mezi nimiž je zapojena cívka 7. Při vysunutí oblouku se začne uzavírat přes pomocné trychtýře a cívku, která v důsledku procházejícího proudu , vytváří další magnetický šok. Všechny kamery mají na vnější straně kovové dlaždice.

Pro rychlé a stabilní zhášení oblouku by měla být mezera mezi kontakty alespoň 4-5 mm.

Tělo spínače je vyrobeno z nemagnetického materiálu - silyminu - a je spojeno s pohyblivým kontaktem, takže při provozu je pod plným pracovním napětím.

BAT-42 Automatický vysokorychlostní DC spínač

Provoz stejnosměrných jističů

Během provozu je nutné sledovat stav hlavních kontaktů. Pokles napětí mezi nimi při jmenovité zátěži by měl být do 30 mV.

Oxid se z kontaktů odstraňuje drátěným kartáčem (kartáčováním). Když dojde k prověšení, jsou odstraněny pilníkem, ale kontakty by se neměly podávat, aby se obnovil jejich původní plochý tvar, protože to vede k jejich rychlému opotřebení.

Stěny zhášecí komory je nutné pravidelně čistit od usazenin mědi a uhlí.

Při revizi stejnosměrného spínače se kontroluje izolace přidržovací a uzavírací cívky vůči tělu a také izolační odpor stěn zhášecí komory. Izolace zhášecí komory se kontroluje přivedením napětí mezi hlavní pohyblivý a pevný kontakt při zavřené komoře.

Před uvedením spínače do provozu po opravě nebo dlouhodobém skladování je nutné komoru vysušit 10-12 hodin při teplotě 100-110°C.

Po vysušení se komora namontuje na spínač a měří se izolační odpor mezi dvěma body komory naproti pohyblivým a pevným kontaktům, když jsou rozepnuté. Tento odpor musí být alespoň 20 ohmů.

Nastavení jističe se kalibruje v laboratoři proudem získaným z nízkonapěťového generátoru o jmenovitém napětí 6-12 V.

V rozvodně jsou jističe kalibrovány zatěžovacím proudem nebo pomocí zátěžového reostatu na jmenovité napětí 600 V. Lze doporučit metodu kalibrace DC spínačů pomocí kalibrační cívky 300 závitů PEL drátu o průměru 0,6 mm, namontovaný na jádru hlavní proudové cívky. Průchodem stejnosměrného proudu cívkou se nastaví hodnota nastavení proudu podle počtu ampérzávitů v okamžiku vypnutí spínače. Spínače první verze, které byly vyrobeny dříve, se liší od spínačů druhé verze přítomností olejového ventilu.