V dnešní době lidé aktivně používají různá elektrická zařízení. Některé z nich pracují při dostatečně vysokém napětí, a proto mohou být nebezpečné. Vysokorychlostní spínače jsou určeny pouze k zapínání a vypínání elektrických obvodů a také k automatickému odpojování tohoto obvodu, když dojde ke zkratu.
Obecný popis
Nyní můžeme s jistotou říci, že spínače tohoto druhu jsou jak spínací, tak ochranná zařízení.
Například ve stejnosměrných trakčních sítích, kde napětí dosahuje 3 kV, dojde při zkratu k prudkému nárůstu proudu na 30-40 kA. Takové kolosální indikátory síly proudu přirozeně představují obrovskou hrozbu pro jakékoli zařízení připojené k této síti. Nejčastěji se jedná o tepelné a dynamické efekty vedoucí k selhání zařízení.
Rozdíl mezi stejnosměrným obvodem a potřebou BV
Je důležité poznamenat, že mezi obvody AC a DC je významný rozdíl, který vyžaduje použití vysokorychlostních spínačů. V první variantě proud periodicky klesá k nule a oblouk zhasíná, zatímco ve druhé se proud neustále zvyšuje až do dosažení určité hodnoty. Navíc, jak ukazuje praxe, trvá jen několik setin sekundy, než proud dosáhne své maximální hodnoty. Tím je jeho vypnutí mnohem obtížnější. Kromě toho je stejnosměrný obvod obvykle vypnut mnohem dříve, než proud dosáhne maximálních hodnot.
Vysokorychlostní jističe mají obvykle vypínací limity 15 až 27 kA. V závislosti na určitých parametrech samotného obvodu bude takové zařízení stačit k zajištění včasného vypnutí.
Odrůdy
Vysokorychlostní přepínače mají speciální mechanismus, který vypíná síť. Podle principu fungování tohoto prvku je lze rozdělit do dvou kategorií. První kategorií jsou přístroje s možností odpojení pružinou, kde je přerušení obvodu dosaženo silou silných rozpojovacích pružin. Druhou kategorií jsou magnetické pružinové přístroje. Používají také sílu pružiny, ale také přidávají elektromagnetické působení k odpojení obvodu.
Kromě toho je zde ještě jeden bod, podle kterého jsou vysokorychlostní jističe rozděleny do kategorií - schopnost reagovat naaktuální směr.
V tomto případě se rozlišují polarizovaná a nepolarizovaná zařízení. První typ je schopen přerušit obvod za předpokladu, že proud teče určitým směrem. Druhý typ otevře obvod při dosažení určité hodnoty proudu, bez ohledu na směr, kterým proudí přímo zařízením.
Za zmínku stojí, že se dříve vyráběly domácí vysokorychlostní automatické výhybky, které byly velmi oblíbené v trakčních rozvodnách. Zde je vhodné dodat, že výroba některých modelů tohoto zařízení již skončila, ale stále jsou v provozu.
Běžné vzory
Předtím se poměrně aktivně vyráběly a používaly takové typy BV jako AB-2/4, VAB-28 a VAB-43. K dnešnímu dni jsou nahrazovány takovými zařízeními, jako jsou vysokorychlostní spínače VAB-49 a VAB-50, stejně jako jejich různé modifikace.
Je zde však jeden důležitý detail, který je třeba si uvědomit. Vysokorychlostní DC spínač AB-2/4 se již několik desetiletí nevyrábí, ale stále se aktivně používá v různých elektrických sekcích se stejnosměrným proudem. Je dimenzován na provozní jmenovitý proud 2 kA a napětí 4 kV.
zařízení AB-2/4
Pro montáž tohoto zařízení má čtyři izolátory, které jsou umístěny na rámu speciálního rolovacího vozíku. Design mámagnetický obvod, který je hlavním elektromagnetickým spínačem. Zařízení vysokorychlostního spínače předpokládá přítomnost speciální zhášecí komory. V tomto případě je reprezentován typem labyrint-target a je schopen natáhnout oblouk až na 4,5 metru. Jeho fungování vyžaduje magnetický úder, který se v tomto případě vyvíjí díky silným pólům umístěným vně na obou stranách komory.
Samotné vodiče nejsou bez ochrany, ale jsou zabudovány do speciálního magnetického obvodu. Na obou stranách takového drátu je komora magnetické cívky. Nahoře se stěny této komnaty poněkud rozbíhají a je zde také několik klínovitých přepážek vzájemně proložených, tvořících potřebný labyrint. Je tak možné vytvořit mezeru klikatého typu, pomocí které je možné oblouk natáhnout.
Na samém vrcholu komnaty se bludiště rozpadá. Zde jsou speciální pojistky plamene, které jsou prezentovány ve formě několika balení tenkých ocelových plátů. Jsou navrženy tak, aby ochlazovaly a také deionizovaly plyny a plameny, které doprovázejí jiskření.
Elektrické připojení
Funkcí rychločinného spínače je otevření obvodu během zkratu a zapnutí/vypnutí. K tomu má konstrukce dva speciální kontaktní výstupy. Jsou určeny pro připojení BV k elektrické síti. Připojení je provedeno pomocí elektrických přípojnic. Design má také bočníkindukčního typu, který je prezentován jako balíček s několika navzájem izolovanými ocelovými deskami a navlečenými na měděné sběrnici.
BV má blok kontaktů. Jsou připojeny k hlavním kontaktům umístěným ve spodní části zhášecí komory. Toto spojení je provedeno systémem táhel a pák.
Spínací zařízení elektromagnetického typu
Elektromagnetický spínací mechanismus je umístěn na speciálním litinovém rámu. Mechanismus má magnetický obvod, který je reprezentován dvěma litými tyčemi s obdélníkovým průřezem. Ty jsou zase spojeny dohromady kulatou tyčí a na ni je nasazena další část - přídržná cívka. Na jedné z tyčí je také magnetický obvod ve tvaru U. Je reprezentován několika ocelovými deskami, z nichž každá je izolována od druhé. Magnetický obvod má dvě tyče. Pravá tyč je určena pro upevnění uzavírací cívky. Levá nese demagnetizační cívku hlavního proudu, jinými slovy cívku jističe. Kromě toho je zde také přídavná cívka pro kalibraci. Je schopen simulovat hlavní cívku během nastavování přístroje.
Další paprsek je zase mezi dvěma "tváři". Zde je speciální osa pro připevnění kotvy, která je rovněž sestavena z izolovaných ocelových plátů.
Během otáčení kotvy je mezi kotvou a nosníkem mezera. Na této ose mezitváře také fixovaly páku působící na pohyblivé kontakty. K působení na páku slouží speciální otevírací pružina, která ji táhne doprava. Páka je zase připojena k demagnetizační cívce pomocí ohebného vodiče z měděné fólie. Paralelně ke stejné cívce je zapnutý indukční bočník.
Spínač má také pevný kontakt, který je zapojen do série s magnetickou cívkou. Pro připojení k externímu obvodu má BV dva výstupní kontakty.
Zapněte zařízení na příkladu VB-11
Za zmínku stojí, že zařízení se zapíná ve dvou krocích. Po zapnutí zařízení, stisknutí tlačítka VU, je napětí přivedeno přes 20A vodič do přídržné cívky. Při toku proudu tímto prvkem bude vznikat tok, který se obvykle označuje písmenem F. Ten je však zeslaben. To je způsobeno tím, že se uzavírá vzduchovou mezerou, která existuje mezi póly elektromagnetu, protože kotva stále není přitlačena k pólům.
Ochrana vrácení
Jističe mají tlačítko "návrat ochrany", po jehož stisknutí se spustí přívod elektrické energie do ventilu. Současně začne do válců pneumatického pohonu proudit stlačený vzduch. Píst jednoho z válců se zvedne a otáčí tyčí ve směru hodinových ručiček. Tím se natáhne otevírací pružina. Vzhledem k tomu, že spolu s vytažením nahorutyče se také pohybují, magnetický obvod se bude otáčet kolem osy, ale již proti směru hodinových ručiček.
Spolu s pohybem prvního pístu se pod vlivem stlačeného vzduchu pohybuje i druhý píst dolů. Píst má tlačku, která při pohybu dolů působí na kontaktní páku a kotvu. Provede rotaci kotvy, dokud nebude přitlačena k pólům elektromagnetu. Mezi hlavními kontakty je přitom stále mezera. To je způsobeno tím, že další dráha kontaktní páky je omezena magnetickým obvodem otočeným k ní. Poté se přídržný proud, dříve označený jako F, zvýší, jak bude procházet kotvou, čímž ji pevně drží.
Poté se uvolní tlačítko "návrat ochrany" a téměř celý systém se vrátí do původní polohy, kromě kotvy, která zůstává pevně přitlačena k pólům. Magnetický obvod se uvolní a začne se otáčet ve směru hodinových ručiček, dokud nesepne hlavní kontakty.
BVP-5 vysokorychlostní jistič
Stejně jako ostatní typy tohoto zařízení je i toto navrženo tak, aby přerušilo obvod a chránilo jej před zkratem. Pokud jde o konstrukci, existuje několik hlavních částí: pouzdro, pohon pneumatického typu, KU, přidržovací zařízení elektromagnetického typu, systém zhášení oblouku, uzamykací mechanismy.
Než přistoupíte k opravě tohoto typu rychlojističe, je nutné zcela uvolnit napětí vypínacích pružin. Poté můžete jít doodstranit vzduchové pružiny. Poté budou všechny pohyblivé části zařízení uvolněny z napětí a lze je otočit v libovolném směru vhodném pro opravu.
Pokud jde o poruchy, nejčastěji se jedná o znečištění bodů kontaktu mezi kotvou a magnetickým obvodem, které lze snadno odstranit jednoduchým čištěním. Někdy se stane, že se páka dotkne stěn zhášecí komory oblouku.
Pokud jde o opravu samotné zhášecí komory, obvykle se kvůli tomu odstraní deiontové mřížky, vnější stěny a její vnitřní přepážky. Rošt je rozebrán a důkladně očištěn od karbonových usazenin a oxidů.
Elektrická lokomotiva Rychloupínač
BV jsou skvělé pro vypínání trakčních motorů v případě různých poruch. Často se používají na elektrických lokomotivách. Například na ChS2 je nainstalován takový typ BV jako 12NS. Má pneumatický pohon a konstrukce se skládá z takových hlavních částí, jako je nosný rám, vypínací relé s automatickým kontaktem, zařízení pro zhášení oblouku, pneumatický pohon a blokovací nebo pomocné kontakty.
Jmenovité provozní napětí tohoto typu rychločinného jističe je 3kV a jmenovitý proud je 2kA.
