直流サーキットブレーカー
DC サーキットブレーカーは、負荷がかかっている回路を切断するために使用されます。変電所では、スイッチは、過負荷および短絡電流が発生したときに 600 V の電力線を切断したり、逆点火やバルブ故障 (つまり、並列ブロック動作中の内部短絡) が発生したときに整流器の逆電流を切断するために使用されます。
自動スイッチによるアークの消弧は、アーク ホーンの空中で行われます。アークの延長は、磁気ブラストを使用するか、狭いスロット チャンバー内で行うことができます。
回路の切断と電気アークの形成のすべての場合において、アークによって加熱された空気の動きとともに、アークの自然な上方への動きが起こります。
の上 変電所 主に高速サーキットブレーカーに適用されます。
米。 1. 短絡電流をオフにしたときの電流と電圧のオシログラム: a-高速スイッチ、b-高速スイッチ
サーキットブレーカーによる短絡電流または過負荷電流の遮断の合計時間 T は、次の 3 つの主要な部分で構成されます (図 1)。
T = t0 + t1 + t2
ここで、t0は、スイッチオフされる回路内の電流が設定電流値、つまり回路ブレーカーの遮断装置が作動する値まで上昇する時間です。 t1 は、自身のサーキットブレーカーの開放時間です。設定電流に達した瞬間からブレーカー接点が分岐し始めるまでの時間。 t2 — アーク燃焼時間。
回路内の電流の立ち上がり時間 t0 は、回路のパラメータとスイッチの設定によって異なります。
内部トリップ時間 t1 はスイッチのタイプによって異なります。非高速スイッチの場合、内部トリップ時間は 0.1 ～ 0.2 秒の範囲にあり、高速スイッチの場合 - 0.0015 ～ 0.005 秒です。
アーク時間 t2 は、遮断される電流の値と回路ブレーカーの特性によって異なります。
高速ブレーカーの合計トリップ時間は 0.15 ～ 0.3 秒以内、高速ブレーカーの場合は 0.01 ～ 0.03 秒です。
固有のトリップ時間が短いため、高速回路ブレーカーは保護回路内の短絡電流の最大値を制限します。
変電所では、VAB-2、AB-2/4、VAT-43、VAB-20、VAB-20M、VAB-28、VAB-36などの高速直流自動遮断器が使用されます。
スイッチ VAB-2 は分極されています。つまり、スイッチの設定に応じて順方向または逆方向の一方向の電流にのみ応答します。
図では。図２は、直流遮断器の電磁機構を示す。
米。 2.サーキットブレーカーVAB -2の電磁機構: a - サーキットブレーカーの切断、b - サーキットブレーカーVAB -2の接点の限界摩耗の限界、(A - 固定接点の最小厚さは6 mm、B — 可動接点の最小厚さは 16 mm です）。 1 — 保持コイル、2 — 磁気回路、3 — スイッチング コイル、4 — 磁気アーマチュア、5 — 上部スチール レール、6 — アンカー、7 — メイン コイル、8 — 校正コイル、9 — U 字型磁気回路、10 —電流電流出力、11 - 調整ネジ、12 - 操作プレート、13 - フレキシブル接続、14 - ストップ、15 - アンカーレバー、16 - アンカーレバーの軸、17 - 固定接点、18 - 可動接点、19 - 接点レバー、 20 — アキシャルコンタクトレバー、21 — ローラー付きアクスル、22 — ロッキングレバー、23 — 閉鎖スプリング、24 — ドローバー、25 — 調整ネジ、26 — クランプ、27 — 保持コイルコア
アンカーレバー１５（図２、ａ）は、上部鋼棒５を通過する軸１６の周りに回転する。２つのシリミン頬からなるレバー１５の下部では、鋼製アンカー６が締め付けられ、上部では鋼製アンカー６が締め付けられる。一部にはスペーサと、接触レバー１９が回転する軸２０を備えたスリーブがあり、一組のジュラルミン板で作られている。
可動接点18が接点レバーの上部に固定され、フレキシブル接続を備えた銅シュー13が下に固定されており、これを利用して可動接点が主電流コイル7に接続され、それを介して端子に接続されます。接触レバーの下部には両側に止め具１４が取り付けられ、右側にはローラ２１を備えた鋼製の車軸があり、その片側に２つの閉鎖ばね２３が取り付けられている。
オフ位置では、レバーシステム（アーマチュアレバーおよびコンタクトレバー）は、アーマチュア６がＵ字型磁気回路の左側のロッドで停止するまで、ストップスプリング２３によって軸１６を中心に回転される。
サーキット ブレーカーの投入側 3 コイルと保持側 1 コイルは、それぞれの DC 要件によって電力を供給されます。
スイッチをオンにするには、最初に保持コイル 1 の回路を閉じ、次に閉じコイル 3 の回路を閉じる必要があります。両方のコイルの電流の方向は、それらによって生成される磁束が右側のコアに加わるようにする必要があります。閉路コイルのコアとして機能する磁気回路９の。その場合、アーマチュア 6 は閉路コイルのコアに引き付けられ、つまり「オン」位置になります。この場合、軸２０は接触レバー１９とともに左に回転し、分離バネ２３が伸びて接触レバー１９を軸２０の周りに回転させようとする。
スイッチがオフのとき、アーマチュア４は投入コイルの端側に静止し、スイッチがオンのときは投入コイルと保持コイルの共通の磁束によってコア端に引きつけられたままである。磁気アーマチュア４は、ロッド２４を介してロッキングレバー２２に接続されており、これにより、コンタクトレバーが固定コンタクトの可動コンタクトのリミッタまで回転することができない。したがって、主接点間に隙間が残るが、この隙間はロッド２４の長さを変えることによって調整でき、１．５〜４ｍｍにすべきである。
投入コイルから電圧が除去されると、アーマチュア４を吸引位置に保持する電磁力が減少し、ロックレバー２２とロッド２４の助けによりスプリング２３がアーマチュアをコアの端から引き裂く。投入コイルを調整し、主接点が閉じるまで接点レバーを回転させます。したがって、主接点は投入コイルが開いた後にのみ閉じます。
このようにして、VAB-2 サーキット ブレーカーではフリー トリップの原理が実現されます。スイッチのオン位置における磁気アーマチュア 4 (フリー トリップ アーマチュアとも呼ばれます) とコイルの閉鎖コアの端側との間のギャップは 1.5 ～ 4 mm 以内である必要があります。
制御回路は、閉コイルへの電流の短期パルスの供給を保証します。その持続時間は、アーマチュアを「オン」位置に移動するのに十分な時間だけで十分です。その後、閉コイル回路が自動的に開きます。
無料出張の有無は以下で確認できます。メイン接点の間に紙が置かれ、コンタクタ接点が閉じます。サーキットブレーカーはオンになりますが、コンタクタの接点が閉じている間は、主接点は閉じてはならず、接点間の隙間から紙を自由に取り出すことができます。コンタクタのコンタクタが開くとすぐに、磁気アーマチュアが閉コイルのコア端から離れ、主接点が閉じます。この場合、紙片が接点間に挟まれて取り外すことができなくなります。
スイッチをオンにすると、特徴的な二重衝撃音が聞こえます。1 回目はアーマチュアと投入コイルのコアの衝突によるもので、2 回目は閉じた主接点の衝突によるものです。
スイッチの極性は、主電流コイルの電流の方向に応じて、保持コイルの電流の方向を選択することで構成されます。
回路内の電流の方向が変化したときにスイッチが回路をオフにするために、保持コイルと主電流コイルによって生成される磁束の方向が一致するように、保持コイルの電流の方向が選択されます。閉コイルのコア。したがって、電流が順方向に流れる場合、主回路電流は回路ブレーカーを閉位置に維持するのに役立ちます。
緊急モードでは、主電流の方向が反転すると、投入コイルのコア内の主電流コイルによって生成される磁束の方向が変わります。一次電流コイルの磁束は保持コイルの磁束に逆向きになり、一次電流の特定の値で投入コイルのコアが消磁され、開放スプリングがブレーカーを開きます。応答速度は、スイッチング コイルのコアでは磁束が減少する一方、主電流コイルのコアでは磁束が増加するという事実によって大きく決まります。
電流が設定された順電流を超えて増加したときにスイッチが回路をオフにするために、保持コイルの電流の方向は、閉路コイルのコア内の保持コイルの磁束が逆方向を向くように選択されます。順方向電流が流れるときの主電流コイルの磁束。この場合、ベース電流が増加すると投入コイルコアの減磁が増加し、ベース電流が設定電流以上になるとブレーカが開きます。
いずれの場合も、同調電流はホールディングコイルの電流値の変更とギャップδ1の変更により調整される。
保持コイル電流の大きさは、コイルと直列に接続された追加の抵抗の大きさを変えることによって調整されます。
ギャップδ1を変化させると、一次側電流コイルの磁束抵抗が変化します。ギャップδ1が小さくなると磁気抵抗が小さくなり、遮断電流の大きさが小さくなります。隙間δ1は調整ねじ11により変更されます。
スイッチのオン位置におけるストップ１４とアーマチュアレバー１５の頬との間の距離δ２は、主接点を閉じる品質を特徴づけ、２〜５ｍｍ以内でなければならない。この工場では、ギャップ δ2 が 4 ～ 5 mm のキーを製造します。隙間δ２の大きさは、軸２０を中心とするコンタクトレバー１９の回転角度を決定する。
隙間δ２がない（ストップ１４がアーマチュアレバー１５の頬と接触している）ことは、主接点間の接触不良または接触の欠如を示している。距離 δ2 が 2 mm 未満または 5 mm を超える場合は、主接点が下端または上端でのみ接触していることを示します。接点の摩耗が激しいため、差δ2 が小さくなる可能性があり、接点は交換されます。
接点の寸法が十分であれば、スイッチ機構全体を遮断器のフレームに沿って移動させることにより、ギャップδ２を調整する。機構を動かすには、機構をフレームに固定している 2 本のボルトを外します。
開位置におけるメイン接点間の距離は 18 ～ 22 mm である必要があります。定格電流が 2000 A までのスイッチの場合、メイン接点を押す力は 20 ～ 26 kg の範囲内、定格電流が 3000 A のスイッチの場合は 26 ～ 30 kg 以内である必要があります。
図では。図２のｂは、接点の磨耗限界を指定したスイッチの可動システムを示す。 B寸法が16mm未満になると可動接点、A寸法が6mm未満になると固定接点が摩耗したとみなされます。
図では。図 3 は、VAB-2 サーキットブレーカーの詳細な制御方式を示しており、この方式では投入コイルへの短期間のパルスの供給が保証され、電源ボタンが長時間押された場合、つまりスイッチが繰り返しオンになることはありません。 「鳴り」を防ぎます。保持コイルには継続的に電流が充電されます。
スイッチをオンにするには、«オン» ボタンを押して、コンタクタ K とブロッキング RB のコイルの回路を閉じます。この場合、投入コイル VK の回路を閉じる接触器のみが作動します。
アーマチュアが「オン」位置になるとすぐに、BA ブレーカーの閉路補助接点が閉じ、開路接点が開きます。補助接点の 1 つがコンタクタ K のコイルをバイパスし、閉路コイルの回路を遮断します。この場合、線間電圧全体が RB ブロッキング リレーのコイルに印加され、作動後、再びその接点でコンタクタ コイルを操作します。
スイッチを再度閉じるには、電源ボタンを開いて、もう一度閉じます。
DC 保持コイルと並列に接続された放電抵抗 CP は、コイルの開路過電圧を低減する役割を果たします。調整可能な LED 抵抗により、保持コイル電流を変更できます。
110 V での保持コイルの定格電流は 0.5 A、同じ電圧および 2 つのセクションの並列接続での閉コイルの定格電流は 80 A です。
米。 3. サーキットブレーカー制御 VAB-2 の配線図: オフ。 — オフボタン、DC — 保持コイル、LED — 追加抵抗、CP — 放電抵抗、BA — スイッチ補助接点、LK、LZ — 赤および緑の信号ランプ、 — 電源ボタン、K — コンタクタとその接点、RB — ブロッキングリレーとその接点、VK — 閉路コイル、AP — 自動スイッチ
動作回路の電圧の変動は、公称電圧の - 20% ～ + 10% まで許容されます。
VAB-2 サーキット ブレーカーから回路を切断するまでの合計時間は 0.02 ～ 0.04 秒です。
サーキットブレーカーが負荷の下で回路を遮断すると、磁気バーストによってアークシュート内でアークの消弧が起こります。
磁気インフレータコイルは通常、スイッチの主固定接点と直列に接続され、主バスバーのターンであり、その中に鋼帯で作られたコアがあります。接点内のアーキングゾーンに磁場を集中させるために、スイッチ内の磁気爆発コイルのコアにはポール部分が付いています。
消弧室（図４）はアスベストセメント製の平箱であり、その内部には２つの縦隔壁４が設けられており、ホーン１が設置されており、その内部を回転軸が通っている。このホーンは可動接点に電気的に接続されている。別のホーン７は固定接点に固定されている。可動接点からホーン 1 へのアークの迅速な移行を確実にするには、接点からホーンまでの距離は 2 ～ 3 mm 以内である必要があります。
磁気インフレーターコイル 5 の強力な磁界の作用下で接点 2 と 6 の間をオフにするときに発生する電気アークは、ホーン 1 と 7 に急速に吹き飛ばされ、長くなり、空気の逆流とホーンの壁によって冷却されます。チャンバーが隔壁間の狭いスロットにあるため、すぐに消火されます。アーク消弧エリアのチャンバー壁にセラミックタイルを配置することをお勧めします。
1500 V以上の電圧用の回路ブレーカー用のアーク消弧チャンバー（図5）は、大きな寸法と、ガスの出口のための外壁の穴の存在および磁気爆発用の追加装置の存在が、600 Vの電圧用のチャンバーとは異なります。 。
米。 4. 電圧600 VのサーキットブレーカーVAB -2の消弧室：1および7 - ホーン、2 - 可動接点、3 - 外壁、4 - 縦方向の隔壁、5 - 磁気爆発コイル、6 - 固定接点
米。 5. 電圧 1500 V のサーキットブレーカー VAB -2 のアーク消弧用チャンバー: a — カメラチャンバー、b — 追加の磁気バーストを備えたアーク消弧回路。 1 - 可動接点、2 - 固定接点、3 - 磁気起爆コイル、4 および 8 - ホーン、5 および 6 - 補助ホーン、7 - 補助磁気起爆コイル、I、II、III、IV - 消火中のアーク位置
磁気ブローを追加するための装置は、2 つの補助ホーン 5 と 6 で構成され、その間にコイル 7 が接続されています。アークが伸びると、電流が流れるため、アークは補助ホーンとコイルを通って閉じ始めます。 、追加の磁気衝撃が発生します。すべてのカメラの外側には金属タイルが付いています。
迅速かつ安定したアーク消弧を実現するには、接点間のギャップは少なくとも 4 ～ 5 mm である必要があります。
スイッチの本体は非磁性材料であるシリミンでできており、可動接点に接続されているため、動作中は完全な動作電圧下にあります。
BAT-42 自動高速DCスイッチ
直流遮断器の動作
動作中は、主要な接点の状態を監視する必要があります。公称負荷時のそれらの間の電圧降下は 30 mV 以内である必要があります。
ワイヤーブラシ（ブラッシング）で接点の酸化物を除去します。たるみが発生した場合はやすりで取り除きますが、コンタクトを元の平らな形状に戻すために送り込みを行わないでください。これによりコンタクトの摩耗が早くなります。
消弧室の壁から銅や石炭の堆積物を定期的に掃除する必要があります。
DC スイッチを改訂するときは、本体に対する保持コイルと閉コイルの絶縁、およびアーク室の壁の絶縁抵抗がチェックされます。アークチャンバーの絶縁は、チャンバーを閉じた状態で主可動接点と固定接点の間に電圧を印加することによってチェックされます。
修理または長期保管後にスイッチを動作させる前に、チャンバーを 100 ～ 110 °C の温度で 10 ～ 12 時間乾燥させる必要があります。
乾燥後、チャンバーをスイッチに取り付け、可動接点と固定接点が開いているときに、チャンバーの可動接点と固定接点の反対側の 2 点間の絶縁抵抗を測定します。この抵抗は少なくとも 20 オームでなければなりません。
回路ブレーカーの設定は、公称電圧 6 ～ 12 V の低電圧発電機から得られる電流を使用して実験室で校正されます。
変電所では、回路ブレーカーは、公称電圧 600 V で負荷電流または負荷レオスタットを使用して校正されます。DC スイッチを校正する方法は、直径 0.6 mm の PEL ワイヤを 300 回巻いた校正コイルを使用することをお勧めします。主電流コイルのコアに取り付けられています。コイルに直流電流を流すことにより、スイッチOFF時のアンペアターン数に応じて電流設定値が設定されます。以前に製造された最初のバージョンのスイッチは、オイル バルブの有無が 2 番目のバージョンのスイッチとは異なります。