Hoy en día, las personas usan activamente una variedad de dispositivos eléctricos. Algunos de ellos funcionan con voltajes suficientemente altos y, por lo tanto, pueden ser peligrosos. Los interruptores de alta velocidad están diseñados solo para encender y apagar circuitos eléctricos, así como para desconectar automáticamente este circuito cuando ocurre un cortocircuito.
Descripción general
Ahora podemos decir con seguridad que los interruptores de este tipo son tanto equipos de conmutación como de protección.
Por ejemplo, en las redes de tracción de CC, donde la tensión alcanza los 3 kV, cuando se produce un cortocircuito, la corriente aumenta bruscamente hasta los 30-40 kA. Naturalmente, estos colosales indicadores de intensidad de corriente representan una gran amenaza para cualquier equipo conectado a esta red. En la mayoría de los casos, se trata de efectos térmicos y dinámicos que provocan fallas en el equipo.
La diferencia entre el circuito de CC y la necesidad de BV
Es importante tener en cuenta que existe una diferencia significativa entre los circuitos de CA y CC, lo que requiere el uso de interruptores de alta velocidad. En la primera variante, la corriente disminuye periódicamente a cero y el arco se apaga, mientras que en la segunda, la corriente aumenta constantemente hasta alcanzar un cierto valor. Además, como muestra la práctica, la corriente tarda solo unas pocas centésimas de segundo en alcanzar su valor máximo. Esto hace que apagarlo sea mucho más difícil. Además, el circuito de CC suele desconectarse mucho antes de que la corriente alcance sus valores máximos.
Los interruptores automáticos de alta velocidad suelen tener límites de disparo de 15 a 27 kA. Dependiendo de ciertos parámetros del circuito en sí, dicho dispositivo será suficiente para garantizar un apagado oportuno.
Variedades
Los conmutadores de alta velocidad tienen un mecanismo especial que apaga la red. Según el principio de funcionamiento de este elemento, se pueden dividir en dos categorías. La primera categoría son los dispositivos con una opción de desconexión por resorte, donde se logra una interrupción del circuito debido a la fuerza de los poderosos resortes de desconexión. La segunda categoría son los dispositivos de resorte magnético. También usan la fuerza de un resorte, pero también agregan una acción electromagnética para desconectar el circuito.
Además de esto, hay otro punto en el que los interruptores automáticos de alta velocidad se dividen en categorías: la capacidad de responder adirección actual.
En este caso, se distinguen los dispositivos polarizados y no polarizados. El primer tipo es capaz de romper el circuito, siempre que la corriente fluya en una dirección determinada. El segundo tipo abrirá el circuito cuando se alcance cierto valor de corriente, independientemente de la dirección en la que fluya directamente a través del dispositivo.
Vale la pena señalar que antes se producían interruptores automáticos domésticos de alta velocidad, que eran muy populares en las subestaciones de tracción. Vale agregar aquí que la producción de algunos modelos de este equipo ya terminó, pero aún se encuentran en operación.
Patrones comunes
Anteriormente, tipos de BV como AB-2/4, VAB-28 y VAB-43 se producían y utilizaban de forma bastante activa. Hasta la fecha, están siendo reemplazados por dispositivos como los interruptores de alta velocidad VAB-49 y VAB-50, así como sus diversas modificaciones.
Sin embargo, hay un detalle importante a tener en cuenta aquí. El interruptor de CC de alta velocidad AB-2/4 no se fabrica desde hace un par de décadas, pero todavía está en uso activo en varias secciones eléctricas con corriente continua. Está dimensionado para una corriente nominal de funcionamiento de 2 kA y una tensión de 4 kV.
Dispositivo AB-2/4
Para montar este dispositivo, tiene cuatro aisladores, que están ubicados en el marco de un carro desplegable especial. El diseño tienecircuito magnético, que es el interruptor electromagnético principal. El dispositivo del interruptor de alta velocidad implica la presencia de una rampa de arco especial. En este caso, está representado por un tipo de objetivo de laberinto y puede estirar el arco hasta 4,5 metros. Su funcionamiento requiere un golpe magnético, que en este caso se desarrolla gracias a unos potentes polos situados en el exterior a ambos lados de la cámara.
Los cables no están desprovistos de protección, pero están integrados en un circuito magnético especial. En ambos lados de dicho cable hay una cámara de la bobina de explosión magnética. En la parte superior, las paredes de esta cámara divergen un poco, y aquí también hay varios tabiques en forma de cuña intercalados entre sí, formando el laberinto necesario. Por lo tanto, es posible crear un espacio de tipo zigzag, con la ayuda del cual es posible estirar el arco.
En la parte superior de la cámara, el laberinto se rompe. Aquí hay parallamas especiales, que se presentan en forma de varios paquetes de placas de acero delgadas. Están diseñados para enfriar y desionizar los gases y las llamas que acompañan al arco.
Conexión eléctrica
La función del interruptor de acción rápida es abrir el circuito durante un cortocircuito y encender/apagar. Para ello, el diseño cuenta con dos salidas de contacto especiales. Están diseñados para conectar el BV a la red eléctrica. La conexión se realiza a través de barras eléctricas. El diseño también tiene una derivación.tipo inductivo, que se presenta como un paquete con varias placas de acero aisladas entre sí y revestidas sobre un bus de cobre.
BV tiene un bloque de contactos. Están conectados a los contactos principales ubicados en la parte inferior de la cámara de arco. Esta conexión se realiza mediante un sistema de varillas y palancas.
Dispositivo interruptor de tipo electromagnético
El mecanismo de interruptor electromagnético está ubicado en un marco especial de hierro fundido. El mecanismo tiene un circuito magnético, que está representado por dos barras fundidas con una sección transversal rectangular. Ellos, a su vez, están unidos por una varilla redonda, y se le coloca otra parte: una bobina de sujeción. En una de las barras también hay un circuito magnético en forma de U. Está representado por varias placas de acero, cada una de las cuales está aislada de la otra. El circuito magnético tiene dos varillas. La varilla derecha está destinada a la fijación de la bobina de cierre. El izquierdo lleva la bobina desmagnetizadora de la corriente principal, es decir, la bobina del interruptor automático. Además, también hay una bobina adicional para la calibración. Es capaz de simular la bobina principal durante la configuración del instrumento.
Otro rayo, a su vez, está entre las dos "mejillas". Aquí hay un eje especial para sujetar el ancla, que también se ensambla a partir de placas de acero aisladas.
Durante la rotación del ancla, hay un espacio entre esta y la viga. En este eje entremejillas también fijo la palanca que actúa sobre los contactos móviles. Para actuar sobre la palanca, hay un resorte especial de apertura que tira de ella hacia la derecha. La palanca, a su vez, está conectada a la bobina de desmagnetización por medio de un conductor flexible de lámina de cobre. Paralelamente a la misma bobina, se enciende la derivación inductiva.
El interruptor también tiene un contacto fijo, que está conectado en serie a la bobina de soplado magnético. Para conectarse a un circuito externo, el BV tiene dos contactos de salida.
Encienda el dispositivo en el ejemplo de VB-11
Vale la pena señalar que el equipo se enciende en dos pasos. Después de encender el dispositivo, presionando el botón VU, se suministra voltaje a través del cable de 20 A a la bobina de retención. Durante el flujo de corriente a través de este elemento, se creará un flujo, que generalmente se indica con la letra F. Sin embargo, se debilita. Esto se debe a que se cierra por el entrehierro que existe entre los polos del electroimán, ya que la armadura aún no está presionada contra los polos.
Protección de devolución
Los disyuntores tienen un botón de "retorno de protección", después de presionar el cual se inicia la alimentación eléctrica a la válvula. Al mismo tiempo, el aire comprimido comienza a fluir hacia los cilindros de accionamiento neumáticos. El pistón de uno de los cilindros se elevará girando el vástago en el sentido de las agujas del reloj. Esto estirará el resorte de apertura. Debido a que junto con el pull uplas varillas también se mueven, el circuito magnético girará alrededor del eje, pero ya en sentido antihorario.
Junto con el movimiento del primer pistón, el segundo también se mueve, moviéndose hacia abajo, bajo la influencia del aire comprimido. El pistón tiene un empujador que, cuando se mueve hacia abajo, actuará sobre la palanca de contacto y el anclaje. Llevará a cabo la rotación de la armadura hasta presionarla contra los polos del imán eléctrico. Al mismo tiempo, todavía hay una brecha entre los principales contactos. Esto se debe al hecho de que el recorrido adicional de la palanca de contacto está limitado por el circuito magnético dirigido hacia ella. Después de eso, la corriente de retención, previamente designada como F, aumentará a medida que pasa a través del ancla, manteniéndola así firmemente.
Después de eso, se suelta el botón de "retorno de protección" y casi todo el sistema vuelve a su posición original, excepto la armadura, que permanece apretada contra los polos. El circuito magnético se soltará y comenzará a girar en el sentido de las agujas del reloj hasta cerrar los contactos principales.
Disyuntor de alta velocidad BVP-5
Al igual que otros tipos de este dispositivo, este está diseñado para romper el circuito y protegerlo de un cortocircuito. En cuanto al diseño, hay varias partes principales: carcasa, accionamiento de tipo neumático, KU, dispositivo de sujeción de tipo electromagnético, sistema de extinción de arco, mecanismos de bloqueo.
Antes de proceder con la reparación de este tipo de interruptores automáticos de acción rápida, es necesario aflojar completamente la tensión de los resortes de apertura. Después de eso puedes ir aretire las cámaras de aire. Después de eso, todas las partes móviles del dispositivo se liberarán de la tensión y se podrán girar en cualquier dirección conveniente para su reparación.
En cuanto a las averías, la mayoría de las veces se trata de contaminación de los puntos de contacto entre la armadura y el circuito magnético, que se puede eliminar fácilmente con una simple limpieza. A veces sucede que la palanca toca las paredes de la cámara de extinción de arco.
En cuanto a la reparación de la cámara de arco en sí, normalmente se quitan las rejillas de desionización, las paredes exteriores y sus particiones interiores. La rejilla se desmonta y se limpia a fondo de depósitos de carbón y óxidos.
Rompe rápido de locomotora eléctrica
BV son excelentes para apagar los motores de tracción en caso de una variedad de fallas. A menudo se utilizan en locomotoras eléctricas. Por ejemplo, en ChS2, se instala un tipo de BV como 12NS. Tiene un accionamiento neumático y la estructura se compone de partes principales tales como un marco portador, un relé de disparo de tipo de contacto automático, un dispositivo de extinción de arco, un accionamiento neumático y contactos de enclavamiento o auxiliares.
La tensión de funcionamiento nominal de este tipo de interruptor automático de acción rápida es de 3 kV y la corriente nominal es de 2 kA.
