直流斷路器

直流斷路器用於斷開帶負載的電路。在牽引變電站，開關用於在過載和短路電流期間斷開 600 V 電源線，並在逆點火或閥門故障（即並聯塊運行期間的內部短路）期間斷開整流器的反向電流。

自動開關滅弧發生在空氣中的電弧喇叭上。可以使用磁爆或在狹窄的槽室中進行電弧延伸。

在電路斷開和電弧形成的所有情況下，電弧會自然向上運動，並伴隨著被它加熱的空氣的運動，即

在 牽引變電站 主要應用於高速斷路器。

米。 1、關斷短路電流時的電流電壓波形圖：a-快速開關，b-高速開關

斷路器分斷短路或過載電流的總時間T由三個主要部分組成（圖1）：

T = tO + t1 + t2

其中 t0 是要斷開的電路中的電流上升到整定電流值的時間，即斷路器的斷開裝置被啟動時的值； t1為自身斷路器的分閘時間，即從達到整定電流到斷路器觸頭開始分叉的時間； t2——電弧燃燒時間。

電路中電流的上升時間t0取決於電路的參數和開關的設置。

內部跳閘時間 t1 取決於開關類型：對於非高速開關，內部跳閘時間在 0.1-0.2 秒範圍內，對於高速開關 - 0.0015-0.005 秒。

電弧時間 t2 取決於要中斷的電流值和斷路器的特性。

高速斷路器總跳閘時間在0.15-0.3s以內，高速為0.01-0.03s。

由於固有的脫扣時間短，高速斷路器限制了被保護電路中短路電流的最大值。

在牽引變電站，使用高速直流自動斷路器：VAB-2、AB-2/4、VAT-43、VAB-20、VAB-20M、VAB-28、VAB-36 等。

開關 VAB-2 是極化的，也就是說，它只響應一個方向的電流——正向或反向，這取決於開關的設置。

在圖。圖2為直流斷路器的電磁機構。

米。 2.斷路器VAB -2的電磁機構：a——斷路器的分斷，b——斷路器VAB -2觸頭的極限磨損極限，（A——固定觸頭的最小厚度為6mm，B ——動觸頭的最小厚度為16mm）； 1——保持線圈，2——磁路，3——開關線圈，4——銜鐵，5——上鋼軌，6——地腳，7——主線圈，8——校準線圈，9——U型磁路，10—— current 電流輸出，11——調節螺釘，12——操縱板，13——軟連接，14——擋塊，15——錨桿，16——錨桿軸線，17——固定觸點，18——動觸點，19——接觸桿， 20——軸向接觸桿，21——帶滾子的軸，22——鎖定桿，23——合閘彈簧，24——拉桿，25——調節螺釘，26——夾具，27——保持線圈芯

錨桿 15 (圖 2，a) 圍繞穿過上部鋼桿 5 的軸 16 旋轉。在桿 15 的下部，由兩個 silimin 頰板組成，鋼錨 6 被拉緊，並且在上部部分有一個墊片套筒，套筒帶有軸 20，接觸桿 19 圍繞軸 20 旋轉，由一組硬鋁板製成。

觸桿上部固定有動觸頭18，下方固定有軟連接的銅靴13，動觸頭借助於銅靴與主電流線圈7相連，並通過它連接到端子10.在接觸桿的下部，兩側裝有止動件14，在右側有一個帶有滾輪21的鋼軸，兩個閉合彈簧23的一側連接在該鋼軸上。

在斷開位置，槓桿系統（電樞槓桿和接觸槓桿）由止動彈簧23圍繞軸線16旋轉，直到電樞6停止在U形磁路的左桿中。

斷路器的合閘線圈 3 和保持線圈 1 由其自身的直流電要求供電。

要打開開關，必須先閉合保持線圈 1 的電路，然後閉合閉合線圈 3 的電路。兩個線圈中的電流方向應使它們產生的磁通量加到正確的鐵芯上磁路9，作為合閘線圈的核心；然後電樞 6 將被吸引到合閘線圈的鐵芯上，也就是說，它將處於 «On» 位置。在這種情況下，軸20將與接觸桿19一起向左旋轉，解耦彈簧23將伸展並傾向於使接觸桿19繞軸20旋轉。

當開關斷開時，電樞4停留在合閘線圈的端側，當開關接通時，銜鐵4仍然被合閘線圈和保持線圈的共同磁通量吸引到芯端。磁性電樞4通過桿24連接到鎖定桿22，這不允許接觸桿旋轉到固定觸點中的可動觸點的限制器。因此，在主觸點之間留有間隙，可以通過改變桿24的長度來調節間隙，該間隙應等於1.5-4mm。

如果從合閘線圈上移除電壓，則將電樞4保持在吸引位置的電磁力將減小並且彈簧23在鎖定桿22和桿24的幫助下將電樞從鐵芯的端部撕開關閉線圈並旋轉接觸桿，直到主觸點閉合。因此，主觸點只有在合閘線圈打開後才會閉合。

這樣就實現了VAB-2斷路器的自由脫扣原理。銜鐵4(又稱自由脫扣銜鐵)與開關合閘位置線圈合閘鐵芯端側的間隙應在1.5-4mm以內。

控制電路確保向合閘線圈提供短期電流脈衝，其持續時間足以讓電樞有時間移動到“On”位置。然後合閘線圈電路自動打開。

可以按以下方式檢查免費旅行的可用性。將一張紙放在主觸點之間，接觸器觸點閉合。斷路器已合閘，但接觸器觸頭閉合時，主觸頭不應閉合，紙可從觸頭間隙自由取出。接觸器的觸頭一打開，銜鐵就會脫離合閘線圈的鐵心端，主觸頭閉合。在這種情況下，紙片將被壓在觸點之間，無法將其取出。

當開關打開時，會聽到典型的雙響聲：第一聲是銜鐵和合閘線圈鐵芯的碰撞，第二聲是閉合的主觸點的碰撞。

開關的極化在於根據主電流線圈中的電流方向選擇保持線圈中的電流方向。

為了使開關在其中的電流方向發生變化時關閉電路，選擇保持線圈中的電流方向，以使保持線圈和主電流線圈產生的磁通量方向一致合閘線圈的核心。因此，當電流正向流動時，主迴路電流將有助於使斷路器保持在閉合位置。

在應急模式下，當主電流方向反轉時，主電流線圈在合閘線圈鐵芯中產生的磁通方向將發生變化，即初級電流線圈的磁通量將與保持線圈的磁通量相反，在初級電流達到一定值時，合閘線圈的磁芯將被消磁，分閘彈簧將斷開斷路器。響應速度在很大程度上取決於以下事實：在開關線圈的磁芯中，磁通量減少，而在主電流線圈的磁芯中，磁通量增加。

為了使開關在電流增加到高於設定的正向電流時關斷電路，選擇保持線圈中的電流方向，使合閘線圈鐵芯中保持線圈的磁通量方向相反主電流線圈的磁通量，當正向電流流過它時。在這種情況下，隨著基極電流的增加，合閘線圈鐵心的退磁增加，當基極電流達到一定值，等於或高於整定電流時，斷路器分閘。

兩種情況下的調諧電流都是通過改變保持線圈的電流值和改變間隙 δ1 來調整的。

通過改變與線圈串聯的附加電阻的大小來調節保持線圈電流的大小。

改變間隙δ1改變初級電流線圈的磁通電阻。隨著間隙δ1減小，磁阻減小，因此開斷電流的大小減小。使用調節螺釘 11 可以改變間隙 δ1。

在開關的接通位置，止動件 14 和銜鐵桿 15 的頰板之間的距離 δ2 表徵了主觸點閉合的質量，並且應該在 2-5 毫米範圍內。該工廠生產的鑰匙間隙 δ2 等於 4-5 毫米。間隙δ2的大小決定了接觸桿19繞軸線20的旋轉角度。

沒有間隙δ2（止動件14與電樞桿15的頰板接觸）表明主觸頭之間接觸不良或沒有接觸。距離δ2小於2或大於5mm表示主觸點僅在下邊緣或上邊緣接觸。由於觸點的高度磨損，差異 δ2 可能很小，然後將其更換。

如果觸頭尺寸足夠，則通過沿斷路器框架移動整個開關機構來調整間隙δ2。要移動機構，請鬆開將機構固定到框架上的兩個螺栓。

斷開位置的主觸點之間的距離應等於 18-22 毫米。額定電流2000A及以下的開關主觸頭的壓緊範圍為20-26kg，額定電流為3000A的開關的主觸頭壓緊範圍為26-30kg。

在圖。圖 2，b 顯示了帶有觸點磨損極限標記的開關的可移動系統。當尺寸 B 小於 16 mm 時，可動觸點被視為磨損，當尺寸 A 小於 6 mm 時，固定觸點被視為磨損。

在圖。圖3為VAB-2斷路器的詳細控制方案，該方案保證合閘線圈提供短時脈衝，不允許長按電源按鈕時重複合閘，即。防止“響鈴”。保持線圈持續充電。

要打開開關，請按下 «On» 按鈕，從而閉合接觸器 K 和阻斷 RB 的線圈電路。在這種情況下，只有閉合合閘線圈 VK 電路的接觸器被激活。

一旦電樞處於 «On» 位置，BA 斷路器的合閘輔助觸點將閉合，分閘觸點將打開。其中一個輔助觸點旁路接觸器K的線圈，使合閘線圈斷開。在這種情況下，整個線路電壓將施加到 RB 閉鎖繼電器的線圈上，在啟動後，繼電器再次通過其觸點操縱接觸器線圈。

要再次關閉開關，請打開電源按鈕並再次關閉。

與直流保持線圈並聯的放電電阻CP用於降低線圈的開路過電壓。可調 LED 電阻提供了改變保持線圈電流的能力。

110V時保持線圈額定電流為0.5A，兩段並聯同電壓合閘線圈額定電流為80A。

米。 3、斷路器控制接線圖VAB-2：Off。 — 關閉按鈕，DC — 保持線圈，LED — 附加電阻，CP — 放電電阻，BA — 開關輔助觸點，LK、LZ — 紅色和綠色信號燈，包括。 ——電源按鈕，K——接觸器及其觸點，RB——閉鎖繼電器及其觸點，VK——合閘線圈，AP——自動開關

工作電路的電壓波動允許為標稱電壓的 - 20% 至 + 10%。

從 VAB-2 斷路器斷開電路的總時間為 0.02-0.04 秒。

當斷路器在負載下斷開電路時，電弧的熄滅通過磁爆發生在滅弧室中。

磁力充氣線圈通常與開關的主固定觸點串聯，是主母線的一匝，內部有鋼帶製成的鐵芯。為了將磁場集中在觸頭的起弧區，開關中的磁爆線圈的鐵芯有磁極部分。

滅弧室(圖4)是一個用石棉水泥製成的扁平盒體，盒體內部有兩個縱向隔板4，腔體內裝有喇叭1，喇叭1通過腔體的旋轉軸。該喇叭與可動觸點電連接。另一個喇叭7固定在固定觸點上。為確保電弧從活動觸點快速過渡到喇叭 1，喇叭與觸點的距離不應超過 2-3 毫米。

在磁性充氣線圈5的強磁場作用下觸點2和6之間斷開時產生的電弧迅速吹過喇叭1和7，加長，被空氣逆流和管壁冷卻隔板之間的狹窄縫隙中的燃燒室很快就會熄滅。建議在滅弧區的室壁上放置瓷磚。

用於 1500 V 及以上電壓的斷路器的滅弧室（圖 5）與 600 V 電壓的滅弧室大尺寸不同，外壁上有用於氣體排出的孔和附加的磁爆裝置.

米。 4、600V電壓斷路器VAB-2滅弧室：1、7——喇叭，2——動觸頭，3——外壁，4——縱隔板，5——磁爆線圈，6——靜觸頭

米。 5. 電壓為 1500 V 的斷路器 VAB -2 的滅弧室：a — 攝像室，b — 帶有附加磁爆的滅弧電路； 1—動觸頭，2—定觸頭，3—導爆線圈，4、8—喇叭，5、6—輔助喇叭，7—輔助導爆線圈，I、II、III、IV—滅弧時的電弧位置

附加磁吹裝置由兩個輔助喇叭5和6組成，其間連接線圈7。隨著電弧的延伸，它開始通過輔助喇叭和線圈閉合，由於電流流過它, 產生額外的磁衝擊。所有相機的外面都有金屬瓦。

為了快速穩定地滅弧，觸點之間的間隙至少應為 4-5 毫米。

開關主體由非磁性材料 - 矽胺 - 製成並連接到活動觸點，因此在操作期間它處於全工作電壓下。

BAT-42自動高速直流開關

直流斷路器的操作

在運行過程中，需要監控主觸點的狀態。它們之間在標稱負載下的壓降應在 30 mV 以內。

用鋼絲刷（刷）去除觸點上的氧化物。當發生下垂時，用銼刀將它們移除，但不應進給觸點以恢復其原始扁平形狀，因為這會導致它們快速磨損。

有必要定期清潔滅弧室壁上的銅和煤沉積物。

修改直流開關時，要檢查保持線圈和合閘線圈相對於本體的絕緣性，以及滅弧室壁的絕緣電阻。通過在電弧室關閉的情況下在主活動觸頭和固定觸頭之間施加電壓來檢查電弧室的隔離。

維修或長期存放後的開關投入運行前，必須在 100-110°C 的溫度下將腔室乾燥 10-12 小時。

乾燥後，將腔體安裝在開關上，測量腔體與活動觸點和固定觸點斷開時相對的兩點之間的絕緣電阻。該電阻必須至少為 20 歐姆。

斷路器設置在實驗室中使用從標稱電壓為 6-12 V 的低壓發生器獲得的電流進行校準。

在變電站，斷路器使用負載電流或使用標稱電壓為 600 V 的負載變阻器進行校準。可以推荐一種校准直流開關的方法，使用直徑為 0.6 毫米的 300 匝 PEL 線的校準線圈，安裝在主電流線圈的鐵芯上。通過使直流電流通過線圈，電流設置的值根據開關關閉時的安匝數來設置。較早生產的第一個版本的開關與第二個版本的開關的不同之處在於存在油閥。