2. Швидкодіючий вимикач ваб- 43

Вимикач автоматичний швидкодіючий типу ВАБ-43 4000/30-Л-У4 (ВАБ- 43) призначений для захисту установок і ліній постійного струму при КЗ і неприпустимих перевантаженнях. Включення ВАБ- 43 в ланцюг, що захищається, передбачено тільки по два послідовно. Основні настановні розміри і вузли вимикача показані на рис. 1 (1 - дугогасна камера з краном 6; 2 - контактний блок; 3 - блок сигналізації; 4 - блок швидкодіючого приводу; 5 - рама).

Пристрій ВАБ- 43 показаний на рис. 2, його кінематична схема у відключеному, передвключеному і включеному положеннях - на рис. 3-5, напрям магнітних потоків в магнітній системі - на рис. 6. Усі малюнки розглядаються спільно, тому на них прийняті однакові цифрові позначення деталей.

Рис. 1. Загальний вигляд вимикача ВАБ-43

Блок швидкодіючого приводу (див. рис. 2, 3 і 6) включає: електромагніт, що складається з верхнього 17 і нижнього 22 брусів, чотирьохсекційної тримаючої котушки 20, П-подібного осердя 26 з включаючою котушкою 25 (вона також використовується в якості калібрувальної) і розмагнічуючого витка 60, якорі 24, магнітного шунта 19 і індуктивного шунта 23 на шині 21; механізм вільного розчеплення, що складається з магнитопроводячої скоби 30, сердечника 29, клямки 40 з пружиною 31 і якірця 28 з пружиною 59.

Р ис. 2. Устрій вимикача ВАБ-43

Блок сигналізації (див. рис. 2 і 3), закріплений на скобі 30 через ізолятори, складається з блок-контактів 37, важеля 38 з механічним покажчиком включеного і відключеного положень ВАБ- 43, пружини 36, регулювальної гайки 34, ізоляційної основи 32, металевих екранів 33 і 35, тяга 39.

Контактний блок (див. рис. 2 і 3) складається з: шини 13; нерухомого контакту 14 з котушкою магнітного дуття; полюсів магнітного дуття 15, закріплених на нерухомому контакті; рухливого контакта 50, який через гнучкі зв'язки 46 сполучений з шиною 21; скоби 52 з упором 48 і ізоляційним екраном 49, закріпленим на тій же металевій основі, що і рухливий контакт; гнучких зв'язків 10, що сполучають нерухомий і рухливий контакти з рогами 9 і 12 дугогасної камери. Усі складальні деталі контактного блока встановлені на ізоляційній основі 16. Головні контакти 14 і 50 (див. рис. 3) з срібними накладками захищені від обгорання дугогасними контактами 51 і 54. Дугогасний контакт 51 обертається на осі 53 і електрично пов'язаний гнучким зв'язком 58 з головним рухливим контактом 50. Між скобою 57, укріпленою на рухомому контакті, і дугогасним контактом 51 встановлена пружина 55, натиснення якої на контакт 51 регулюється гайкою 56. Рухомий контакт пов'язаний з швидкодіючим приводом тягою 45, що проходить через отвір в осі 43. На тязі є гайки 47 для регулювання натягнення пружини 44 і упор 42. Тяга 45 за допомогою вилки і осі 27 пов'язана з важелем 41.

Рис. 3. ВАБ-43 у відключеному Рис. 4. ВАБ-43 у передввімкненому

положенні положенні

Р ис. 5. ВАБ-43 у ввімкненому положенні

Рис. 6. Напрямки магнітних потоків при включенні (а) та аварійному відключенні (б) ВАБ-43

У відключеному положенні ВАБ- 43 (див. рис. 3) діє магнітний потік тільки тримаючої котушки Фдк (див. рис. 6, а), що розгалуджується на Ф`дк і Ф``дк. При включенні ВАБ- 43 магнітний потік котушки Фвк спрямований зустрічно потоку Ф`дк в лівому стержні П-подібного сердечника. Оскільки Фвк > Ф`дк, то відбувається витіснення Ф`дк в правий стержень П-подібного сердечника, де він співпадає з напрямом Фвк. Під дією суми магнітних потоків Фвк + Ф`дк якір 24 перемикається з лівого положення в праве (див. рис. 4). Проте ні головні, ні дугогасні контакти замкнутися не можуть, оскільки тяга 45, сполучена з рухливим контактом 50, зупиняється, коли між контактами ВАБ- 43 ще є проміжок δ₁ Це відбувається з наступної причини. Одночасно з перемиканням якоря 24 в праве положення до сердечника 29 притягується якірець 28. Пружина 59, натягаючись, переміщує клямку 40 на зуб важеля 41, зупиняючи рух вгору тяги 45. При цьому знімається пружина 44, що знаходиться між віссю 43 і гайкою 47. Коли включаюча котушка 25 знеструмлюється, якір 24 залишається в притягнутому положенні, утримуваний магнітним потоком тримаючої котушки. Якірець 28, раніше притягнутий магнітним потоком розсіяння включаючої котушки 25, під дією пружини 59 повертається в початкове положення, ударяє по клямці 40, звільняючи тягу 45. Стисла пружина 44, діючи на гайку 47, переміщає вгору тягу 45, виконуючи замикання спочатку дугогасних, а потім головних контактів. Як і у раніше розглянутих БВ, контакти ВАБ- 43 замикаються тільки після того, як знеструмлена котушка включення. Цим забезпечується негайне відключення ВАБ- 43 при включенні його на наявне в ланцюзі КЗ. Струм ланцюга, що захищається, проходить по шині 13, котушці магнітного дуття і нерухомому контакту 14, рухливому контакту 50, гнучким зв'язкам 46, размагнічуючому витку 60 і шині 21.

ВАБ- 43 має індуктивний 23 і магнітний 19 шунти (див. рис. 2). Перший підвищує швидкодію відключення КЗ, другий призначений для плавного регулювання струму уставки спрацьовування. Магнітний потік Фдк (див. рис. 6, а) ділиться на дві частини: Ф`дк проходить по основному магнітному ланцюгу, Ф``дк - через магнітний шунт. При переміщенні шунта 19 вгору зменшується переріз лівої частини магнітопроводу, збільшується її магнітний опір, внаслідок чого зменшується потік Ф``дк, а потік Ф`дк збільшується і відповідно до нього збільшується струм уставки спрацьовування ВАБ- 43. Верхнє і нижнє положення шунта відповідають найбільшій і найменшій величинам струму уставки спрацьовування. Магнітний шунт має шкалу уставок спрацьовування.

Оперативне відключення здійснюють зняттям напруги з тримаючої котушки. Під дією відключаючих пружин 18 відбувається перекидання якоря 24 з правого в ліве положення. Верхня частина якоря 24 (див. рис. 5) проходить вниз шлях δ₂ і ударяє по упору 42 тяги 45.Спочатку розриваються головні контакти 14 і 50, а потім дугогасні контакти 51 і 54.

Автоматичне відключення лінійного ВАБ- 43, поляризованого на прямий струм,тобто на струм через вимикач в лінію, відбувається таким чином. Магнітний потік Ф, що створюється частиною струму розмагнічуючого витка 60 (друга частина струму проходить через індуктивний шунт) в правому стержні П-подібного сердечника 26 (див. рис. 6, б), спрямований зустрічно магнітному потоку Ф`дк, щостворюється тримаючою котушкою 20. Ф`дк витісняється з правого стержня сердечника в лівий, підсумовуючись з потоком Ф, і при досягненні в лінії величини струму уставки спрацьовування відбувається відключення ВАБ- 43 під дією магнітної сили і сили відключаючих пружин 18. Цим досягається швидкодія відключення аварійного режиму лінії.

Дугогасна камера (див. рис. 2) складається із зовнішніх подвійних щитів 7, скріплених болтами 2, косинки 8 з прорізом 11, магнітопроводів 6 з наконечниками 4, V-подібних щитів 5, внутрішніх роздільних перегородок 3, рогів 9 і 12, екрану з жалюзі 1 для зменшення викиду іонізованих газів в навколишній простір. Процес гасіння дуги виглядає так. При відключенні ВАБ- 43 размикаються головні 14 і 50, а потім дугогасні 51 і 54 контакти. Дуга, що виникає на дугогасних контактах, видувається вгору магнітним полем, що створюється котушкою і полюсами магнітного дуття 15. Потрапляючи на роги 12, дуга під дією магнітного поля втягується в щілину, заздалегідь розгортається і, піднімаючись вгору, потрапляє на ріг 9. З цієї миті дуга ділиться на дві частини і горить в двох різних секціях. Принцип гасіння дуги в обох секціях аналогічний, тому розглянемо процес гасіння дуги в одній з них. Дуга горить і розтягується між рогами 9 і 12. Розтягнута до верхніх кінців V -подібних перегородок 5 дуга повністю виходить в широку щілину, обмежену зовнішніми стінками і внутрішніми перегородками. У широкій щілині дуга стабілізується, охолоджується і гасне. Внаслідок стабілізації дуги при її гасінні ВАБ- 43 не створює великих перенапружень.

3. Схема управління ВАБ-43

Принцип, закладений в схему управління ВАБ- 43, такий же, як АБ- 2/4. Відмінність полягає в способі його реалізації іншими приладами. Управління ВАБ- 43 може бути на оперативному струмі напругою 110 В (рис. 7, а) і 220 В (рис. 7, б). Принципова відмінність цих схем управління полягає в застосуванні типів транзисторів Т для стабілізації струмів в ланцюгах тримаючих катушок ТК, оскільки від постійності струму в них залежить точність роботи ВАБ- 43 на задану уставку струму спрацьовування. Для напруги 110 В застосований транзистор типу р- n -р, а для напруги 220 В - транзистор типу n -р- n. Тримаючі котушки включені в ланцюги колекторів транзисторів. Величина струму колектора залежить від величини і знаку напруги на базі. Незалежно від коливання напруги оперативного струму зі стабілітрона Сm на базу транзистора подається незмінна негативна напруга в схемі рис. 7, а і положитель-ное напруга в схемі рис. 7, б. У обох схемах стабілітрони включені в ланцюг 5-6 через діоди і резистори. Крім того, стабилизації колекторного струму сприяють резистори R3, підключені до емітерів і колекторів транзисторів. Резистори служать для установки струму ТК до значення (0,5 + 0,05) А. Обидві схеми аналогічні, тому розглянемо тільки роботу схеми управління на напругу 110 В.

Рис. 7. Схема управління ВАБ-43 на оперативному струмі напругою 110 В (а) та 220 В (б).

Для включення ВАБ-43 замикають ланцюг 7-8 кнопкою КнП. Збуджується контактор К1, контакти якого замикають ланцюг 1-2. Збуджується котушка включення ВК, виробляючи першу стадію включення ВАБ- 43. Замикаються блок-контакти А1, А2, АЗ і розми-каються А4. Блок-контактами АЗ і А4 створюються ланцюги сигналізації включеного (9-12) і відключеного (9-14) положення вимикача. Блок-контакти А2 замикають ланцюг 7-10 контактора К2, контакти якого розмикають ланцюг 7-8 контактора К1. Останній знеструмлюється і розмикає свої контакти в ланцюзі 1-2. Втрачає збудження включаюча котушка ВК, відбувається включення ВАБ- 43. Контактор К2 стає через власні контакти на самопідпитку і знаходиться у збудженому стані до тих пір, поки замкнуті контакти КнП. Контактор К2 виконує роль блокуючого елементу, як реле БВА в схемі управління АБ- 2/4, що виключає багатократне включення ВАБ- 43 при відключенні його від струмів КЗ при замкнутих контактах КнП. Багатоконтактне реле РПУ (3-4) призначене для розмноження ланцюгів, узгоджених з відключеним і включеним по-ложением ВАБ- 43. Оперативне відключення ВАБ- 43 виконують кнопкою КнС, яка знімає напругу з ТК в ланцюзі 5-6.