Содержание материала

17.6. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ АВТОМАТЫ

Быстродействие автомата может быть повышено за счет сокращения собственного времени отключения и времени гашения дуги. Последнее ограничивается уровнем перенапряжений. Чем быстрее уменьшается ток, тем выше перенапряжение (§ 4.2). Длительность гашения дуги в настоящее время доведена до (1,5н-2) • 10-2 с (на постоянном токе) . Дальнейшее уменьшение длительности гашения дуги на данном этапе развития техники не представляется перспективным. Поэтому в настоящее время основное внимание уделяется уменьшению собственного времени отключения автомата.
Для получения малого собственного времени отключения контакты быстродействующих автоматов выполняются торцевыми и с малым провалом (порядка 8—10 мм). Максимальное расстояние между контактами берется небольшим и составляет 18—22 мм при номинальном напряжении до 3000 В. Образование дуги и ограничение тока за счет ее сопротивления начинаются при расстоянии между контактами 1—1,5 мм. Для уменьшения оплавления контактов и ускорения разрыва металлического мостика в месте расположения контактов создается мощное магнитное поле.
Для уменьшения собственного времени отключения необходимо максимально сократить время от момента достижения током значения /ср до момента расхождения контактов. В связи с этим в быстродействующих автоматах не применяются механизмы с ломающимся рычагом и электромагнитные расцепители с большим свободным ходом якоря. Стремятся либо непосредственно связать якорь электромагнита с контактом, либо максимально упростить эти связи.
По характеру отключаемых цепей быстродействующие автоматы делятся на линейные, катодные и анодные. Из существующих конструкций наиболее универсальны быстродействующие автоматы серии ВАБ-28 на номинальные токи от 1,5 до 6 кА и номинальные напряжения от 825 до 3300 В. Выключатель ВАБ-28 (рис. 17.6)  содержит электромагнит постоянного тока / с удерживающей катушкой 2 и якорь 3, который может поворачиваться вокруг оси 6\ до упора 4.

Механизм автомата ВАБ-28
Рис. 17 6. Механизм автомата ВАБ-28
Реле типа РДШ
Рис. 17,7. Реле типа РДШ

При включенном электромагните якорь 3 удерживается в положении, показанном на рисунке, электромагнитной силой так, что отключающая пружина 5 и контактная пружина 6 растянуты Ток защищаемой цепи проходит по шине Л, катушке магнитного дутья 8, подвижному контакту 7 и шине Б. Отключение катодного автомата происходит при обратном зажигании ртутного вентиля, когда ток в цепи меняет свой знак Резкое спадание тока в цепи (ток переходит через нулевое значение) вызывает ЭДС в обмотке 12, сидящей на сердечнике 11, охватывающем шинопровод. Эта ЭДС прикладывается к обмотке 13, расположенной на магнитопроводе.
Магнитный поток обмотки 13 насыщает участки магнитопровода электромагнита, что приводит к резкому увеличению магнитного сопротивления на пути основного потока. Сила притяжения якоря 3 уменьшается, и он начинает двигаться под действием пружин 5 и 6. Большая скорость размыкания подвижного контакта 7 достигается за сет кинетической энергии якоря 3, полученной им при разгоне. После выбора зазора б эта энергия ударом передается контакту 7, рeгулирование тока срабатывания производится резистором R2,
В процессе включения якорь механизма свободного расцепления 10 притягивается к скошенному полюсу электромагнита /. Включение выключателя возможно, если в удерживающей обмотке 2 резко увеличить ток, что осуществляется контактором К, шунтирующим добавочный резистор R1. При этом якорь 3 притянется, растянув пружину 6. Подвижный контакт 7 останется неподвижным, так как его удерживает тяга 9, соединенная с притянутым якорем свободного расцепления 10. Замыкание контакта 7 произойдет только после включения в цепь обмотки 2 резистора R1, вследствие чего уменьшится сила притяжения якоря свободного расцепления 10 (отпускается кнопка Вкл).
Отключение линейных выключателей производится за счет разрыва цепи удерживающей катушки размыкающими контактами специального реле (индуктивный дифференциальный шунт) типа РДШ. В таком реле (рис. 17.7) токоведущая шина 8 разделена на две параллельные ветви. Токи этих ветвей создают противоположно направленные МДС в окружающем шину магнитопроводе 7. На нижней ветви находятся пакеты электротехнической стели 9, которые резко увеличивают ее индуктивность. При установившемся токе МДС, создаваемая токами нижней и верхней ветвей, равна нулю. При возникновении КЗ ток начинает нарастать по экспоненте и в нижней ветви возникает ЭДС, препятствующая прохождению тока в ней. В результате большая часть тока течет по верхней ветви, появляется МДС, которая вызывает срабатывание реле, и якорь 6 притягивается к полюсу, размыкая контакты 1.

Чем больше скорость нарастания тока, тем быстрее срабатывает реле. Оно срабатывает значительно раньше, чем ток достигнет статической уставки. Изменяя натяжение пружины 5 винтом 2, можно регулировать ток статической уставки реле, которая указывается стрелкой 4 на шкале 3.
Гашение дуги осуществляется в продольно-щелевой камере из асбестоцемента, имеющей три параллельные щели.
Подробное описание серии ВАБ-28 и других, выпускаемых в СССР быстродействующих автоматов приведено в [17.1].