直流断路器

直流断路器用于断开带负载的电路。在牵引变电站，开关用于在过载和短路电流期间断开 600 V 电源线，并在逆点火或阀门故障（即并联块运行期间的内部短路）期间断开整流器的反向电流。

自动开关灭弧发生在空气中的电弧喇叭上。可以使用磁爆或在狭窄的槽室中进行电弧延伸。

在电路断开和电弧形成的所有情况下，电弧会自然向上运动，并伴随着被它加热的空气的运动，即

在 牵引变电站 主要应用于高速断路器。

米。 1、关断短路电流时的电流电压波形图：a-快速开关，b-高速开关

断路器分断短路或过载电流的总时间T由三个主要部分组成（图1）：

T = tO + t1 + t2

其中 t0 是要断开的电路中的电流上升到整定电流值的时间，即断路器的断开装置被启动时的值； t1为自身断路器分闸时间，即从达到整定电流到断路器触头开始分叉的时间； t2——电弧燃烧时间。

电路中电流的上升时间t0取决于电路的参数和开关的设置。

内部跳闸时间 t1 取决于开关类型：对于非高速开关，内部跳闸时间在 0.1-0.2 秒范围内，对于高速开关 - 0.0015-0.005 秒。

电弧时间 t2 取决于要中断的电流值和断路器的特性。

高速断路器总跳闸时间在0.15-0.3s以内，高速为0.01-0.03s。

由于固有的脱扣时间短，高速断路器限制了被保护电路中短路电流的最大值。

在牵引变电站，使用高速直流自动断路器：VAB-2、AB-2/4、VAT-43、VAB-20、VAB-20M、VAB-28、VAB-36 等。

开关 VAB-2 是极化的，也就是说，它只响应一个方向的电流——正向或反向，这取决于开关的设置。

在图。图2为直流断路器的电磁机构。

米。 2.断路器VAB -2的电磁机构：a——断路器的分断，b——断路器VAB -2触头的极限磨损极限，（A——固定触头的最小厚度为6mm，B ——动触头的最小厚度为16mm）； 1——保持线圈，2——磁路，3——开关线圈，4——衔铁，5——上钢轨，6——地脚，7——主线圈，8——校准线圈，9——U型磁路，10—— current 电流输出，11——调节螺钉，12——操纵板，13——软连接，14——挡块，15——锚杆，16——锚杆轴线，17——固定触点，18——动触点，19——接触杆， 20——轴向接触杆，21——带滚子的轴，22——锁定杆，23——合闸弹簧，24——牵引杆，25——调节螺钉，26——夹具，27——保持线圈芯

锚杆 15 (图 2，a) 围绕穿过上钢杆 5 的轴 16 旋转。在由两个 silimin 颊板组成的杆 15 的下部，钢锚 6 被拉紧，并且在上部部分有一个垫片，一个带有轴 20 的套筒，接触杆 19 围绕该轴旋转，由一组硬铝板制成。

触杆上部固定有动触头18，下方固定有软连接的铜靴13，动触头借助于铜靴与主电流线圈7相连，并通过它连接到端子10.在接触杆的下部，两侧装有止动件14，在右侧有一个带有滚轮21的钢轴，两个闭合弹簧23的一侧连接在该钢轴上。

在断开位置，杠杆系统（电枢杠杆和接触杠杆）由止动弹簧23围绕轴线16旋转，直到电枢6停止在U形磁路的左杆中。

断路器的合闸线圈 3 和保持线圈 1 由其自身的直流电要求供电。

要打开开关，必须先闭合保持线圈 1 的电路，然后闭合闭合线圈 3 的电路。两个线圈中的电流方向应使它们产生的磁通量加到正确的铁芯上磁路9，作为合闸线圈的核心；然后电枢 6 将被吸引到合闸线圈的铁芯上，也就是说，它将处于 «On» 位置。在这种情况下，轴20将与接触杆19一起向左旋转，解耦弹簧23将伸展并倾向于使接触杆19绕轴20旋转。

当开关断开时，电枢4停留在合闸线圈的端侧，当开关接通时，衔铁4仍然被合闸线圈和保持线圈的共同磁通量吸引到芯端。磁性电枢4通过杆24连接到锁定杆22，这不允许接触杆旋转到固定接触件中的可动接触件的限制器。因此，在主触点之间留有间隙，可以通过改变杆24的长度来调节间隙，该间隙应等于1.5-4mm。

如果从合闸线圈上移除电压，则将电枢4保持在吸引位置的电磁力将减小并且弹簧23在锁定杆22和杆24的帮助下将电枢从铁芯的端部撕开关闭线圈并旋转接触杆，直到主触点闭合。因此，主触点只有在合闸线圈打开后才会闭合。

这样就实现了VAB-2断路器的自由脱扣原理。衔铁4(又称自由脱扣衔铁)与开关合闸位置线圈合闸铁芯端侧的间隙应在1.5-4mm以内。

控制电路确保向合闸线圈提供短期电流脉冲，其持续时间足以让电枢有时间移动到“On”位置。然后合闸线圈电路自动打开。

可以按以下方式检查免费旅行的可用性。将一张纸放在主触点之间，接触器触点闭合。断路器已合闸，但接触器触头闭合时，主触头不应闭合，纸可从触头间隙自由取出。接触器的触头一打开，衔铁就会脱离合闸线圈的铁心端，主触头闭合。在这种情况下，纸片将被压在触点之间，无法将其取出。

当开关打开时，会听到典型的双响声：第一声是衔铁和合闸线圈铁芯的碰撞，第二声是闭合的主触点的碰撞。

开关的极化在于根据主电流线圈中的电流方向选择保持线圈中的电流方向。

为了使开关在其中的电流方向发生变化时关闭电路，选择保持线圈中的电流方向，以使保持线圈和主电流线圈产生的磁通量方向一致合闸线圈的核心。因此，当电流正向流动时，主回路电流将有助于使断路器保持在闭合位置。

在应急模式下，当主电流方向反转时，主电流线圈在合闸线圈铁芯中产生的磁通方向将发生变化，即初级电流线圈的磁通量将与保持线圈的磁通量相反，在初级电流达到一定值时，合闸线圈的磁芯将被消磁，分闸弹簧将断开断路器。响应速度在很大程度上取决于以下事实：在开关线圈的磁芯中，磁通量减少，而在主电流线圈的磁芯中，磁通量增加。

为了使开关在电流增加到高于设定的正向电流时关断电路，选择保持线圈中的电流方向，使合闸线圈铁芯中保持线圈的磁通量方向相反主电流线圈的磁通量，当正向电流流过它时。在这种情况下，随着基极电流的增加，合闸线圈铁心的退磁增加，当基极电流达到一定值，等于或高于整定电流时，断路器分闸。

两种情况下的调谐电流都是通过改变保持线圈的电流值和改变间隙 δ1 来调整的。

通过改变与线圈串联的附加电阻的大小来调节保持线圈电流的大小。

改变间隙δ1改变初级电流线圈的磁通电阻。随着间隙δ1减小，磁阻减小，因此开断电流的大小减小。使用调节螺钉 11 可以改变间隙 δ1。

在开关的接通位置，止动件 14 和衔铁杆 15 的颊板之间的距离 δ2 表征了主触点闭合的质量，并且应该在 2-5 毫米范围内。该工厂生产的钥匙间隙 δ2 等于 4-5 毫米。间隙δ2的大小决定接触杆19绕轴线20的旋转角度。

没有间隙δ2（止动件14与电枢杆15的颊板接触）表明主触头之间接触不良或没有接触。距离δ2小于2或大于5mm表示主触点仅在下边缘或上边缘接触。由于触点的高度磨损，差异 δ2 可能很小，然后将其更换。

如果触头尺寸足够，则通过沿断路器框架移动整个开关机构来调整间隙δ2。要移动机构，请松开将机构固定到框架上的两个螺栓。

断开位置的主触点之间的距离应等于 18-22 毫米。额定电流2000A及以下的开关主触头的压紧范围为20-26kg，额定电流为3000A的开关的主触头压紧范围为26-30kg。

在图。图 2，b 显示了带有触点磨损极限标记的开关的可移动系统。当尺寸 B 小于 16 mm 时，可动触点被视为磨损，当尺寸 A 小于 6 mm 时，固定触点被视为磨损。

在图。图3为VAB-2断路器的详细控制方案，该方案保证合闸线圈提供短时脉冲，不允许长按电源按钮时重复合闸，即。防止“响铃”。保持线圈持续充电。

要打开开关，请按下 «On» 按钮，从而闭合接触器 K 和阻断 RB 的线圈电路。在这种情况下，只有闭合合闸线圈 VK 电路的接触器被激活。

一旦电枢处于 «On» 位置，BA 断路器的合闸辅助触点将闭合，分闸触点将打开。其中一个辅助触点旁路接触器K的线圈，使合闸线圈断开。在这种情况下，整个线路电压将施加到 RB 闭锁继电器的线圈上，在启动后，继电器再次通过其触点操纵接触器线圈。

要再次关闭开关，请打开电源按钮并再次关闭。

与直流保持线圈并联的放电电阻CP用于降低线圈的开路过电压。可调 LED 电阻提供了改变保持线圈电流的能力。

110V时保持线圈额定电流为0.5A，两段并联同电压合闸线圈额定电流为80A。

米。 3、断路器控制接线图VAB-2：Off。 — 关闭按钮，DC — 保持线圈，LED — 附加电阻，CP — 放电电阻，BA — 开关辅助触点，LK、LZ — 红色和绿色信号灯，包括。 ——电源按钮，K——接触器及其触点，RB——闭锁继电器及其触点，VK——合闸线圈，AP——自动开关

工作电路的电压波动允许为标称电压的 - 20% 至 + 10%。

从 VAB-2 断路器断开电路的总时间为 0.02-0.04 秒。

当断路器在负载下断开电路时，电弧的熄灭通过磁爆发生在灭弧室中。

磁力充气线圈通常与开关的主固定触点串联，是主母线的一匝，内部有钢带制成的铁芯。为了将磁场集中在触头的起弧区，开关中的磁爆线圈的铁芯有磁极部分。

灭弧室(图4)是一个用石棉水泥制成的扁平盒体，盒体内部有两个纵向隔板4，腔体内装有喇叭1，喇叭1通过腔体的旋转轴。该喇叭与可动触点电连接。另一个喇叭7固定在固定触点上。为确保电弧从活动触点快速过渡到喇叭 1，喇叭与触点的距离不应超过 2-3 毫米。

在磁性充气线圈5的强磁场作用下触点2和6之间断开时产生的电弧迅速吹过喇叭1和7，加长，被空气逆流和管壁冷却隔板之间的狭窄缝隙中的燃烧室很快就会熄灭。建议在灭弧区的室壁上放置瓷砖。

用于 1500 V 及以上电压的断路器的灭弧室（图 5）与 600 V 电压的灭弧室大尺寸不同，外壁上有用于气体排出的孔和附加的磁爆装置.

米。 4、600V电压断路器VAB-2灭弧室：1、7——喇叭，2——动触头，3——外壁，4——纵隔板，5——磁爆线圈，6——静触头

米。 5. 电压为 1500 V 的断路器 VAB -2 的灭弧室：a — 摄像室，b — 带有附加磁爆的灭弧电路； 1—动触头，2—定触头，3—导爆线圈，4、8—喇叭，5、6—辅助喇叭，7—辅助导爆线圈，I、II、III、IV—灭弧时的电弧位置

附加磁吹装置由两个辅助喇叭5和6组成，其间连接线圈7。随着电弧的延伸，它开始通过辅助喇叭和线圈闭合，由于电流流过它, 产生额外的磁冲击。所有相机的外面都有金属瓦。

为了快速稳定地灭弧，触点之间的间隙至少应为 4-5 毫米。

开关主体由非磁性材料 - 硅胺 - 制成并连接到活动触点，因此在操作期间它处于全工作电压下。

BAT-42自动高速直流开关

直流断路器的操作

在运行过程中，需要监控主触点的状态。它们之间在标称负载下的压降应在 30 mV 以内。

用钢丝刷（刷）去除触点上的氧化物。当发生下垂时，用锉刀将它们移除，但不应进给触点以恢复其原始扁平形状，因为这会导致它们快速磨损。

有必要定期清洁灭弧室壁上的铜和煤沉积物。

修改直流开关时，要检查保持线圈和合闸线圈相对于本体的绝缘性，以及灭弧室壁的绝缘电阻。通过在电弧室关闭的情况下在主活动触头和固定触头之间施加电压来检查电弧室的隔离。

维修或长期存放后的开关投入运行前，必须在 100-110°C 的温度下将腔室干燥 10-12 小时。

干燥后，将腔体安装在开关上，测量腔体与活动触点和固定触点断开时相对的两点之间的绝缘电阻。该电阻必须至少为 20 欧姆。

断路器设置在实验室中使用从标称电压为 6-12 V 的低压发生器获得的电流进行校准。

在变电站，断路器使用负载电流或使用标称电压为 600 V 的负载变阻器进行校准。可以推荐一种校准直流开关的方法，使用直径为 0.6 毫米的 300 匝 PEL 线的校准线圈，安装在主电流线圈的铁芯上。通过使直流电流通过线圈，电流设置的值根据开关关闭时的安匝数来设置。较早生产的第一个版本的开关与第二个版本的开关的不同之处在于存在油阀。