Rýchlovypínače v meniarňach

Rýchlovypínače v meniarňach

Rýchlovypínače spínajú elektrické obvody jednosmerného prúdu a chránia pred skratovými prúdmi. Používajú sa na ochranu výkonových usmerňovačov pre napájanie trolejových vedení, v chemických závodoch na ochranu elektrolýzy atď.

Rýchlovypínače musia samočinne veľmi rýchlo vypnúť (skôr ako skratový prúd dosiahne svoju maximálnu hodnoty) a musia účinne uhasiť oblúk vzniknutý pri rozpojení kontaktov. Vypínacia doba je 3 ms až 10 ms. Zhášanie oblúka je u rychlovypínačov zabezpečené mohutnými fúkacími

elektromagnetmi.

Rýchlovypínač (na obr. 201) - má pohyblivý kontakt (1) priťahovaný do zapnutej polohy kotvou (2) elektromagnetu (3) a pružinou (4). Do vypnutej polohy je ťahaný silnou pružiny(5). Cievka (6) elektromagnetu je napájaná prúdom z vonkajšieho zdroja stáleho napätia. Vnútri elektromagnetu je uložené jadro (7) s malými vzduchovými medzerami.

Jadro je ovinuté niekoľkými závitmi zo silného vodiča (8), ktorými prechádza vypínací prúd elektrického obvodu. Za normálnej prevádzky sa v rozptylovom jadre vytvára slabý magnetický tok. Pri nadprúde (skratu) vznikne v rozptylovom jadru silný magnetický tok, ktorý pôsobí proti toku elektromagnetu (3), takže kotva odpadne a pružina (5) vypínač rýchlo vypne.

Čím rýchlejšie sa elektromagnet (3) skratovým prúdom odmagnetizuje, tým rýchlejšie vypínač vypína.

Rozdelenie rýchlovypínačov:

a) 1. Rýchlovypínače s odpaľovacou cievkou RV

Vypínací mechanizmus rýchlovypínačov v meniarňach bol riadený tzv. s ,,odpaľovacou cievkou“. Odpaľovacia cievka sa pripojila paralelne k niekoľkým závitom vyfukovacej cievky. Pri náhlom vzraste prúdu v obvode aj vo vyfukovacej cievke sa prúd úmerne mení v odpaľovacej cievke. Náhly vzrast magnetického toku indukuje v hliníkovom kotúčiku prúd v odpaľovacej cievke. Ide o prúdy nesúhlasné, preto na vodiče pôsobia odpudivé sily. Hliníkový kotúčik sa odpáli a uvoľní západku, ktorá udržiava vypínacie pružiny napätom stave. Pružiny po uvoľnení západky okamžite odtrhnú kontakty.

Rýchlovypínače - RV – mali iba dynamickú charakteristiku, reagovali iba len na rýchly vzrast prúdu. Boli nahradené rýchlovypínačmi s prídržnou cievkou.

/ v súčasnej dobe sa už nepoužívajú, ale málo/

b) 2. Rýchlovypínače s prídržnou cievkou VRN + obrázky

Železný magnetický obvod prídržného magnetu(4) sa magnetuje cievkou (5) pretekanou

jednosmerným prúdom . Magnetický obvod je prerušený vzduchovou medzerou s kruhovým otvorom, ktorým prechádza demagnetizačný vodič (6) menšieho prierezu ako má vodič, ktorý vedie prúd ku hlavným kontaktom (1 a 2 ). Prídržný magnet pritiahne kotvičku (3) a preklenie vzduchovú medzeru magneticky vodivým materiálom. Magnetický tok sa uzaviera cez kotvičku. Ak sa v obvode náhle zvýši prúd, zvýši sa odpor v hlavnom vodiči vplyvom jalového odporu induktívneho bočníka (7). Pomer vodivosti sa zmenil, prúd v demagnetizačnom vodiči vzrastie, tým aj magnetické pole vyvolané týmto vodičom. Magnetické pole demagnetického vodiča má v kotvičke opačný smer ako pole budiacej cievky, v kotvičke magnetické pole silne sa zoslabí alebo zruší. Keď magnetický tok nemôže kotvičkou prechádzať, zanikne príčina, prečo bola kotvička priťahovaná. Kotvička sa uvoľní a vypínacie pružiny odtrhnú pohyblivý kontakt (1)./ viď obr dole/

Prúd v demagnetizačnom vodiči vzrastie aj vtedy, ak prúd v hlavnom obvode vzrástol pozvoľne. Keď je demagnetizačný účinok dostatočný, kotvička sa uvoľní a rýchlovypínač vypína.

Rýchlovypínače - VRN - s prídržnou cievkou majú statickú a dynamickú charakteristiku, možno ich zapínať tlakovým vzduchom alebo poprípade ručnou pákou. S výhodou sa

používa zhášacia komora s prídavným vyfukovaním oblúka.

3. 3. Rýchlovypínače s nárazovou nadprúdovou cievkou + obrázky

Zavádzaním kremíkových usmerňovačov do drážnych meniarní prišla požiadavka na rýchlovypínače istiť úsek traťového vedenia a chrániť kremíkový usmerňovač pred nadprúdmi vypínaním v najkratšom čase.

Princíp nadprúdovej spúšte:

Hlavný pohyblivý kontakt s vymeniteľnou kontaktnou vložkou, ktorý sa otáča okolo bodu (12), nesie kalené rožky (6), do ktorých v zapnutej polohe zapadá ozub ovládacej tyče (5). Vypínacie pružiny (10) ťahajú vypínaciu tyč smerom nadol tak, aby ozub zapadol do rožkov. Kontakty sa zapínajú ovládacou tyčou, ktorú do zapnutej polohy uviedol elektromagnet (3). Tyč drží kontakty v zapnutej polohe do času, dokiaľ cievkou magnetu (3) tečie prúd.

Pri skratoch sa vypínací mechanizmus uvoľňuje nadprúdovou spúšťou. Magnetický obvod nadprúdovej spúšte budí cievka (4), ktorá je zapojená do série s hlavnými kontaktmi. Ak prúd v hlavnom obvode prekročí nastavenú hodnotu, kotvička (8) premôže odpor pružiny (9), pritiahne sa k pólovému nástavcu a svojím ťahadlom narazí na kontaktnú tyč (5). Tyč sa nadvihne, spojenie rožka a ozuba sa uvoľní a vypínacie pružiny(10) vytrhnú pohyblivý kontakt zo spojenia. Nastavenie prúdovej spúšte sa robí skrutkou pod kotvičkou (8), čím sa nastavuje dĺžka vzduchovej medzery.

1 –pevný kontakt, 2 – pohyblivý kontakt, 3 –ovládací elektromagnet, 4 –cievka nadprúdovej spúšte, 5 –vypínacia tyč, 6 –ozub, 7 –magnetický obvod nadprúdovej spúšte, 8 –kotvička, 10,11 –pružiny, 12 –čap.

Prvé rýchlovypínače boli 2 x P 12 HC, ktoré neskôr nahradili typom P 15 HC a P 18 HC. Zaraďovali sa vždy dva rýchlovypínače v zapojení.

Vypínač P 15 HC sa môže nastaviť na nadprúd 2250 a 4000A, P 18 HC na 1250 až 2000A.

Pri skrate vypína najprv P 15 HC, pretože v zapnutom stave premosťuje cievku nadprúdovej spúšte rýchlovypínača P 18 HC.

Len čo sa kontakty P 15 HC odďaľujú, vzrastá medzi nimi odpor, preto časť prúdu začne pretekať odporom a cievkou P 18 HC. Tým sa čiastočne odľahčí zhášacie zariadenie

P 15 HC. Za okamih vypína aj druhý rýchlovypínač. Dvojica rýchlovypínačov bola navrhnutá výhradne pre uvedené zapojenie a nemožno niektorý z nich použiť samostatne.

Zhášacie komory typov P 12, 15,18HC sú podobné konštrukciám na rušňových vypínačoch.