.jpg/1280px-LIquid_switches_(Modern_Electrical_Practice,_Vol_2).jpg)
Жидкостный реостат или водяной реостат [1] или реостат с соленой водой — это тип переменного резистора . Он может использоваться в качестве фиктивной нагрузки или пускового резистора для больших двигателей с контактными кольцами.
В простейшем виде он состоит из резервуара, содержащего рассол или другой раствор электролита, в который погружены электроды для создания электрической нагрузки . Электроды могут быть подняты или опущены в жидкость для соответственного увеличения или уменьшения электрического сопротивления нагрузки. Для стабилизации нагрузки нельзя допускать кипения смеси.
Современные конструкции используют электроды из нержавеющей стали и карбонат натрия или другие соли и не используют контейнер в качестве одного электрода. В некоторых конструкциях электроды закреплены, а жидкость поднимается и опускается внешним цилиндром или насосом. Системы запуска двигателя, используемые для частых и быстрых запусков и повторных запусков, таким образом, высокой тепловой нагрузки на реостаты, могут включать циркуляцию воды к внешним теплообменникам. В таких случаях антифриз и антикоррозионные добавки должны быть тщательно подобраны, чтобы не изменять сопротивление или не поддерживать рост водорослей или бактерий.
Реостат с соленой водой работает при единичном коэффициенте мощности и представляет собой сопротивление с незначительной последовательной индуктивностью по сравнению с эквивалентом с проволочной обмоткой, и широко использовался сборщиками генераторов до 20 лет назад, [ как? ] как само собой разумеющееся. Иногда их все еще строят на месте для ввода в эксплуатацию больших дизельных генераторов в отдаленных местах, где выброшенные масляные бочки и трубы лесов могут образовывать импровизированный резервуар и электроды.
Обычно традиционный жидкостный реостат состоит из стального цилиндра ( отрицательного ), размером около 5 футов (1,5 м), стоящего на изоляторах, в котором был подвешен полый стальной цилиндр. Он действовал как положительный электрод и поддерживался стальным тросом и изолятором от регулируемого шкива. Соединение водопровода включало изолированную секцию. Бак содержал соленую воду, но не в той концентрации, которую можно было бы описать как «рассол». Все устройство было огорожено в целях безопасности.
Эксплуатация была очень простой, поскольку добавление большего количества соли, большего количества воды или изменение высоты центрального электрода изменяло нагрузку. [2] Нагрузка оказалась довольно стабильной, изменяясь лишь незначительно по мере нагревания воды, которая никогда не закипала. Рассеиваемая мощность составляла около 1 мегаватта при потенциале около 700 вольт и токе около 1500 ампер .
В современных конструкциях используются электроды из нержавеющей стали и карбонат натрия или другие соли, а контейнер не используется в качестве одного из электродов.
Системы с частым запуском могут включать циркуляцию воды к внешним теплообменникам. В таких случаях антифриз и антикоррозионные добавки должны быть тщательно подобраны, чтобы не изменять сопротивление и не поддерживать рост водорослей или бактерий.
Преимуществом является бесшумная работа, отсутствие шума вентилятора, характерного для современных конструкций с резистивной сеткой .
К недостаткам можно отнести:
В 1950-х годах на железных дорогах широко использовались нагрузочные батареи с соленой водой для проверки выходной мощности дизель-электрических локомотивов . [3] Впоследствии их заменили специально разработанные резистивные нагрузочные батареи . Некоторые ранние трехфазные электровозы переменного тока также использовали жидкостные реостаты для запуска двигателей и балансировки нагрузки между несколькими локомотивами. [4]
Жидкостные реостаты иногда использовались в больших (тысячи киловатт/лошадиных сил) приводах двигателей с ротором , чтобы контролировать сопротивление цепи ротора и, следовательно, скорость двигателя. Положение электрода можно было регулировать с помощью небольшой лебедки с электрическим приводом или пневматического цилиндра. Охлаждающий насос и теплообменник были предусмотрены для рассеивания энергии скольжения в технологической воде или другой водной системе. [5]
Когда-то для регулировки яркости театрального освещения использовались массивные реостаты, но в большинстве приложений с высокой мощностью их место заняли твердотельные компоненты. [6]
Высоковольтные распределительные сети используют фиксированные электролитные резисторы для заземления нейтрали, чтобы обеспечить ограничение тока, так что напряжение на земле во время неисправности поддерживается на безопасном уровне. В отличие от твердотельного резистора, жидкостный резистор является самовосстанавливающимся в случае перегрузки. Обычно сопротивление устанавливается во время ввода в эксплуатацию, а затем остается фиксированным. [7]
Современные пускатели двигателей [8] полностью закрыты, а движение электродов контролируется серводвигателем. Обычно танк весом в 1 тонну запускает двигатель с контактным кольцом мощностью 1 мегаватт, но существуют значительные различия во времени запуска в зависимости от области применения.
Полностью соленая загрузка банка датируется более ранней, менее регулируемой и спорной эпохой. Для принятия текущего законодательства по безопасности требуются более закрытые конструкции.
Они не более опасны, чем электродные нагреватели , которые работают по тому же принципу, но с простой водой, или электрические погружные нагреватели, при условии соблюдения правильных мер предосторожности. Для этого требуется подключить контейнер как к заземлению, так и к нейтрали и отключить все полюса с помощью связанного автоматического выключателя максимального тока . Если они находятся на открытом воздухе, требуются защитные барьеры .