.jpg/1280px-LIquid_switches_(Modern_Electrical_Practice,_Vol_2).jpg)
Жидкостный реостат , или водяной реостат [1] , или реостат с соленой водой — это разновидность переменного резистора . Его можно использовать в качестве эквивалентной нагрузки или в качестве пускового резистора для двигателей с большими контактными кольцами.
В простейшей форме он состоит из резервуара с рассолом или другим раствором электролита, в который погружены электроды для создания электрической нагрузки . Электроды можно поднимать или опускать в жидкость, чтобы соответственно увеличить или уменьшить электрическое сопротивление нагрузки. Для стабилизации нагрузки нельзя допускать закипания смеси.
В современных конструкциях используются электроды из нержавеющей стали, карбонат натрия или другие соли, а контейнер не используется в качестве одного электрода. В некоторых конструкциях электроды зафиксированы, а жидкость поднимается и опускается с помощью внешнего цилиндра или насоса. Системы запуска двигателя, используемые для частых и быстрых запусков и повторных запусков, что приводит к высокой тепловой нагрузке на реостаты, могут включать циркуляцию воды к внешним теплообменникам. В таких случаях необходимо тщательно выбирать антифриз и антикоррозионные присадки, чтобы не изменить устойчивость и не способствовать росту водорослей или бактерий.
Реостат с соленой водой работает с коэффициентом мощности, равным единице , и представляет сопротивление с незначительной последовательной индуктивностью по сравнению с эквивалентом с проволочной обмоткой, и, как само собой разумеющееся, широко использовался сборщиками генераторов до 20 лет назад. Иногда их до сих пор строят на месте для ввода в эксплуатацию больших дизель-генераторов в отдаленных местах, где выброшенные масляные бочки и строительные леса могут образовывать импровизированный резервуар и электроды.
Обычно традиционный жидкостный реостат состоит из стального цилиндра (отрицательный ) размером около 5 футов (1,5 м), стоящего на изоляторах, в котором подвешен полый стальной цилиндр. Он действовал как положительный электрод и поддерживался стальным тросом и изолятором от регулируемого шкива. Соединение водопроводной трубы включало изолированную секцию. В резервуаре была соленая вода, но не в той концентрации, которую можно было бы назвать «рассолом». Все устройство было огорожено в целях безопасности.
Операция была очень простой, поскольку добавление большего количества соли, большего количества воды или изменение высоты центрального электрода могло изменить нагрузку. [2] Нагрузка оказалась достаточно стабильной и лишь незначительно менялась по мере нагревания воды, которая так и не закипела. Рассеиваемая мощность составила около 1 мегаватта , при потенциале около 700 вольт и токе около 1500 ампер .
В современных конструкциях используются электроды из нержавеющей стали, карбонат натрия или другие соли, а контейнер не используется в качестве одного электрода.
Системы с частым запуском могут предусматривать циркуляцию воды к внешним теплообменникам. В таких случаях необходимо тщательно выбирать антифриз и антикоррозионные присадки, чтобы не изменить устойчивость и не способствовать росту водорослей или бактерий.
Преимуществом является бесшумная работа без шума вентилятора, свойственного современным конструкциям резистивных сеток .
К недостаткам относятся:
В 1950-х годах железные дороги обычно использовали нагрузочные банки с соленой водой для проверки выходной мощности дизель-электрических локомотивов . [3] Впоследствии они были заменены специально разработанными блоками резистивной нагрузки . Эти более поздние конструкции мощностью 4000 лошадиных сил (3000 кВт) в настоящее время стоят от 100 000 до 180 000 евро . Следовательно, железным дорогам экономически выгодно строить собственный морской транспорт. Некоторые ранние электровозы трехфазного переменного тока также использовали жидкостные реостаты для запуска двигателей и балансировки нагрузки между несколькими локомотивами. [4]
Жидкостные реостаты иногда использовались в приводах больших (тысячи киловатт/лошадей) двигателей с фазным ротором для управления сопротивлением цепи ротора и, следовательно, скоростью двигателя. Положение электрода можно было регулировать с помощью небольшой электрической лебедки или пневматического цилиндра. Охлаждающий насос и теплообменник были предусмотрены для рассеивания энергии скольжения в техническую воду или другую водную систему. [5]
Массивные реостаты когда-то использовались для регулировки яркости театрального освещения, но твердотельные компоненты заняли их место в большинстве устройств с высокой мощностью. [6]
В распределительных сетях высокого напряжения используются фиксированные электролитные резисторы для заземления нейтрали, обеспечивающие токоограничивающее действие и позволяющие поддерживать напряжение на земле во время замыкания на безопасном уровне. В отличие от твердотельного резистора, жидкостный резистор самовосстанавливается в случае перегрузки. Обычно сопротивление настраивается во время ввода в эксплуатацию, а затем остается фиксированным. [7]
Современные пускатели двигателей [8] полностью закрыты, а движение электродов контролируется серводвигателем. Обычно 1-тонный резервуар запускает двигатель с контактными кольцами мощностью 1 мегаватт, но время запуска значительно варьируется в зависимости от применения.
Банк нагрузки, полностью наполненный соленой водой, возник в более раннюю, менее регулируемую и спорную эпоху. Для принятия действующего законодательства по безопасности необходимы более закрытые конструкции.
Они не более опасны, чем электродные нагреватели , которые работают по тому же принципу, но с использованием простой воды, или погружные электрические нагреватели, при условии соблюдения правильных мер предосторожности. Для этого необходимо подключить контейнер как к земле, так и к нейтрали, а также отключить все полюса с помощью подключенного автоматического выключателя сверхтока . На открытом воздухе необходимы барьеры безопасности .