Un reóstato líquido o reóstato de agua [1] o reóstato de agua salada es un tipo de resistencia variable . Esto se puede utilizar como carga ficticia o como resistencia de arranque para motores de anillos deslizantes grandes.
En la forma más simple, consiste en un tanque que contiene salmuera u otra solución de electrolito, en el que se sumergen los electrodos para crear una carga eléctrica . Los electrodos se pueden subir o bajar en el líquido para aumentar o disminuir respectivamente la resistencia eléctrica de la carga. Para estabilizar la carga, no se debe permitir que la mezcla hierva.
Los diseños modernos utilizan electrodos de acero inoxidable y carbonato de sodio u otras sales, y no utilizan el recipiente como un electrodo. En algunos diseños, los electrodos son fijos y el líquido sube y baja mediante un cilindro o bomba externos. Los sistemas de arranque de motor utilizados para arranques y rearranques frecuentes y rápidos, por lo tanto, una alta carga de calor para los reóstatos, pueden incluir la circulación de agua a intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosión deben elegirse cuidadosamente para no cambiar la resistencia o favorecer el crecimiento de algas o bacterias.
El reóstato de agua salada opera a un factor de potencia unitario y presenta una resistencia con inductancia en serie insignificante en comparación con un cable equivalente enrollado, y fue ampliamente utilizado por los ensambladores de generadores, hasta hace 20 años, como una cuestión de rutina. A veces todavía se construyen en el sitio para la puesta en servicio de grandes generadores diesel en lugares remotos, donde los tambores de aceite desechados y los tubos de los andamios pueden formar un tanque y electrodos improvisados.
Descripción
Por lo general, un reóstato líquido tradicional consiste en un cilindro de acero (el negativo ), de aproximadamente 1,5 m (5 pies) de tamaño, colocado sobre aisladores, en el que se suspende un cilindro de acero hueco. Este actuó como el electrodo positivo y fue sostenido por una cuerda de acero y un aislante de una polea ajustable. La conexión de la tubería de agua incluía una sección aislada. El tanque contenía agua salada, pero no a la concentración que podría describirse como "salmuera". Todo el dispositivo fue vallado por seguridad.
La operación fue muy simple, ya que agregar más sal, más agua o variar la altura del electrodo central variaría la carga. [2] La carga demostró ser bastante estable, variando solo ligeramente a medida que el agua se calentaba. Nunca llegó a hervir. La disipación de energía fue de aproximadamente 1 megavatio , con un potencial de aproximadamente 700 voltios y una corriente de aproximadamente 1,500 amperios .
Los diseños modernos utilizan electrodos de acero inoxidable y carbonato de sodio u otras sales, y no utilizan el recipiente como un electrodo.
Los sistemas con arranque frecuente pueden incluir circulación de agua a intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosión deben elegirse cuidadosamente para no cambiar la resistencia o favorecer el crecimiento de algas o bacterias.
Ventajas y desventajas
Una ventaja es el funcionamiento silencioso, sin el ruido del ventilador de los diseños de rejilla resistiva actuales .
Las desventajas incluyen:
- corrosión de los cables de conexión de cobre y del cable de acero
- falta de aislamiento del suelo que puede disparar un sistema de detección de suelo
Usos
Los ferrocarriles solían utilizar bancos de carga de agua salada en la década de 1950 para probar la potencia de salida de las locomotoras diesel-eléctricas . [3] Posteriormente fueron reemplazados por bancos de carga resistiva especialmente diseñados . Estos últimos diseños, con una potencia de 4.000 caballos de fuerza (3.000 kW), cuestan actualmente entre 100.000 y 180.000 euros . Por lo tanto, es económicamente ventajoso para los ferrocarriles construir su propio tipo de agua salada. Algunas locomotoras eléctricas también usaban reóstatos líquidos, en particular en Italia para los primeros tipos de CA trifásicos, como la FS Class E550 . Algunos diseños de corriente continua también los usaron como resistencias de arranque.
Los reóstatos líquidos se usaban a veces en accionamientos de motor de rotor bobinado grandes (miles de kilovatios / caballos de fuerza) , para controlar la resistencia del circuito del rotor y, por lo tanto, la velocidad del motor. La posición del electrodo se puede ajustar con un pequeño cabrestante operado eléctricamente o un cilindro neumático. Se proporcionaron una bomba de enfriamiento y un intercambiador de calor para permitir que la energía de deslizamiento se disipe en el agua de proceso u otro sistema de agua. [4]
Alguna vez se usaron reóstatos masivos para atenuar la iluminación teatral, pero los componentes de estado sólido han ocupado su lugar en la mayoría de las aplicaciones de alta potencia. [5]
Uso actual
Las redes de distribución de alto voltaje utilizan resistencias de electrolito fijas para conectar a tierra el neutro, para proporcionar una acción de limitación de corriente, de modo que el voltaje a través del suelo durante la falla se mantenga a un nivel seguro. A diferencia de una resistencia sólida, la resistencia líquida se autocura en caso de sobrecarga. Normalmente, la resistencia se configura durante la puesta en servicio y luego se deja fija. [6]
Los arrancadores de motor modernos [7] están totalmente cerrados y el movimiento del electrodo está controlado por servomotor. Normalmente, un tanque de 1 tonelada arrancará un motor de tipo anillo deslizante de 1 megavatio, pero hay una variación considerable en el tiempo de arranque según la aplicación.
Problemas de seguridad con diseños más antiguos
El banco de carga de agua completamente salada data de una época anterior, menos regulada y litigiosa. Para aprobar la legislación de seguridad actual se requieren diseños más cerrados.
No son más peligrosos que los calentadores de electrodos , que funcionan según el mismo principio, pero con agua corriente o calentadores eléctricos de inmersión, siempre que se tomen las precauciones adecuadas. Esto requiere conectar el contenedor a tierra y neutro y romper todos los polos con un disyuntor de sobrecorriente vinculado . Si está al aire libre, se requieren barreras de seguridad .
Ver también
Referencias
- ^ "definición de reóstato líquido de reóstato líquido en la enciclopedia en línea gratuita" . Encyclopedia2.thefreedictionary.com . Consultado el 9 de abril de 2013 .
- ^ "Reóstatos líquidos" . Chestofbooks.com . Consultado el 9 de abril de 2013 .
- ^ Ejército de los Estados Unidos, Operación y mantenimiento de locomotoras diesel-eléctricas TM 55-202 , 965, página 240
- ^ Igor Karassik et al, (ed), Cuarta edición del manual de la bomba , Mc Graw Hill 2008, ISBN 978-0-07-146044-6 páginas 9-113-9-115
- ^ Platt, Charles (2012). Enciclopedia de componentes electrónicos. Volumen 1, [Fuentes de energía y conversión: resistencias, condensadores, inductores, interruptores, codificadores, relés, transistores] . Sebastopol CA: O'Reilly / Make. pag. 89. ISBN 978-1-4493-3387-4. OCLC 824752425 .
- ^ http://www.acrastyle.co.uk/products/liquid-neutral-earthing-resistors/
- ^ http://www.aoip.com/product/epm/