Реле работало с небольшим двигателем от вентилятора. Принцип заключался в том, что при подключении переменного тока направление вращения двигателя постоянного тока изменялось. Якорь перемещался между двумя блоками. В случае реверса мощности подключалась дополнительная цепь и отключался автомат. См. Рис.12. Первый баковый масляный выключатель с прямым расцепителем (Рисунок 1) был выпущен А.Айхелем (A. Aichele), компания BBC уже в 1900 г. При включении поднимался тяжелый груз, поворачивался на 180° и «защелкивался». Расцепление запускалось тремя индукционными дисками (Ferraris-discs). Они располагались на одной оси и подсоединялись к рычагу с весом. Так как сначала был необходим подъем, то зависимая выдержка времени получалась автоматически. Пример расцепления для реле реверса тока показан на Рисунке 7a и 7b. На станциях постоянного тока для увеличения чувствительности могли применяться поляризованные реле (Рисунок 8).
Высоковольтное реле максимального тока
Интересным решением было использование «высоковольтного» реле максимального тока. Запускающий элемент находился под потенциалом высокого напряжения. С помощью веревки запускался элемент времени, размещенный под потенциалом земли, который и замыкал контакт силового выключателя. На Рис.11a /11b показано реле максимального тока плунжерного типа компании General Electric типа PM-33 (22-110 кВ).
Вторичные Реле
Когда Г.Бенишке (G. Benischke) в 1898г изобрел ТТ, то потребовалось два года для выпуска устройств защиты с ТТ. В начале 20-го века все производители распредустройств также выпускали и устройства защиты. Давайте укажем некоторые из них:
В Европе: AEG, BBC, Reyrolle, Siemens & Halske, Vogt & Haeffner A.G., Maschinenfabrik Oerlikon
В США: Компания General Electric Company, Westinghouse Electric & Manufacturing Co., Schweitzer and Conrad, Inc. Первые поколения реле защиты имели подвижную катушку и другие детали, как это описано в выпуске журнала «Мир РЗА», осень 2007. Другой возможностью были реле Феррари (Ferraris) (индукционные реле, Рис. 13). Токовое направленное реле компанииV&H (1920) показано на Рис. 14. Барабанчик Феррари под воздействием 4 механизмов с двумя обмотками напряжения и двумя тока. Рычаг, подсоединенный к нему, двигался согласно направлению мощности. На конце рычага была слюдяная пластинка, двигающаяся между двумя контактами. Благодаря этому замыкалась только цепь требуемого направления мощности. Конструкция реле максимального тока с выдержкой времени была предложена Чарльзом Брауном (Charles Brown) уже в 1902. В его патенте DP 143 556 применен диск Феррари, который поднимал вес (см. Рисунок 22 в выпуске журнала «Мир РЗА», осень 2007). Время регулировалось весом. Компанияч TOSHIBA с 1907г выпускало реле максимального тока плунжерного типа. Расцепители назывались «устройствами автоматического отключения для систем переменного тока” . Уже тогда существовал термин «селективность», но он применялся в телефонии (для различия прерывистых и постоянных токов).
В 1908 г Кульман (Kuhlmann) опубликовал в журнале ETZ (Германия) статью, где впервые использовал термины «независимая» и «инверсная» характеристики времени как для реле, так и расцепителей. Можно вспомнить, что ранее мы упоминали решение, предложенное Г.Дедро (G. Dedreux, Мюнхен), патент DRP 59192(1891) - Рис 18. Он предлагал вводить выдержку времени при отключении батарей в случае повреждения на линии. Основной частью был наклонный канал (d) с пружиной (f). При движении якоря перемещался шарик, давящий на пружину (k), тем самым разрывая цепь. Позднее стал использоваться механический анкер (как балансные пружины в часах, Рисунок 10).
Рисунок 11. Высоковольтное реле максимального тока РМ-33,GEC,1920 год
Рисунок 12. Реле реверса тока (Ниагарская ГЭС,GEC, 1899 год)
Рисунок 13. Реле Феррари (индукционное) с вращающимся диском
Рисунок 14. Реле направления тока (V&H Примерно 1920)
Рисунок 15. Реле времени GEC, примерно 1920 год