Реле Бухгольца — это элемент безопасности некоторых электрических трансформаторов, дроссельных катушек или высоковольтных электрических конденсаторы и реакторы. Он предназначен для предотвращения распространения повреждений в случае короткого замыкания, дугового разряда или других опасных электрических неисправностей, таких как взрыв или ухудшение состояния из-за перегрева. Концепция реле была изобретена Максом Бухгольцем, инженером и изобретателем 20го века, чьи предки эмигрировали в США из Германии в 1800-х годах. Он впервые разработал реле Бухгольца в 1921 году, но оно не получило широкого распространения в США до 1940-х годов.
Каждое реле Бухгольца действует как своего рода автоматический выключатель, чаще всего прикрепленный к верхней части масляного бака. заполненные электрические трансформаторы, в которых находится резервуар для хранения масла, известный как консерватор. Основная роль устройства заключается в поддержании диэлектрической проницаемости или изолирующих свойств трансформатора, а также это можно сделать, контролируя подачу циркулирующего масла из расширителя, а также обнаруживая утечки воздуха в систему. Аварийные выключатели, такие как реле Бухгольца, являются важным компонентом современных распределительных сетей. Они предназначены для сведения к минимуму повреждения более широких областей системы в случае локализованной неисправности, которая в противном случае может распространиться и перегрузить другие трансформаторы, расположенные дальше по линии.
Конструкция таких устройств рассчитана на тяжелые условия эксплуатации, поэтому они могут выдерживать большие электрические токи и меняющиеся климатические условия. Корпус имеет куполообразную форму и изготовлен из атмосферостойкого алюминиевого корпуса со встроенными механическими средствами контроля и управления цепью отключения, а также смотровым окном из закаленного стекла для визуального контроля уровня изоляционного масла. Переключатели в реле Бухгольца способны работать с напряжением от 24 до 250 вольт любого переменного тока (AC) или постоянного тока (DC), и изоляция реле может выдержать заряд 2000 вольт. Само изоляционное масло представляет собой форму минерального масла, стабильного при высоких температурах, или фторированных углеводородных соединений на основе кремния, обычно имеют рабочий температурный диапазон от 77° до 239° по Фаренгейту (от 25° до 115° по Цельсию).
Ряд масляных поплавков в реле Бухгольца используется для измерения уровня неисправности в трансформаторе. Незначительные электрические неполадки приведут к выделению небольшого количества газа в масле, что сдвинет верхний поплавок и заставит реле активировать внешний аварийный сигнал. При крупномасштабных неисправностях высвобождается достаточное количество газа, поэтому отключающий выключатель в реле Бухгольца активируется, когда заслонка на большем нижнем поплавке поворачивается под действием поднимающегося газа, и реле отключает питание трансформатора. Внешняя кнопка на устройстве предназначена для перезагрузки системы после определения и устранения причины неисправности. Если в трансформаторе обнаружена незначительная утечка масла или в блок попадает небольшое количество воздуха, поплавковый узел малого объема активирует аварийный сигнал. Когда утечка становится значительной, расцепитель срабатывает большим поплавком, и система отключается.
Варианты конструкции могут включать ртутный переключатель, прикрепленный к вращающейся заслонке нижнего узла вместо поплавковое устройство. Некоторые устройства также имеют контрольные краны, чтобы проверить, правильно ли работают поплавки и ртутные выключатели, направляя воздух через систему и контролируя их реакцию. Узел реле часто монтируется на прочной чугунной пластине, а клеммы изолируются керамикой, чтобы придать реле Бухгольца дополнительную прочность и долговечность.