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Un reóstato líquido o reóstato de agua [1] o reóstato de agua salada es un tipo de resistencia variable . Puede utilizarse como carga ficticia o como resistencia de arranque para motores de anillos rozantes grandes.
En su forma más simple, consiste en un tanque que contiene salmuera u otra solución electrolítica, en el que se sumergen electrodos para crear una carga eléctrica . Los electrodos se pueden subir o bajar dentro del 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 solo electrodo. En algunos diseños, los electrodos son fijos y el líquido se eleva y se baja mediante un cilindro o una bomba externos. Los sistemas de arranque de motores utilizados para arranques y reinicios frecuentes y rápidos, por lo que suponen una carga térmica elevada para los reóstatos, pueden incluir la circulación de agua a intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosión deben elegirse con cuidado para no cambiar la resistencia ni favorecer el crecimiento de algas o bacterias.
El reóstato de agua salada opera con un factor de potencia unitario y presenta una resistencia con una inductancia en serie despreciable en comparación con un equivalente bobinado de alambre, y fue ampliamente utilizado por los ensambladores de generadores, hasta hace 20 años, como algo habitual . A veces todavía se construyen en el lugar para la puesta en servicio de grandes generadores diésel en lugares remotos, donde los bidones de petróleo y los tubos de andamios desechados pueden formar un tanque y electrodos improvisados.
Un reóstato líquido tradicional consta de un cilindro de acero (el negativo ), de unos 1,5 m (5 pies) de tamaño, apoyado sobre aisladores, en el que se suspendía un cilindro de acero hueco. Este actuaba como electrodo positivo y estaba sostenido por una cuerda de acero y un aislador desde una polea ajustable. La conexión de la tubería de agua incluía una sección aislada. El tanque contenía agua salada, pero no en una concentración que pudiera describirse como "salmuera". Todo el dispositivo estaba vallado por seguridad.
El funcionamiento era muy sencillo, ya que añadiendo más sal, más agua o variando la altura del electrodo central se variaba la carga. [2] La carga resultó ser bastante estable, variando sólo ligeramente a medida que se calentaba el agua, que nunca llegó a hervir. La disipación de potencia era de aproximadamente 1 megavatio , a un potencial de unos 700 voltios y una corriente de unos 1.500 amperios .
Los diseños modernos utilizan electrodos de acero inoxidable, carbonato de sodio u otras sales y no utilizan el recipiente como electrodo.
Los sistemas con arranques frecuentes pueden incluir la circulación de agua hacia intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosivos deben elegirse con cuidado para no modificar la resistencia ni favorecer el crecimiento de algas o bacterias.
Una ventaja es el funcionamiento silencioso, sin el ruido del ventilador de los diseños de rejilla resistiva actuales .
Las desventajas incluyen:
En la década de 1950, los ferrocarriles utilizaban bancos de carga de agua salada para probar la potencia de salida de las locomotoras diésel-eléctricas . [3] Posteriormente, se reemplazaron por bancos de carga resistivos especialmente diseñados . Algunas de las primeras locomotoras eléctricas de CA trifásicas también utilizaban reóstatos líquidos para poner en marcha los motores y equilibrar la carga entre varias locomotoras. [4]
En ocasiones se utilizaban reóstatos líquidos en grandes motores de rotor bobinado (de miles de kilovatios/caballos de fuerza) para controlar la resistencia del circuito del rotor y, por lo tanto, la velocidad del motor. La posición de los electrodos se podía ajustar con un pequeño cabrestante operado eléctricamente o un cilindro neumático. Se proporcionaba una bomba de enfriamiento y un intercambiador de calor para permitir que la energía de deslizamiento se disipara en el agua de proceso u otro sistema de agua. [5]
En el pasado, se utilizaban reóstatos masivos para atenuar la iluminación teatral, pero los componentes de estado sólido han ocupado su lugar en la mayoría de las aplicaciones de alto voltaje. [6]
Las redes de distribución de alta tensión utilizan resistencias electrolíticas fijas para conectar a tierra el neutro y proporcionar una acción limitadora de corriente, de modo que la tensión a través de la tierra durante una falla se mantenga en un nivel seguro. A diferencia de una resistencia sólida, la resistencia líquida se autorrepara en caso de sobrecarga. Normalmente, la resistencia se configura durante la puesta en servicio y luego se deja fija. [7]
Los arrancadores de motores modernos [8] están totalmente cerrados y el movimiento de los electrodos está controlado por un servomotor. Normalmente, un tanque de 1 tonelada arrancará un motor de anillos rozantes de 1 megavatio, pero existe una variación considerable en el tiempo de arranque según la aplicación.
El banco de carga totalmente de agua salada data de una época anterior, menos regulada y contenciosa. 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 los calentadores de inmersión eléctricos, siempre que se tomen las precauciones adecuadas. Para ello es necesario conectar el recipiente a tierra y al neutro y romper todos los polos con un disyuntor de sobrecorriente conectado . Si se encuentran al aire libre, se requieren barreras de seguridad .