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液体レオスタット、水レオスタット[ 1 ]、または塩水レオスタットは、可変抵抗器の一種です。これは、ダミー負荷として、または大型スリップリングモーターの始動抵抗器として使用できます。
最も単純な形態では、塩水またはその他の電解質溶液が入ったタンクに電極を浸漬して電気負荷を作り出す。電極を液体中に上げ下げすることで、負荷の電気抵抗をそれぞれ増減させることができる。負荷を安定させるためには、混合液を沸騰させてはならない。
現代の設計では、ステンレス鋼電極と炭酸ナトリウムなどの塩類を使用し、容器自体を電極として使用しません。一部の設計では、電極は固定されており、液体は外部のシリンダーまたはポンプによって昇降されます。頻繁かつ迅速な始動と再始動に使用されるモーター始動システムでは、レオスタットへの熱負荷が高くなるため、外部熱交換器への水の循環が含まれる場合があります。このような場合、不凍液および防錆添加剤は、抵抗値を変化させたり、藻類やバクテリアの増殖を促進したりしないように慎重に選択する必要があります。
塩水式レオスタットは力率が1で動作し、巻線式レオスタットに比べて直列インダクタンスが無視できるほど小さい抵抗値を示すため、20年前までは発電機組立業者によって当然のように広く使用されていました。現在でも、遠隔地で大型ディーゼル発電機の試運転を行う際には、廃棄されたオイルドラムや足場用パイプを即席のタンクや電極として利用し、現場で組み立てられることがあります。
一般的に、従来の液体レオスタットは、絶縁体の上に設置された、長さ約1.5mの鋼製円筒（負極）で構成され、その中に中空の鋼製円筒が吊り下げられていました。この鋼製円筒は正極として機能し、調整可能な滑車から鋼製のロープと絶縁体で支えられていました。水道管の接続部には絶縁された部分がありました。タンクには塩水が入っていましたが、「塩水」と表現できるほどの濃度ではありませんでした。装置全体は安全のために柵で囲まれていました。
操作は非常に簡単で、塩や水の量を増やしたり、中心電極の高さを変えたりすることで負荷が変化する。[ 2 ]負荷は非常に安定しており、水が加熱されてもわずかに変化するだけで、沸騰することはなかった。電力損失は約1メガワットで、電位は約700ボルト 、電流は約1,500アンペアであった。
現代の設計では、ステンレス鋼製の電極と炭酸ナトリウム、またはその他の塩類を使用し、容器自体を電極として使用しない。
頻繁に起動するシステムでは、外部熱交換器への水循環が含まれる場合があります。このような場合、不凍液や防錆剤は、抵抗値を変化させたり、藻類や細菌の増殖を助長したりしないよう、慎重に選択する必要があります。
利点としては、現在の抵抗グリッド設計に見られるようなファンノイズがなく、静かに動作することが挙げられます。
デメリットとしては、以下のような点が挙げられます。
1950年代、鉄道ではディーゼル電気機関車の出力試験に塩水負荷バンクが一般的に使用されていた。[ 3 ]その後、特別に設計された抵抗負荷バンクに置き換えられた。初期の三相交流電気機関車の中には、モーターの始動や複数の機関車間の負荷バランス調整に液体レオスタットを使用するものもあった。[ 4 ]
液体レオスタットは、大型（数千キロワット/馬力）の巻線型回転子モーター駆動装置で、回転子回路の抵抗を制御してモーターの回転速度を制御するために使用されることがあった。電極の位置は、小型の電動ウインチまたは空気圧シリンダーで調整できた。冷却ポンプと熱交換器が設けられ、滑りエネルギーをプロセス水または他の水系に放散できるようにした。[ 5 ]
かつては劇場照明の調光に大型のレオスタットが使われていましたが、現在ではほとんどの高出力用途で固体素子がその代わりとなっています。[ 6 ]
高電圧配電ネットワークでは、中性線を接地するために固定電解質抵抗器を使用し、電流制限作用を提供することで、故障時の接地電圧を安全なレベルに維持します。固体抵抗器とは異なり、液体抵抗器は過負荷時に自己修復します。通常、抵抗値は試運転時に設定され、その後は固定されます。[ 7 ]
現代のモーター始動器[ 8 ]は完全に密閉されており、電極の動きはサーボモーターで制御されます。通常、1トンのタンクは1メガワットのスリップリングタイプのモーターを始動しますが、始動時間は用途によって大きく異なります。
完全海水負荷試験装置は、規制が緩く訴訟も少なかった時代のものである。現在の安全基準を満たすには、より密閉された設計が求められる。
適切な予防措置を講じれば、これらは同じ原理で動作する電極ヒーター（ただし、水を使用する）や電気浸漬ヒーターと比べて危険性は変わりません。適切な予防措置とは、容器を接地と中性線の両方に接続し、連動した過電流遮断器で全ての極を遮断することです。屋外で使用する場合は、安全柵が必要です。