[08-1999] Необходимо модернизировать схему защиты
 

Необходимо модернизировать схему защиты

Многие локомотивщики знают о случаях возгораний с последующими пожарами на электровозах Забайкальской и Дальневосточной дорог. Так, на локомотиве ВЛ60ПК депо Черны- шевск при следовании с пассажирским поездом произошел переброс напряжения цепи отопления на корпус. В результате протекания токов короткого замыкания и нагрева трансформаторного масла с выделением газов произошли разгерметизация расширителя силового трансформатора, выброс трансформаторного масла и его возгорание. Защита на электровозе не сработала. В итоге электровоз был поврежден, и потребовался капитальный ремонт в объеме КР-2.

Известен также такой случай: пробилась изоляция провода В200 на корпус. И вновь защита не сработала. В результате “глухого” замыкания обмотки отопления разгерметизировался силовой трансформатор, и произошло возгорание. После четырехчасового пожара локомотив оказался поврежденным до степени списания, так как деформировалась рама кузова.

Почти одновременно на электровозе депо Хабаровск II произошло возгорание из-за неисправности контактора отопления 447. В результате протекания токов короткого замыкания через обмотку отопления повреждена часть оборудования. Защита цепи отопления поезда не сработала. Попробуем разобраться в причинах этого.

На рис. 1 представлена схема силовой цепи отопления на действующих пассажирских электровозах ВЛ60ПК. Она содержит вторичную обмотку отопления 1 силового трансформатора 2, элек- тропневматический контактор 3, реле перегрузки 4, переключатель направления 5 и розетки отопления поезда 6, 7.

Вторичная обмотка силового трансформатора (вывод “х”) соединена с корпусом электровоза, вывод обмотки “а” трансформатора — с контактором 3. Один вывод токовой катушки реле перегрузки 4 подсоединен к контактору 3, а второй — к переключателю направления 5. Переключатель режима соединен с розеткой 6 или 7 в зависимости от направления движения электровоза.

Силовая цепь отопления поезда сделана как однопроводная линия. Роль второго провода выполняет рельсовая цепь. Это является ее положительным свойством, так как обеспечиваются простота цепи и экономия силового кабеля. Цепь имеет токовую защиту от перегрузки и коротких замыканий в виде реле перегрузки 4.

Реле при токе (480 ± 20) А отключает промежуточное реле 531 (рис. 2,б), которое, в свою очередь, обесточивает удерживающую катушку главного воздушного выключателя электровоза “4 удер.".

Такая защита действует достаточно быстро, однако имеет существенный недостаток. При пробое изоляции проводов В200 и В200А на корпус, а также перебросе дуги с токоведущих элементов контактора 3 на корпус токовое реле 4 не сработает, т.е. имеется “мертвая зона” (см. рис. 1).

В результате происходит “глухое” короткое замыкание обмотки отопления поезда 1 силового трансформатора 2. Существующая защита от пробоя на корпус цепи тяговых двигателей и “земляная” защита вспомогательных машин электровоза при этом также не сработают, поскольку нет электрической связи с цепью отопления поезда. Токовая защита первичной обмотки трансформатора не сработает из-за малой мощности короткого замыкания.

Действительно, при мощности обмотки отопления 800 — 1100 кВ-A (в зависимости от типа установленного трансформатора) и напряжении 3027 В максимальный ток короткого замыкания достигает 265 — 365 А. Следует отметить, что это — ток вторичной обмотки трансформатора 2. На первичной стороне с учетом коэффициента трансформации он составит 32 — 44 А, что явно недостаточно для срабатывания защиты первичной обмотки, где ток уставки равен (400 ± 20) А.

Предлагается модернизировать силовую цепь отопления поезда, чтобы исключить “мертвую зону” (рис. 3). В этом варианте силовая цепь отопления поезда содержит обмотку отопления 1 силового трансформатора 2, контактор 3, переключатель направления 5, розетки отопления 6, 7 и токовое реле 4.

Вывод “а” обмотки соединен с контактором отопления 3, а вывод “х” — с входом токового реле 4, выход которого подключен к корпусу электровоза. Контактор отопления 3 соединен с переключателем направления 5 и подает питание на розетку отопления поезда 6 или 7 в зависимости от направления движения. Система управления устройствами отопления и сигнализации оставлена без изменений.
Новое в том, что реле перегрузки 4 включено на заземленный вывод “х” обмотки отопления. Это позволяет учитывать токи утечки на корпус при пробое изоляции кабелей В220, В200А, В201 и В202; перекрытия на корпус с токоведущих элементов контактора 3 и переключателя 5.

Действительно, как при нормальной работе силовой цепи, так и при дополнительных токах короткого замыкания токовое реле 4 будет учитывать общий ток силовой цепи. При уставке (480 + 20) А оно обесточит систему отопления поезда. Отключение при коротких замыканиях произойдет за счет введения реле перегрузки 4, которое своей блокировкой обесточит промежуточное реле 531 (см. рис. 2).
Промежуточное реле 531 при выключении своей блокировкой Н368 — Н78 разорвет цепь удерживающей катушки главного воздушного выключателя электровоза. Одновременно блокировка промежуточного реле 531 Н325 — Н326 отключит контактор отопления поезда 447, что предотвратит возгорание электровоза.

При коротких замыканиях или перегрузке в цепи нагревательных элементов котлов пассажирских вагонов защита на электровозе работает как до модернизации.

Отопление поезда включают выключателем 449 или 450 и кнопкой 529 или 530. Это обеспечивает включение пневматического контактора 447 и его последующее самоблокирование (см. рис. 2).

Все нагревательные элементы котлов в вагонах соединены параллельно и при пробое на корпус или перегрузке защищены токовым реле 4 РТ-265. Его блокировка в цепи промежуточного реле 531 отключает последнее при срабатывании защиты. Оно в свою очередь обесточивает главный воздушный выключатель электровоза и контактор отопления 447.

Технические показатели силовой цепи отопления после модернизации таковы:
- возгорания электровоза предотвращаются за счет двойного отключения (главным выключателем и контактором отопления) силовой цепи отопления поезда при пробое изоляции или при перебросе дуги на корпус за время, менее 0,04 с;
- силовая цепь, цепи управления системы отопления и сигнализации в нормальном режиме работы электровоза сохраняют свою работоспособность;
- реле перегрузки цепи отопления поезда 446 выполняет дополнительную функцию — предотвращения возгораний на электровозе.

В.В. КРАВЧУК, Ю.М. КУЛИНИЧ,
ДВГУПС,
А.С. ПОДДАВАШКИН,
депо Белогорск Дальневосточной дороги

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin