poster333

Аппараты высоковольтной цепи электровоза ЭП20

На двухсистемном электровозе ЭП20 токосъем (рис. 1) осуществляется парой токоприемников: ХА1, ХАЗ при движении по участкам переменного тока и ХА2, ХА4 — по участкам постоянного тока. Асимметричные токоприемники ХА1 и ХАЗ рассчитаны на ток 750 А, аппараты ХА2 и ХА4 — на ток 3200 А. При штатной работе локомотива поднят один токоприемник (задний по ходу движения). В цепь каждой пары токоприемников введены разъединители QS1 и QS2, используемые для вывода из схемы неисправной пары. Поврежденные аппараты отключают дистанционно из кабины машиниста электровоза. Для переключения силовой цепи электровоза между двумя родами тока предназначен разъ-единитель-заземлитель (переключатель рода тока) Q1. Если на токоприемнике нет напряжения или в сети переменный ток, то Q1 заземляет силовую цепь постоянного тока. При наличии на токоприемнике напряжения постоянного тока он соединяет цепь токоприемников с быстродействующим выключателем QF2.

Род тока при поднятом токоприемнике распознает устройство определения и контроля рода тока (УОКРТ) А1 через трансформа-
тор ТЗ. Оно расположено в высоковольтной камере. При наличии переменного тока в контактной сети система управления тяговым приводом выдает сигнал, разрешающий собрать схему электровоза и включить главный выключатель QF1.

В данном случае напряжение сети от 19 до 29 кВ через главный выключатель QF1, фильтр Z1, проходной изолятор и трансформатор тока Т2 подается на первичную обмотку тягового трансформатора Т1. Она подключена к токосъемным устройствам ХТ2 — ХТ5 через датчики тока ТА11 — ТА14, трансформатор тока Т5.

При работе на постоянном токе переключатель рода тока Q1 переводится в соответствующее положение, после чего напряжение от 2,2 до 4 кВ через проходной изолятор, датчик тока ТА1, быстродействующий выключатель QF2 и далее через сетевой дроссель L1.1 подводится ктяговым преобразователям U1 — U3.

Минусовые цепи тяговых преобразователей соединяются с рельсовыми цепями через токосъемные устройства ХТ2 — ХТ5. Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений предусмотрены ограничители перенапряжений F1 и F2 .

Токоприемники AX023BULT и AX024BML

Токоприемники AX023BULT используются на участках постоянного тока 3 кВ, a AX024BMLT — переменного тока напряжением 25 кВ. Конструктивно они представляют собой три части: собственно токоприемник, привод с пневматическим узлом управления (ПУУ), установленный внутри локомотива, и систему аварийного автоматического опускания ADD.

Токоприемники (рис. 2) состоят из основания 1 (стальной сварной конструкции), на котором установлены нижняя рама 4, нижняя тяга 5 и пневматический привод 3. На верхней раме 6 размещается на шарнирах распорный стержень 8 с каретками и полоз 9 токоприемника. Горизонтальное положение полоза во всем рабочем диапазоне перемещений обеспечивает синхронизирующая тяга 7. На полозе находятся компенсаторы 16, предназначенные для задания аэродинамической характеристики и подбираемые при соответствующих испытаниях.

Токоприемники поднимаются при помощи пневматического привода 3, установленного на раме, который передает усилие на два кулачка нижней подвижной рамы. Привод состоит из резинокордного баллона, внутри которого установлен механизм стабилизации, рычагов и закрепленных за баллон гибких стальных тросиков. Опускаются токоприемники под действием собственной массы.

Высоковольтные аппараты оборудованы защитными клапанами 13 (ADD) от излома или сверхнормативного износа вставок и 14 (MED) — от превышения предельной высоты подъема. Конструкции токоприемников постоянного и переменного тока отличаются типом полозов, числом шунтов и рабочим давлением в пневматическом приводе. Технические характеристики оборудования приведены в табл. 1.

Токоприемники устанавливают на крыше электровоза попарно (рис. 3). Каждый из них опирается на четыре изолятора. При этом два изолятора соседних аппаратов являются общими, и токоприемники установлены на них через специальную опору. У каждого токоприемника один изолятор является опорным проходным.

Он имеет три воздушных канала:

• канал диаметром 8 мм используется для подачи сжатого воздуха от ПУУ к пневматическому приводу токоприемника;

• два канала диаметром по 6 мм. Используется только один из них для подачи сжатого воздуха от токоприемника к реле давления в ПУУ.

Тип вставки токоприемника AX023BULT — SK85ACU (пропитанный медью графит, среднее содержание меди — от 20 до 30%). Тип вставки токоприемника AX024BMLT — SK85W (угольно-графитовая). Внутри вставки имеется воздушный канал, проходящий ниже зоны допустимого износа. Он используется для работы системы защиты от излома или сверхнормативного износа вставки.


Пневматический узел управления. На рис. 4 показан внешний вид и основные узлы ПУУ. Конструктивно узел представляет собой две одинаковые пневматические цепи управления. Каждая из них предназначена для управления одним токоприемником. Токоприемник тяжелого типа AX023BULT подключен к верхнему контуру пневматической цепи, а токоприемник легкого типа AX024BMLT — к нижнему.

Каждая цепь включает в себя:

• фильтр 1 для очистки воздуха;

• электрический вентиль 4 для включения токоприемника в работу. Сверху на нем имеется кнопка ручного включения для принудительного подъема токоприемника в случае необходимости (при наличии достаточного давления сжатого воздуха);

• регуляторы скорости подъема 5 и опускания 6;

• регуляторы давления 7 для регулировки контактного нажатия;

• реле давления системы ADD/MED 9 для подачи сигнала системе электровоза о подъеме токоприемника, а также о снижении давления в пневматическом приводе, которое может привести к аварийной ситуации (отрыв полоза от контактного провода).

Все указанные элементы установлены в изолированном металлическом шкафу 11. Металлические части шкафа заземляются на кузов электровоза при помощи шунта 2. Электрические подключения выполнены при помощи соединителя (коннектора) 3. Элементы пневматической цепи соединены гибкими трубками 8. Для надежной работы токоприемника при отрицательных температурах ПУУ оборудован нагревателем 10.

Системы аварийного опускания (ADD, MED) состоят из пневматического клапана, установленного на токоприемнике, приходящего в действие при разрушении контактной вставки, проходного изолятора и реле давления. При нормальной работе (без повреждения вставок) пневматический клапан закрыт.

После разрушения контактных вставок или при сверхнормативном износе вставок воздушный канал, расположенный внутри вставки, соединяется с атмосферой и выпускает воздух из пневмопривода токоприемника. При этом срабатывает клапан системы ADD. Если полоз токоприемника поднялся на высоту более 7000 мм над головкой рельса, то вступает в работу клапан системы MED, и воздух из пневмопривода токоприемника выходит в атмосферу.

Далее система ADD (MDD) работает следующим образом. При давлении в пневмоприводе токоприемника менее 0,25 МПа последний опускается. Одновременно клапан ADD (MDD) сбрасывает давление из канала к реле давления ПУУ. Тем самым достигается его быстродействие.

Когда давление станет менее (0,25 ± 0,02) МПа, реле давления ПУУ подает сигнал об аварийном опускании токоприемника и команду ПУУ на сброс остатков воздуха из пневматической магистрали токоприемника. Если неисправность вставки не устранена, то система ADD (MDD) предотвращает повторный подъем токоприемника.

Многофункциональное устройство C4F

Многофункциональное устройство C4F (рис. 5) используется при работе на переменном токе в контактной сети 25 кВ. Оно состоит из:

• вакуумного выключателя 22CB-NG-E, предназначенного для оперативной коммутации высоковольтных цепей и защиты электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий;

• заземляющего переключателя 38KS-M, служащего для защиты бригады от поражения электрическим током при техническом обслуживании;

• ограничителя перенапряжений, предохраняющего оборудование электровоза от перенапряжений, возникающих при отключении вакуумного выключателя;

• ферритового фильтра, снижающего уровень электромагнитных помех в контактной сети при работе электровоза (устанавливается отдельно). Технические характеристики устройства приведены в табл. 2.


Схема вакуумного выключателя приведена на рис. 6. Камера 10 с главными контактами выключателя расположена в верхнем изоляторе 1. Внутри нижнего изолятора 2, прикрепленного к опорной плите 4, находится вертикальная тяга привода 3, с которой соединен подвижный контакт вакуумной камеры.

При включении электромагнита 5 конденсатор панели управления 7 разряжается на включающую катушку, и тяга 8 перемещается. Через рычаг 6, передающий усилия между вертикальным и горизонтальным стержнями привода, изменяется положение тяги 3 с подвижным главным контактом, и выключатель включается. Электромагнит удерживается во включенном положении вследствие протекания тока через удерживающую катушку. Вакуумный выключатель оборудован системой продувки сжатым воздухом нижнего изолятора, чтобы исключить появление конденсата. Кроме того, он оснащен блокировочными контактами 9.

Для отключения выключателя оперативно или по команде токового реле после достижения тока уставки прерывается цепь удерживающей катушки. Тяга 8 под действием пружины, а за ней — тяга 3 с подвижным главным контактом перемещаются в исходное состояние.

Напряжение питания 110 В подается на преобразователь DC/DC. Он обеспечивает постоянное выходное напряжение 96 В, позволяя включать главные контакты с заданными силой и скоростью. Контактор CFR (VCB) в отключенном состоянии обеспечивает заряд конденсатора напряжением преобразователя DC/DC.

Когда зарядка конденсатора закончена (время заряда — не более 10 с), выключатель может быть включен системой управления электровоза. При этом контактор CFR (VCB) подключает конденсатор к включающей катушке электромагнита выключателя. Конденсатор разряжается на включающую катушку, обеспечивая срабатывание электромагнита.

Заземляющий переключатель 38KS-M (рис. 7) состоит из рычага 5 с контактными зажимами 9, запорного устройства 1 с замками 2 и 3, съемной рукоятки 4 и вспомогательных контактов 7. Заземляющий переключатель имеет два положения: «Работа» и «Заземлено». Рычаг 5 переводят из одного положения в другое с помощью съемной рукоятки 4, вращая рычаг вокруг точки крепления 6. В рабочем положении рычага 5 замкнуты контакты 8, контакты 9 находятся в положении «Заземлено». Запорное устройство 1 с замками 2 и 3 обеспечивает блокировку рукоятки в фиксированных положениях.


Чтобы перевести рукоятку из рабочего положения в заземленное, в замок 2 необходимо вставить и повернуть ключ, вынутый из заземлителя цепей электроснабжения поезда в высоковольтной камере. После этого рукоятка может быть повернута в заземленное положение. Ключ в замке 3 поворачивается и блокирует рукоятку в положении «Заземлено». После этого ключ из замка 3 вынимают для доступа к заземлителю постоянного тока тягового преобразователя в высоковольтной камере.

Быстродействующий выключатель ARC 3035

Быстродействующий выключатель ARC 3035 (рис. 8) — однополюсный, неполяризованный аппарат с электромагнитным управлением и естественным охлаждением. Он предназначен для защиты оборудования электровоза при работе на участках постоянного тока. Выключатель состоит из дугогасительной камеры 6, электромагнитного привода 2, главных контактов 5 и 7, цепи управления 1, блокировочных контактов 3, возвратной пружины 4, силовых выводов 8, устройства автоматического отключения 9.

Главный подвижный контакт 5 служит для замыканий силовой цепи. Он приводится в действие кратковременным включением пусковой катушки электромагнитного привода 2 путем разряда пусковых конденсаторов внешней панели управления. Главные контакты остаются в замкнутом состоянии за счет силы, создаваемой удерживающей катушкой электромагнитного привода.

После отключения питания удерживающей катушки главные контакты размыкаются под действием возвратной пружины. Дуга, возникающая между контактами, посредством магнитного дутья «выдувается» в дугогасительную камеру. Технические характеристики быстродействующего выключателя ARC 3035 приведены в табл.3.

Крышевые разъединители OSAD30, 10SAD26 ножевого типа

Разъединитель-заземлитель OSAD30 (рис. 9) используется для переключений между системами переменного и постоянного тока без токовой нагрузки. Крышевой разъединитель 10SAD26 служит для отключения неисправного токоприемника без токовой нагрузки.

Силовая цепь аппаратов (рис. 10) состоит из ножа подвижного контакта и неподвижного контакта 6. Контакты имеют отверстия для подключения проводников. Подвижный контакт закреплен на поворотном изоляторе 4, который установлен на поворотной опоре 3. Последняя приводится в движение электрическим приводом через систему рычагов и кривошипный механизм. Неподвижный контакт закреплен на изоляторе и закрыт защитной крышкой 7.

Разъединитель OSAD30 имеет цепь заземлителя 8 с неподвижным контактом. Разъединители оснащены электрическим приводом для дистанционного управления и аварийным ручным приводом 11 со съемной рукояткой 10.

Контактор LTE 4-400

На участках переменного тока цепи электроснабжения поезда подключаются к отопительной обмотке тягового трансформатора Т1 с напряжением 3000 В через контактор КМ1. Н а участках постоянного тока — к контактной сети 3000 В через быстродействующий выключатель QF2 с помощью контактора КМ2. В качестве КМ1 и КМ2 используют контакторы LTE 4-400. Они представляют собой воздушные однополюсные аппараты с дугогашением и электромагнитным приводом (рис. 11).


Провода силовой цепи подключены к силовым выводам 8. Главные контакты — неподвижный 3 и подвижный 4, а также элементы привода 6 закрыты с обеих сторон боковинами 1. Провода цепей управления подсоединены к выводам 7 катушки управления электромагнитного привода. Дуга гасится в камере 2.

Чтобы передавать сведения о состоянии главных контактов в систему мониторинга локомотива, контактор снабжен вспомогательными контактами 5. При подаче напряжения на управляющую катушку электромагнит привода срабатывает и перемещает подвижный контакт, замыкая силовую цепь. После снятия напряжения с катушки управления цепь размыкается. Технические характеристики контактора приведены в табл. 4.

Разъединитель XMS40.08 010 110 20А

Разъединитель XMS40.08 010 110 20А (рис. 12) предназначен для подключения цепей отопления поезда к розетке (штепсельному разъему) в зависимости от направления движения. Аппараты имеют электромагнитный привод без дугогашения и подчиняются командам системы управления электровоза.

Разъединитель состоит из корпуса 13, главных выводов 12, выводов цепей управления, вывода заземления, установочных уголков. В корпусе разъединителя расположены электромагнит 6, шток 11, рычаг 7, ось 5, подвижный контакт 3, фиксатор 8, имеющий с обратной стороны пазы для блокировки рычага 7, вспомогательный кулачок 1, вспомогательные контакты 9, контактная пружина 10, неподвижный контакт 4, возвратная пружина 2.


При подаче импульса напряжения на электромагнит 6 шток 11 начинает двигаться вправо. Рычаг 7, вращаясь вокруг оси 5,
опускает подвижный контакт 3. После снятия напряжения рычаг 7 во включенном состоянии блокируется в пазу фиксатора 8. Вспомогательный кулачок 1, механически соединенный со штоком, включает вспомогательные контакты 9, которые указывают фактическое состояние разъединителя.

Контактная пружина 10 создает необходимое усилие подвижного контакта на неподвижный, обеспечивая низкое контактное сопротивление. Для размыкания контактов необходимо снова подать напряжение на электромагнит. Под действием электромагнитного усилия шток 11 вновь смещается вправо, рычаг 7 выходит из блокирующего паза фиксатора 8 и под действием возвратной пружины 2 разъединяет главную цепь. Технические характеристики разъединителя приведены в табл. 5.

(Окончание следует)

А.А. ПОТАНИН,
преподаватель Юго-Восточного центра профессиональных
квалификаций, г. Воронеж

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела xx1.

Перенес: Admin