[01-1999] Техническое обслуживание и ремонт выпрямительной установки УВП-5
 

Техническое обслуживание и ремонт выпрямительной установки УВП-5

Выпрямительная установка (выпрямитель) УВП-5 предназначена В для преобразования переменного тока промышленной часто­ты 50 Гц в постоянный и питания тяговых двигателей моторных вагонов электропоездов переменного тока ЭР9Е.

Технические данные УВП-5

Номинальное выпрямленное напряжение,В.............1650
Номинальный выпрямленный ток, А.........................400
Номинальная мощность, кВт....................................650
Максимальное обратное напряжение
(амплитудное значение), В....................................3600
Частота питающей сети, Гц.......................................50
Пиковое значение пускового тока
в течение 30 с, А.................................................. .1200
Схема выпрямления.....................мостовая, однофазная
Охлаждение вентилей..............воздушное естественное
Габаритные размеры, мм
длина............................................. .....................2130
ширина............................................ ....................730
высота............................................ .....................900
Масса, кг.................................................. ............480

Конструктивно выпрямитель УВП-5 представляет собой каме­ру с односторонним обслуживанием и располагается под мотор­ным вагоном. Внутри камеры на четырех алюминиевых групповых охладителях смонтированы таблеточные (силовые) диоды. Чтобы изолировать диод от группового охладителя, между ними поме­щен диск (пластина), изготовленный из специального материала на основе эпоксидной смолы, отличающийся высокими теплопро­водностью и электрической прочностью.
Для удобного доступа предусмотрено шарнирное крепление групповых охладителей. Наружные оребренные поверхности груп­повых охладителей имеют устройство для забора встречного по­тока воздуха. На электропоездах ЭР9Е внедрено самовентилиро- вание выпрямителя УВП-5, т.е. отсутствует система принудитель­ной вентиляции всего трансформаторно-выпрямительного блока электропоездов ЭР9, ЭР9П, ЭР9М.
Выпрямитель УВП-5 (рис. 1) выполнен по схеме однофазного выпрямительного моста с расщепленными концами двух плеч. Тем самым обеспечивается бестоковая коммутация при ступен­чатом переключении секций вторичной обмотки трансформато­ра. Выводы ВГ1, ВГ2, ВП1, ВП2, ВПЗ, ВП4 подключают к тяговому трансформатору и трансформаторам тока, а выводы А7 (+) и В7 (-) — на нагрузку.
Общее число диодов в выпрямителе — 60. В каждом плече по три параллельные ветви, в каждой ветви — по четыре последова­тельно соединенных диода. На двух групповых охладителях рас­положено по 18, двух других — по 12 диодов.
На выпрямителях УВП-5 первоначально были применены ла­винные таблеточные диоды ВЛ7-320 (12-го класса). Впоследствии в одних моторвагонных депо их заменили на лавинные таблеточ­ные диоды ДЛ-123-320, в других депо до настоящего времени эксплуатируются выпрямители с диодами ВЛ7-320.
Тепловое сопротивление таблеточных диодов существенно меньше, чем тепловое сопротивление штыревых паяных диодов и определяется усилием, создаваемым прижимным устройством. Оно уменьшается при возрастании прижимного усилия. Диод ВЛ7- 320 таблеточной конструкции должен быть сжат с нормирован­ным усилием 8000 ± 500 Н (800 ± 50 кгс), а диод ДЛ-123-320 — с усилием 5500 ± 500 Н (550 ± 50 кгс). Большее усилие может приве­сти к их повреждению (растрескиванию кремниевой шайбы), а меньшее — к перегреву.
Применение лавинных диодов в выпрямительной установке по­зволило исключить все вспомогательные элементы R, С из схемы плеч. Это повысило надежность выпрямителя в работе и облегчи­ло уход за ним в эксплуатации. Соответственно упростились тех­ническое обслуживание и текущий ремонт в условиях депо. Эксп­луатация нелавинных и лавинных диодов в одной установке недо­пустима из-за коренного различия их физических параметров.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРИ ТО-3

Перед началом осмотра УВП-5 при ТО-3 электропоезда от­крывают блоки с диодами, откинув их на 90° относительно верти­кальной плоскости каркаса. Нельзя открывать выпрямитель при наличии на его кожухе грязи, влаги, пыли и стекании на него воды с кузова вагона. В случае необходимости конденсат удаляют че­рез имеющиеся отверстия в дне каркаса.
Затем продувают внутреннюю часть выпрямителя сухим воз­духом под давлением 0,2 — 0,3 МПа (2 — 3 кгс/см2) с обяза­тельным отсосом пыли. Внутренние загрязнения выпрямителя удаляют волосяными щетками и чистыми техническими салфет­ками. Визуально осмотрев внутреннюю часть выпрямителя, про­веряют состояние блоков с диодами, других элементов. Внешне­му осмотру подлежат каркас выпрямителя, его крепление к кузо­ву вагона электропоезда, его заземление, крепление и шинный монтаж блоков с диодами.
При осмотрах убеждаются в отсутствии или наличии следов перебросов и подгаров диодов. Выпрямитель не должен иметь разрушений или перекрытий изоляторов диодов. Проверяют так­же надежность крепления монтажных проводов и шин. Слабые крепления подтягивают.
Затем осматривают воздухозаборник. В случае необходимос­ти прочищают его воздушный канал. Контролируют резиновые уплотнения выпрямителя. Они должны быть целыми, без надры­вов, порезов и трещин, создавать необходимую герметичность в закрытом состоянии.
Проверяют также резьбу восьми болтов М10, удерживающих блоки с диодами в закрытом состоянии во время движения элек­тропоезда.
Определяют состояние резьбы отверстий в каркасе, куда вворачивают болты М10. При сорванной или изношенной резьбе винты заменяют, а отверстия в каркасе обрабатывают, про­изводят наплавку, нарезают новую резьбу.
Если в период от предыдущего технического обслуживания или текущего ремонта имелись срабатывания защиты, что зафикси­ровано в журнале технического состояния электропоезда ТУ-152, то проверяют диоды на пробой, степень затяжки таблеточных ди­одов, целостность изоляционных прокладок под таблеточными диодами и работу аппаратов защиты выпрямителя.


При данных видах ремонта электропоезда выполняют опера­ции в объеме ТО-3 и, кроме того, дополнительные работы, опи­санные далее.
Проверяют надежность крепления подводящих проводов к вып­рямителю, слабые крепления проводов подтягивают. Наконечни­ки проводов, имеющие следы нагрева, отворачивают, оценивают качество пайки жил в наконечнике, контактные поверхности зачи­щают, наконечники подсоединяют и закрепляют.
Если у провода около наконечника оборвано более 20 % сече­ния жил или обнаружена некачественная пайка, то его обрезают вместе с наконечником и дефектными жилами. Конец провода разделывают под припайку наконечника, сняв оплетку и изоляцию с таким расчетом, чтобы между концом изоляции и наконечником был зазор 2 — 3 мм. Надо помнить, что надрезка жил недопустима.
Конец провода зачищают и облуживают припоем. Надевают, при необходимости, на провод полихлорвиниловую трубку. Зак­репив наконечник на конце провода, обжимают его плоскогубца­ми. Пропаивают соединение наконечника с концом провода.
При меньшем повреждении оборванные жилы заправляют так, что­бы их свободные концы плотно прилегали к целым жилам провода.
Пайка считается полноценной, если жилы провода и наконечник полностью облужены, припой не имеет шероховатостей и залит по всей окружности с плавным переходом от провода к наконечнику.
Заменяют дефектные наконечники, имеющие трещины или уменьшенную контактную поверхность соединения более, чем на 1/з вледствие обгара, излома и других повреждений. При необ­ходимости восстанавливают поврежденную оплетку и изоляцию проводов. Оплетку проводов в месте повреждения вырезают, края основной изоляции срезают на конус. Поврежденное место про­водов восстанавливают изоляционной прорезиненной лентой. Ее накладывают плотно с перекрытием 1/2 ширины. Общая толщина наложенных слоев не должна быть более толщины основной изо­ляции. Затем промазывают ленту клеющим лаком, монтаж прово­дов внатяжку недопустим.
Крепление проводов к выпрямителю должно быть прочным и исключать возможность их перемещения, перетираний и других повреждений. Прогары текстолитовых панелей не допускаются.
Обнаруженные повреждения их поверхности зачищают и покры­вают электроизоляционной эмалью ГФ-92ХС.
Кроме того, контролируют диоды на пробой. Для этого приме­няют пробник (рис. 2). Снимать силовые диоды с радиатора, от­соединять шинный монтаж плеч выпрямителя и параллельных цепей плеча не требуется.
Не рекомендуется проверять диоды тестером, поскольку в не­которых случаях при поверхностном перекрытии обнаружить про­битый диод можно лишь при обратном напряжении в несколько десятков вольт. Проверочное напряжение от источника постоян­ного тока 110 или 50 В через резистор 10 (или 5) кОм подводят последовательно к испытуемым диодам в обратном направлении — «плюс» пробника к катоду (нижняя часть таблеточного диода), «минус» пробника — к аноду (верхняя часть таблеточного диода).
При исправном (непробитом) диоде показания вольтметра прак­тически не изменяются после подключения измерительных прово­дов. Если диод пробит, то показание вольтметра упадет до нуля.
При замене диодов необходимо использовать приборы того же класса и той же группы по величине прямого падения напря­жения, что и заменяемые, чтобы не увеличить разность в распре­делении тока по параллельным цепям.
Далее проверяют степень затяжки диодов с помощью набора щупов между поверхностями прижима 2 (рис. 3) и гайки 7 в двух диаметрально противоположных точках по окружности гайки. За­зор «А» должен быть равен 0,75 — 0,8 мм, что соответствует при­жимному усилию 8000 ± 500 Н (800 ± 50 кгс) для диодов ВЛ7-320 и 5500 ± 500 Н (500 ± 50 кгс) для диодов ДЛ-123-320. И, наконец, измеряют сопротивление изоляции токоведущих частей выпря­мителя относительно корпуса (групповых охладителей). Каждый блок с диодами контролируют отдельно. Для этого предвари­тельно закорачивают все диоды, и подсоединяют один вывод ме­гомметра на 2500 В на общую закоротку, а другой вывод — на заземленный охладитель.
Диоды закорачивают для того, чтобы не пробить силовые при­боры при подаче 2500 В от мегомметра, если повреждена изоля­ционная пластина.
Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм в хо­лодном состоянии.


Снятый с моторного вагона выпрямитель передают для ре­монта в специализированный цех (отделение). Здесь разбирают все прижимные устройства таблеточных диодов (см. рис. 3), пред­варительно сняв гайки 9 и шайбы 10 со шпилек 8. Затем снимают прижимы 2, шайбы 6, освобождают концы шин 3, 4, снимают фик­саторы 11, таблеточные диоды 1, полимерные изоляторы 5. Затем снимают с блоков шины и провода.
После этого осматривают элементы выпрямительной установ­ки: охладители, таблеточные диоды, изоляционные прокладки, шай­бы, шины, провода, прижимы и их крепеж, фиксаторы, каркас. Осо­бое внимание обращают на наличие следов подгаров и перебро­сов у диодов, на поверхности ребер и плоскости соприкоснове­ния с изоляционными прокладками у охладителей, поверхности изоляционных прокладок и шайб: на них не должно быть трещин, сколов, царапин и иных механических повреждений.
Сняв с выпрямителя диоды, проверяют их обратный ток и класс на специализированном стенде. Контроль диодов на стенде на об­ратный ток предусматривается как в холодном, так и в нагретом состоянии, для чего на стенде должен быть термостат, обеспечива­ющий повышение температуры испытуемого объекта до 110 °С.
Стенд, по сути, представляет собой источник напряжения (рис. 4), выполненный по однополупериодной схеме выпрямителя. Он должен обеспечивать на выходе напряжение лавинообразования, равное 1500 В. Однополупериодное выпрямление применяется в соответствии с ГОСТ 24461—80 «Приборы полупроводниковые силовые. Методы измерений и испытаний».
Амплитудное значение обратного тока при повторяющемся напряжении 1200 В и температуре корпуса 110 °С не должно превышать для диодов ВЛ7-320 — 20 мА, ДЛ-123-123-320 — 25 мА. При напряжении 1000 В и температуре структуры диода 25 °С у рассматриваемых лавинных диодов величина обратного тока не должна быть больше 200 мкА.
Контроль соответствия классу диодов выполняют при темпера­туре 25 °С. В течение не более 10 с на диод подают импульсы напряжения, амплитуда которых плавно увеличивается, и измеряют по осциллографу 4 (см. рис. 4) напряжение загиба вольтамперной характеристики (обратный ток должен быть в пределах нормы).
Важный параметр, который практически не оценивают во вре­мя ремонта из-за отсутствия соответствующих приборов в депо, — тепловое сопротивление диода. Его общее установившееся значение — это отношение превышения температуры полупро­водниковой структуры над температурой окружающей среды к выделяемой мощности в установившемся режиме.
Суть проверки теплового сопротивления состоит в выявлении температуры р-n структуры диода по тарировочной кривой зави­симости тока от температуры и измерении мощности потерь ди­ода. При делении первой величины на вторую получают величину теплового сопротивления диода.
Ранее в Проектно-конструкторском бюро (ПКБ) ЦТ МПС раз­рабатывали прибор для определения теплового сопротивления. Однако он был рассчитан только для штыревых диодов. Поэтому в настоящее время требуется создать новые устройства и оснас­тить ими депо, где ремонтируют выпрямители как со штыревыми, так и таблеточными диодами.
При необходимости диоды проверяют на герметичность. Ме­тод контроля заключается в следующем: диоды помещают в жид­кость (масло, глицерин, спирт, вода), в них создается избыточное давление посредством откачки воздуха из окружающего жидкость объема. Пузырьки выделяющегося воздуха указывают на место утечки. Приборы считают выдержавшими испытание, если в тече­ние 30 с не наблюдали выделения пузырьков воздуха из корпуса.
Необходимо оценить электрическую прочность изоляции по­лимерного изолятора 5 (см. рис. 3). Он должен выдерживать ис­пытательное напряжение 18 кВ переменного тока. Проверку на­чинают с напряжения, не превышающего одну треть испытатель­ного, постепенно повышая его до полного значения.
Время, в течение которого испытательное напряжение повы­шается от половинного до полного значения, должно быть не ме­нее 10 с. Полное испытательное напряжение выдерживается в течение 1 мин, после чего плавно снижается и отключается.
Продиагностированные блоки с диодами собирают в после­довательности, обратной разборке. При этом контактные поверх­ности диодов и полимерных изоляторов покрывают тонким сло­ем смазки ЦИАТИМ-221.
Затяжка прижимного устройства таблеточных диодов и его контроль описаны ранее. Следует учесть, что разница размеров «Б» и «В» на рис. 3 должна быть не более 0,5 мм.
После установки выпрямителя на моторный вагон производят визуальную проверку его каркаса на герметичность.

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin