Электромагнитное реле времени

НАЗНАЧЕНИЕ: предназначены для замыкания и размыкания электрических цепей с малыми токами с задержками на отключение после снятия напряжения с катушки

УСТРОЙСТВО: аналогично промежуточному электромагнитному реле, но имеет металлическое основание 1 и гильзу 2 на магнитопроводе.

РАБОТА: включение происходит обычным порядком. При выключении, когда снимается напряжение с катушки, ток уменьшается и вокруг катушки образуется изменяющийся магнитный поток, под действием которого в гильзе и основании индуктируется ЭДС взаимоиндукции и под действием ЭДС проходит ток, который образует магнитный поток, совпадающий с магнитным потоком катушки и якорь остается притянутым ограниченное время, пока под действием сопротивления замкнутой цепи магнитный поток не уменьшится и якорь реле не отпадет под действием отключающей пружины.

Время задержки при отключении регулируют толщиной немагнитной прокладки 3 на якоре – это грубая регулировка, а также изменяют натяжение отключающей пружины – тонкая регулировка.

Реле времени можно сделать из обычного электромагнитного реле, если параллельно его катушке подключить цепочку «R-С». При подаче напряжения на катушку, конденсатор будет заряжаться и реле включается обычным порядком. При снятии напряжения с катушки, заряженный конденсатор начинает разряжаться через катушку и резистор. По катушке проходит ток разряда и продолжает действовать магнитный поток и реле продолжает оставаться включенным, пока конденсатор не разрядится до определенной величины. Время отключения можно регулировать величиной резистора.

Вентиль защиты (по схеме 104)

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для подачи сжатого воздуха в пневматические блокировки перед подъемом токоприемника и не допускает открытия дверей и штор ВВК при наличии высокого напряжения.

УСТРОЙСТВО:состоит из литого корпуса с лапами крепления в кузове 6. В корпусе находятся два канала:

ü Нижний канал сообщается с магистралью цепей управления, давлением 5 кгс/см².

ü Верхний канал сообщается с пневмоблокировкой ПБ-2 в проходном коридоре кузова электровоза.

К корпусу ВЗ с двух сторон крепятся два вентиля 3 и 5 типа ЭВ-58. С одной стороны на вентиль 3 подается постоянное напряжение цепей управления 50 В, а на вентиль 5 с другой стороны:

• На электровозах до №696 подается переменное напряжение 380 В.
• На электровозах С №697 подается постоянное напряжение 50 В от блока 407, в который входит резистор - делитель напряжения, на который подается напряжение 380 В, а с части резистора снимается 50 В. Затем переменное напряжение подается на выпрямительный мост, выпрямляется и идет на катушку второго вентиля 104.

В верхнем горизонтальном канале свободно установлен переключательный клапан 8 с резиновыми уплотнениями по концам, притирками для которых служат втулки 2 и 7 расположенные по концам горизонтального канала.

РАБОТА: при отсутствии напряжения на катушках вентилей, их впускные каналы закрыты, а выпускные открыты. Верхний горизонтальный канал и пневматические блокировки высоковольтных камер сообщаются с атмосферой, значит они разблокированы.

При подаче напряжения на катушку постоянного тока, вентиль срабатывает, закрывается выпускной клапан и открывается впускной. Сжатый воздух из нижнего канала поступает в верхний и под давлением воздуха переключательный клапан передвигается, прижимается к втулке со стороны вентиля переменного тока и прекращается сообщение верхнего горизонтального канала с атмосферой через вентиль переменного тока. Одновременно воздух из верхнего канала поступает к ПБ-2 и ВВК блокируются.

После подъема токоприемника и включения ГВ от ОСН подается напряжение на катушку второго вентиля переменного тока 1. Вентиль срабатывает и его выпускной клапан закрывается, а впускной открывается и воздух из нижнего канала, через втулку поступает в верхний канал и давит на переключательный клапан с другой стороны. Так как площадь отверстия втулки мала, то клапан не передвигается.

Если по каким либо причинам снимается напряжение с катушки постоянного тока вентиля 6 приподнятом токоприемнике и включенном ГВ, то давлением сжатого воздуха от второго вентиля 1 переключательный клапан быстро передвигается, перекрывает втулку со стороны вентиля постоянного тока 6 и не допускает выход сжатого воздуха в атмосферу из пневматических блокировок ВВК. ВВК остается заблокирована, так как имеется высокое напряжение.

Для того, чтобы разблокировать ВВК, необходимо снять напряжение с обеих катушек вентиля 104 и сжатый воздух через вентили уйдет в атмосферу.

Вентиль защиты имеет Г – образный рычаг 8 для ручного включения, из поперечного коридора, тяга этого рычага опломбирована.

Пневматическая блокировка шкафов ВВК (по схеме ПБ-1, ПБ-2)

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для блокирования высоковольтной камеры перед подъемом токоприемника и пропускает сжатый воздух к клапану токоприемника. Не допускает разблокирование ВВК при наличии напряжения на катушках вентилей при наличии высокого напряжения .

УСТРОЙСТВО:состоит из литого корпуса 8 с лапами для крепления. Внутри корпуса находятся: цилиндр в котором ходит поршень 3 нагруженный пружиной 7 с уплотнительными манжетами 4. На штоке поршня 9 установлена ограничительная втулка 5 с шайбой 6. На стенке цилиндра 8 расположен боковой канал для подачи воздуха от ПБ-2 к ПБ-1 или от ПБ-1 к клапану токоприемника. Цилиндр закрыт крышкой 1 и уплотнен прокладкой 2. Через крышку 1 поступает воздух от вентиля защиты или от ПБ-2.

РАБОТА: при подаче сжатого воздуха через крышку 1 в цилиндр 8, под давлением воздуха поршень 3 передвигается до упора во втулку 5 и сжимает пружину 7. Шток поршня 9 входит в вырез диска и блокирует двери высоковольтной камеры. Также поршень открывает боковой канал и воздух из цилиндра проходит от ПБ-2 к ПБ-1 и затем к клапану токоприемника.

Клапан токоприемника ЭВТ-54 (по схеме 245)

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для подачи и выпуска сжатого воздуха из цилиндра токоприемника и для регулирования времени подъема и опускания.

УСТРОЙСТВО: состоит из двух частей:

1.Электромагнитная часть– подобна электромагнитной части вентилей ЭВ-55, но закрывается крышкой из плотного материала 10 и пломбируется 26 не допуская ручное включение.

2. Клапанная часть – это литой металлический корпус 2 в который запрессована втулка 3, нижний конец которой является притиркой для впускного клапана 20, а верхний конец втулки является притиркой для редукционного клапана 16. Во втулке и корпусе имеется канал (б), куда вворачивается трубка для подачи воздуха в цилиндр токоприемника. В корпус установлен круглый редукционный клапан 16 с резиновым уплотнением 17. На клапан воздействует пружина 15, второй конец которой упирается в регулировочный стакан 14, ввернутый в корпус. Изменять усилие пружины 15 редукционного клапана возможно Г - образной шпилькой 24, которая проходит через отверстие корпуса и поворачивает стакан 14 – этим регулируется время опускания токоприемника - 4÷7 сек. После регулировки, шпилька вставляется в одно из отверстий, прижимается к корпусу и фиксирует стакан. Через втулку корпуса 16, проходит шпилька 18, которая вворачивается в стержень якоря 6. На нижнем конце шпильке закреплен впускной клапан 20 с резиновым уплотнением 19, нагруженный пружиной 21, которая упирается в штуцер 1. На верхнем конце шпильки 18 крепится выпускной клапан 13, притиркой для которого является втулка редукционного клапана 16. В штуцер 1 установлен регулировочный винт 23 с фиксирующей гайкой 22, которым регулируют сечение канала для подачи воздуха в цилиндр токоприемника и время подъема - 7÷10 сек.

РАБОТА: при подаче напряжения на катушку вентиля 245, якорь 7 притягивается к сердечнику выбирая зазор Б и выпускной клапан 13 с резиновым уплотнением 14 закрывается и прекращается сообщение цилиндра токоприемника с атмосферой, открывается впускной клапан 20 и сжатый воздух поступает в цилиндр токоприемника и поршни начинают раздвигаться. Когда поршни токоприемника расходятся, то объем пространства между ними увеличивается, а давление воздуха уменьшается. Следовательно, давление поршней и подвижных рам замедляется и полоз плавно касается контактного провода. Для опускания токоприемника, снимают напряжение с катушки 245, и якорь под действием пружины 21 впускного клапана перемещается вверх, при этом впускной клапан закрывается, а выпускной открывается и цилиндр токоприемника сообщается с атмосферой. Под действием высокого давления со стороны цилиндра токоприемника открывается редукционный клапан 16 сжимая пружину 15 и образуется широкий канал для выхода сжатого воздуха из цилиндра. Полоз токоприемник начинает быстро отрываться от контактного провода. При уменьшении давления в цилиндре токоприемника, редукционной пружиной 15 закрывается редукционный клапан 16 и оставшийся воздух из цилиндра узким каналом через открытый выпускной клапан 14 медленно уходит в атмосферу и токоприемник плавно опускается на амортизаторы основания.

Пневматический выключатель управления (ПВУ)

НАЗНАЧЕНИЕ: предназначен для замыкания или размыкания электрической блокировки цепей управления в зависимости от давления сжатого воздуха в контролируемой магистрали.

УСТРОЙСТВО: состоит из литого корпуса 10 с лапами для крепления. Внутри корпуса находится цилиндр с поршнем 5, уплотненным резиновой манжетой 12. На штоке поршня 4 вырезана проточка, на которую надета втулка 2 с канавкой для шариковых фиксаторов . Сверху шток поршня нагружен пружиной 1, которая упирается в заглушку 6. Снизу цилиндр закрыт крышкой 14, через которую подается сжатый воздух. В корпусе шарнирно на оси установлен изоляционный рычаг 9. На одном конце рычага находится вилка, которая входит в зацепление с проточкой штока поршня, а второй конец рычага при повороте переключает блокировку КЭ-153 7, которая на отдельном кронштейне и закрыта прозрачным кожухом. На корпусе с боков находятся два прилива на разной высоте (5 мм), в которых имеются отверстия. В отверстие установлены элементы: шарик , стержень фиксатора , регулировочная пружина , которая упирается во втулку с контргайкой . Пружиной нижнего фиксатора регулируют давление воздуха при котором поршень резко поднимается вверх и переключает блокировку. Пружиной верхнего фиксатора регулируют давление воздуха под поршнем, при котором пружина резко передвигает поршень вниз и происходит обратное переключение блокировки. Фигурный рычаг 9 возможно поворачивать на 180˚, при этом изменяется состояние блокировки на обратное.

РАБОТА: когда воздух из контролируемой магистрали поступает в цилиндр под поршень и давление достигает величины, на которую отрегулирована пружина нижнего фиксатора, то под давлением сжатого воздуха, шарик нижнего фиксатора сжимая свою пружину выталкивается из канавки втулки – поршень резко поднимается вверх сжимая пружину 1 и поворачивается рычаг и происходит переключение блокировки.

Когда поршень и втулка поднимутся вверх на 5 мм, то под действием своей пружины , в канавку втулки попадет шарик верхнего фиксатора. При понижении давления воздуха в контролируемой магистрали до определенной величины, на которую отрегулирована пружина верхнего фиксатора, шарик верхнего фиксатора выталкивается из канавки и под действием пружины 1, втулка с поршнем быстро передвигаются вниз и происходит обратное переключение блокировки.

Блокировочные переключатели

УСТРОЙСТВО: состоит из двух металлических оснований 2 и 5, соединенных тремя стальными рейками 4 и 7. На двух рейках 4 крепятся блокировки 3 типа КЭ-153. В основаниях установлен вал с кулачковыми шайбами 6 для переключения блокировок 3. На верхнем конце вала установлена шестерня 1 и указатель положения. На верхнем основании 2, размещен пневмопривод, состоящий из 2-х объединенных цилиндров. Внутри цилиндра находятся два поршня, уплотненные резиновыми манжетами, поршни соединены зубчатой рейкой, которая входит в зацепление с шестерней вала. Цилиндры закрыты крышками 9, на которых установлены вентили ЭВ-55 (8).

РАБОТА: при отсутствии напряжения на катушках вентилей, оба цилиндра через выпускные каналы вентилей сообщаются с атмосферой и переключатель занимает одно из положений. При подаче напряжения на катушку одного из вентилей 8, он срабатывает и пропускает сжатый воздух в цилиндр под поршень. При этом возможно:

1. Переключатель занимает заданное положение – цилиндр заполняется сжатым воздухом и переключения не будет.
2. Переключатель не занимал заданного положения, тогда под давлением сжатого воздуха, поршень передвигается и зубчатая рейка поворачивает шестерню вместе с валом и кулачковыми шайбами и происходит переключение блокировок.

При снятии напряжения с катушки вентиля, воздух из цилиндра уходит в атмосферу, но переключатель остается в прежнем положении.

ПРИМЕНЕИЕ: на каждой секции электровоза установлено три блокировочных переключателя:

1.Блокировочный переключатель (по схеме БП). Служит для переключения в цепях управления, для работы секции в режиме «Тяга» - указатель вправо или «Торможение» - указатель влево. Установлен в высоковольтной камере ВВК1, над ТРПШ.

2. Блокировочный переключатель «Переключатель режимов» (по схеме ПР). предназначен для дистанционного отключения неисправной секции, имеет положения «Включено» - указатель влево и «Отключено» - указатель вправо. Установлен слева и сзади компрессора.

3.Блокировочный переключатель (по схеме 436). Служит для подключения блокировок аппаратов секций к лампам сигнального или расшифровывающего табло. Имеет один вентиль – по схеме 436. Вместо второго вентиля установлена отключающая пружина 9. при подаче напряжения на катушку вентиля 436, он срабатывает, пропускает воздух в цилиндр, поршень передвигается, поворачивая вал с кулачковыми шайбами, переключаются блокировки и сжимается отключающая пружина. При снятии напряжения с катушки вентиля 436, воздух уходит из цилиндра в атмосферу, и под действием усилия сжатой пружины поршень передвигается обратно и блокировки переключателя размыкаются. Установлен на блоке силовых аппаратов ВВК2, за компрессором.

Контроллер машиниста

НАЗНАЧЕНИЕ: предназначен для дистанционного ручного управления реверсорами, контакторами ослабления

поля при движении вперед, набором и сбросом позиций ЭКГ и реостатного торможения.

УСТРОЙСТВО: является групповым многопозиционным аппаратом с ручным управлением. Состоит из двух оснований или стальных плит 1 и 18 соединенных четырьмя рейками 4, на которых установлены блокировки КЭ-153.

В подшипниках 11 и 15 оснований 1 и 18 установлены:

ü Главный вал 14 с кулачковыми шайбами 13 имеет не съемную рукоятку 22 на 8 положений, из них два крайних положения «БВ» и «АП» - не фиксированные.

ü Реверсивный вал проходит через полый главный вал 14, имеет 4-е шайбы 22 и съемную рукоятку 19 на 6 фиксированных положений.

ü Тормозной вал 9 имеет три кулачковые шайбы и положения: «0», «П» - подготовка схемы, «ПТ» - предварительное торможение,

«Торможение» - большой сетор поворота рукоятки, крайние положения фиксированные.

ü Переключатель на 12 положений расположен на верхнем основании, служит для регулирования тормозной силы в пределах от 20 до 50 тонн с интервалом 2,5 тонны.

ü Сельсин – датчик скорости торможения крепится к верхнему основанию 19. Его ротор поворачивается профильной шайбой 8 расположенной на тормозном валу 9 при положении «Торможение» от 120 до 0 км/ч.

Валы контроллера машиниста имеют механическое блокирование, которое обеспечивает управление валами в определенной последовательности:

1.Невозможно управлять главным 8 и тормозным 7 валами при нулевом положении реверсивного вала 9 или при изъятой реверсивной рукоятке.

2.При постановке в рабочее положение реверсивного вала 9, невозможно изъять реверсивную рукоятку и при этом:

a)Можно управлять главной рукояткой 8, но при рабочем положении главной рукоятки невозможно перевести в нулевое положение реверсивный вал 9 и управлять тормозным валом 7.

b)При нулевом положении главного вала 8 можно управлять тормозным валом, но при рабочем положении тормозного вала 7 невозможно управлять главным и реверсивным валом.

Механическое блокирование производится за счет 2-ух и 3-ёх плечих рычагов, которые входят в вырезы дисков или упираются в диски.

На электровозах с №2319 установлен контроллер машиниста «КМ-2» у которого:

1.Снят сельсин – датчик скорости торможения и указатель скорости на пульте.

2.Переключатель – задатчик тормозной силы (БЗТС) имеет 8 положений.

3.Тормозной вал имеет одно фиксированное положение «Торможение» и дополнительное положение «ФС»

На электровозах с №2420 установлен контроллер машиниста «КМ-3» у которого:

1.Тормозная рукоятка в положении «Торможение» имеет 15 фиксированных положения для регулирования тормозной силы в пределах от 20 до 50 тонн с интервалом 2 тонны.

2. На тормозном валу установлена дополнительная рукоятка на два положения: «0» и «ФС» - фиксация скорости, которая сблокирована с главным валом КМ.

Аппараты защиты

Общие сведения

При работе электровоза может происходить нарушение нормального режима, а именно:

ü Токовая перегрузка.

ü Превышение напряжения сверх допустимого.

ü Боксование или юз.

ü Понижение сопротивления изоляции.

ü Ухудшение коммутации аппаратов (включение или выключение).

ü Нарушение уставок срабатывания аппаратов.

Эти явления могут вызвать значительные повреждения электрического оборудования, а в ряде случаях пожар на электровозе. Чтобы этого избежать, применяют аппараты защиты, по принципу действия они могут быть:

1. Аппараты прямой защиты – непосредственно воздействуют на защищаемую цепь для прекращения аварийного режима: главные выключатели ГВ, трансформаторы тока ТТ вместе с реле максимального тока РМТ, разрядники и ограничители перенапряжения, автоматические выключатели ВА и предохранители, а также блоки конденсаторов и разрядных резисторов.
2. Аппараты косвенной защиты –работают как датчики которые подают команду в схему электровоза для срабатывания других аппаратов: реле токовой перегрузки РП, тепловые реле тока ТРТ, дифференциальные реле БРД, реле заземления РЗ и реле контроля земли РКЗ, реле боксования РБ и реле защиты от юза РЗЮ.

Главный выключатель ВОВ-25-4М ( по схеме 4 )

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для оперативного отключения высоковольтной цепи электровоза от токоприемника, а также для отключения этой цепи в случае возникновения аварийных режимов в силовой цепи.

УСТРОЙСТВО: состоит из литого силуминового корпуса, внутри которого расположены аппараты управления, требующие защиты от атмосферных воздействий. Снаружи расположены узлы, которые могут находиться на открытом воздухе:

1. Поворотный вал12 находится в корпусе ГВ, на фланце которого сверху установлен поворотный изолятор 10 и подвижные ножи разъединителя 8. С одной стороны ножи стянуты болтом с пружиной 6, а с другой стороны между ножами зажата медная контактная пластина 9, которая соединяется гибким шунтом со стержнем проходного изолятора. На нижнем конце поворотного вала, внутри корпуса установлен кронштейн для доводящей пружины 13, кронштейн для тяги поршня привода разъединителя 24, фигурный кулачок или толкатель 15, кронштейн для переключения блокировок 14. На конце поворотного вала изготовлен квадрат под ключ для ручного выключения.
2. Заземляющий кронштейн 7 служит для соединения ножей разъединителя и обмотки трансформатора с корпусом, при выключении ГВ.
3. Резервуар 32 емкостью 32 литра и камера дополнительного объема 26 емкостью 0,3 литра, находятся на боковой стенке корпуса ГВ.
4. Наклонный и горизонтальный изоляторы 5 и 2 соединены друг с другом при помощи силуминового угольника и находятся сверху на корпусе ГВ. В силуминовый угольник установлен бронзовый цилиндр, который имеет трубку с тонкими пластинами (ламелями). В цилиндре установлен поршень 40, нагруженный включающей пружиной 3. На крышке горизонтального изолятора, справа, находится плоский неподвижный контакт разъединителя 7. На шток поршня с другой стороны установлен сферический, подвижный разрывной контакт, в середине сферы вварена вставка из тугоплавкого металла. Наружная поверхность подвижного контакта скользит по ламелям трубки поршня. С другой стороны к горизонтальному изолятору крепится медный или латунный фланец, в который вворачивается трубка с неподвижным разрывным контактом, имеющим форму сопла 35. Втулка неподвижного контакта фиксируется кольцом, в котором установлен керитовый наконечник 33, на который перекидывается дуга при размыкании контактов. Фланец закрывается дугогасительной камерой с выхлопным отверстием.
5. Нелинейное вилитовое сопротивление включается параллельно горизонтальному изолятору и разрывным контактам. При горении дуги, образуется перенапряжение за счет ЭДС самоиндукции, которое поддерживает горение дуги. В этом случае сопротивление вилита резко уменьшается, и по нему проходит ток, следовательно, напряжение на разрывных контактах понижается, что облегчает гашение дуги.

1. Внутри корпуса ГВ расположены аппараты управления, к которым относятся:

a)Пневмопривод разъединителя, состоящий из цилиндра, поршня 24, шток которого через тягу соединяется с кронштейном поворотного вала. С другой стороны, между цилиндром и камерой дополнительного объема 26 установлена перегородка с калиброванным отверстием, которая закрывается плоским обратным клапаном 25. Над цилиндром установлен включающий клапан 23, которым управляет включающий электромагнит (на схеме 4вкл).

b)Главный клапан 27 и его пневмопривод крепится на штоке поршня 38, нагружен со стороны резервуара пружиной 28 и давлением воздуха. Под цилиндром привода главного клапана находится отключающий клапан 11.

c)Выключающий электромагнит переменного тока 39, якорь которого через рычаг управляет отключающим клапаном 11.

d)Удерживающий электромагнит постоянного тока 22 при выключенном ГВ и отсутствии напряжения на катушке, его якорь занимает свободное положение.

e)Автомат минимального давления 30 (АМД) отрегулирован на включение при 5,6÷5,8 кгс/см², его блокировка РД замыкается в минусовых проводах катушек 4уд и 4вкл. Когда давление воздуха в резервуаре ГВ упадет до 4,6÷4,8 кгс/см², блокировка РД размыкается и выключает ГВ.

f)Штуцер для подачи воздуха в резервуар ГВ 29 и обратный клапан на нем не допускают выход воздуха из резервуара ГВ при его понижении в питательной (напорной) магистрали.

g)Штуцер для подсоединения манометра 29.

h)Патрон аэрации 36 заполняется осушающей смесью и служит для постоянной продувки полых изоляторов сухим воздухом с целью удаления конденсата с внутренних поверхностей и исключения их перекрытия дугой.