Наші додаткові сервіси та сайти:

м З аратів

Роз'єднувачі і швидкодіючі вимикачі

У тих випадках, коли персонал оглядає електричне обладнання електровоза, для забезпечення безпеки працюючих опускають струмоприймач. Щоб виключити випадкову подачу напруги, наприклад, в разі самовільного підйому струмоприймача або обрив контактного проводу над струмоприймачем в силовий ланцюг включають роз'єднувачі QS (див. Рис. 9) - по одному на кожен струмоприймач. Роз'єднувач (рис. 28) відключають вручну з кузова електровоза.
Порушення ізоляції і виникнення в зв'язку з цим короткого замикання, а також неприпустима перевантаження в ланцюзі викликають дуже великий струм, який може привести до серйозних пошкоджень обладнання. Струми короткого замикання настільки великі, що можуть згоріти або зруйнуватися навіть самі товсті дроти, шини та інші струмопровідні частини. Виникаючі при короткому замиканні механічні сили взаємодії між провідниками з струмом руйнують ізолятори та інші деталі електротехнічних установок. Тому всі електричні ланцюги, як правило, тим чи іншим способом захищають від струмів короткого замикання і перевантажень.

Мал. 28. Роз'єднувач

Найпростіші захисні апарати - плавкі запобіжники - включають послідовно з захищається ланцюгом; плавкахвставка їх перегорає при токах, що перевищують допустимі, так як має площу перерізу, меншу, ніж будь-який провідник в захищається ланцюга.
Захистити плавким запобіжником силовий ланцюг електровоза, розраховану на великі струми, неможливо. При короткому замиканні струм зростає дуже швидко (рис. 29), а плавкахвставка згоряє не відразу. Вона володіє так званої теплової інерцією. При дуже великому струмі і високу напругу навіть після того, як плавкахвставка згорить, між зажимами, де вона була включена, може виникнути електрична дуга.
Отже, потрібен такий захисний апарат, який при коротких замиканнях або перевантаженнях був би в стані в мінімальний час розривати захищається ланцюг і швидко гасити електричну дугу. На електровозах постійного струму для цієї мети служать швидкодіючі автоматичні вимикачі (БВ). За допомогою БВ, крім того, силовий ланцюг електровоза відключають від контактної мережі і підключають до неї. Такі включення і відключення називають оперативними.

Мал. 29. Зміна постійного струму при коротких замиканнях ланцюга

Машиніст, натиснувши кнопку БВ (рис. 30, а), замикає ланцюг утримує котушки швидкодіючого вимикача. Кнопка залишається включеною; вона не забезпечена пружиною, що повертає її в початкове положення. Потім машиніст короткочасно натискає на кнопку Повернення БВ, контакти якої замикають ланцюг котушки електропневматичного вентиля (рис. 30, б). Під дією поля, створюваного електромагнітом вентиля, його якір переміщається і відкриває доступ стисненого повітря в циліндр приводу швидкодіючого вимикача. Зауважимо, що електропневматичний вентиль називають включає, якщо при проходженні струму через його котушку клапани з'єднують апарат (в даному випадку циліндр) з джерелом стисненого повітря.
Стиснене повітря тисне на поршень в циліндрі приводу швидкодіючого вимикача і пересуває його
вправо. Шток поршня з роликом на кінці натискає на контактний важіль. Перед початком руху поршня контактний важіль з рухомим контактом відтягнуть вимикає пружиною в крайнє ліве положення і спирається верхньою частиною на упор. Це положення важелів швидкодіючого вимикача показано на рис. 30, а. Контактний і якірний важелі мають в точці А шарнірне з'єднання. Коли ролик штока під дією що переміщається поршня починає натискати на контактний важіль, останній спочатку повертається щодо точки А, не відриваючись від упору. Поворот відбувається до тих пір, поки контактний важіль не торкнеться важеля якоря поруч з віссю Б. Після цього обидва важеля повертаються разом навколо осі Б. Важелі повертаються до тих пір, поки якорі не буде притиснутий до полюсів муздрамтеатру.
Однак в цей момент рухомий контакт, що знаходиться у верхній частині важеля якоря, відійде від упору, але ще не торкнеться нерухомого контакту і, отже, силова що ланцюг не буде замкнута. Скільки б часу машиніст не продовжував натискати на кнопку Повернення БВ, рухомий і нерухомий контактів не замкнуться, так як ролик штока, впираючись в контактний важіль, не дасть йому повернутися щодо точки А за годинниковою стрілкою в крайнє праве положення і замкнути силовий ланцюг електровоза.
Це зроблено не випадково. Припустимо, що включення швидкодіючого вимикача проводиться при короткому замиканні в силовому ланцюзі. Навіть якщо машиніст відразу помітить, що в силовому ланцюзі виникла несправність, пройде деякий час, поки він відпустить кнопку і рухомий контакт під дією вимикає пружини почне відходити від нерухомого. Швидкість руху рухомого контакту буде порівняно невеликий, так як вимикає пружина повинна подолати опір сил тертя, що виникають при обертанні включає важеля, і перемістити вліво поршень в циліндрі. За цей час струм короткого замикання встигне різко зрости і викликати значні пошкодження. Щоб уникнути цього швидкодіючий вимикач конструюють так, щоб остаточно його контакти замикалися тільки після того, як машиніст відпустить кнопку Повернення БВ і вона своїми контактами розірве ланцюг електромагніта електропневматичного вентиля.

Мал. 30. Принципова схема швидкодіючого вимикача (а) і електропневматичний вентиль включає типу (б): 1 - електропневматичний вентиль; 2 циліндр приводу; 3 - включає пружина; 4 упор; 5 - дугогасильні роги; 6 - дугогасительная котушка; 7-якір; 8 - розмагнічує виток; 9 - магнітопровід; 10-утримує котушка; 11- гнучкий шунт; 12- контактний важіль; 13 - якір вентиля; 14 - електромагніт вентиля; 15 - клапани

Котушка електромагніта вентиля буде знеструмлена і порожнину циліндра приводу з'єднається з атмосферою. Стиснене повітря вийде з циліндра, і пружина, розташована всередині нього, перемістить поршень в крайнє ліве положення. Однак вимикає пружина після цього не поверне контактний важіль і важіль якоря в крайнє ліве положення, так як якір притягнуть маг-
нітних потоком утримує котушки до полюсів її муздрамтеатру. Навпаки, під дією вимикає пружини контактний важіль повертається щодо точки А, рухомий і нерухомий контакти замикаються. Тепер струм з контактної мережі через пантограф, дугогасним котушку, нерухомий і рухомий контакти, гнучкий шунт, розмагнічує виток, навитий на сталевий сердечник, піде в силовий ланцюг до тяговим двигунам.
Магнітний потік Фраз, створюваний розмагнічувати витком, спрямований зустрічно потоку Фуд, створюваному утримує котушкою в лівій частині муздрамтеатру, і відповідно до потоку, створюваному цієї ж котушкою в правій частині. При аварійному режимі в результаті різкого збільшення струму через розмагнічує виток, включений послідовно в силовий ланцюг, зустрічний магнітний потік настільки зросте, що потік Фуд не зможе утримати якір. Під дією вимикає пружини якір відірветься від муздрамтеатру, і рухомий контакт з великою швидкістю відійде від нерухомого.
Розмагнічуючий дію витка посилюється при наявності індуктивного шунта, включеного паралельно йому. Оскільки індуктивний опір шунта більше індуктивного опору розмагнічуючого витка, при різкому наростанні струму більша його частина проходить через розмагнічує виток, викликаючи різке збільшення Фраз і зменшення електромагнітних сил, що притягають важіль якоря, що веде до зниження часу вимикання БВ.
У момент розриву ланцюга між контактами виникає електрична дуга. Її необхідно погасити якомога швидше. Якщо допустити тривале горіння дуги, то по ланцюгу значний час буде проходити струм короткого замикання або перевантаження, що може викликати серйозні пошкодження електричного обладнання. Щоб швидше погасити дугу, необхідно різко збільшити електричний опір в її ланцюга. Для цього слід було б не тільки миттєво розвести контакти, а й видалити їх один від одного на якомога більшу відстань. Зазвичай в електричних апаратах електровозів внаслідок обмежених розмірів розвести контакти на велику відстань не представляється можливим. Однак можна подовжити дугу, видуваючи її за межі контактів. У більшості електричних апаратів електровозів це здійснюють за допомогою так званого магнітного дуття.

Мал. 31. Загальний вигляд швидкодіючого вимикача

Електрична дуга виштовхується магнітним полем, створюваним спеціальної дугогасительной котушкою. Її витки включають в ланцюг послідовно з контактами (див. Рис. 30, а). Отже, по котушці проходить розривається вимикачем струм. Для того щоб якомога далі відкинути дугу, котушку доповнюють сталевими пластинами (полюсними наконечниками), розширюючи тим самим область дії магнітного поля котушки.
Щоб контактів не плавляться, поруч з ними встановлюють дугогасительниє роги, на які видувається дуга. Потім вона переміщається у верхню частину розведених рогів потоком нагрітого дугою повітря, де і гаситься. Гасіння дуги в чому сприяє інтенсивне її охолодження. Тому роги закривають дугогасительной камерою (рис. 31) зі стінками з вогнетривкого матеріалу - асбоцемента, що володіє великою теплоємністю. Для збільшення інтенсивності охолодження дуги в камері роблять поздовжні перегородки, що розщеплюють дугу на окремі паралельні гілки. Влаштовують також і поперечні перегородки, що сприяють подовженню дуги.
Швидкодіючий вимикач регулюють на певний струм I вуст в захищається ланцюга, після досягнення якого він спрацьовує. Цей струм називають уставкой швидкодіючого вимикача. Після того як струм досягне значення уставки (див. Рис. 29), через час tc, яке називають власним часом вимикача, почнуть розходитися контакти. Власний час, наприклад, для БВ, встановленого на електровозі ВЛЮ, становить 0,0015--0,003 с, і струм не встигає досягти небезпечного значення. Уставку вимикача регулюють за допомогою спеціальних гвинтів (див. Рис. 31), які ввинчивают в муздрамтеатр утримує котушки або вигвинчують з нього, змінюючи тим самим площа перерізу магнітопроводу, а отже, і опір проходженню магнітного потоку утримує котушки.
Струм уставки БВ залежить від потужності локомотива; наприклад, для електровоза ВЛЮ він дорівнює 3100 А з допустимими відхиленнями в бік збільшення на + 100 А і зменшення на - 50 А. З урахуванням відхилень струм уставки записують так: I вуст = 3100 + 100-50 А.

Читати про пристрій і конструкцію електровозів і рухомого складу ...

Тепловози промислового призначення