Локомотив. Локомотив №5 2022. Белорусская железная дорога постоянный участник выставки
 Скачать 5.8 Mb.
|
|
Защита от работы при пробое изоляции в силовых цепях. В случае нарушения целостности изоляции в силовых цепях и снижения ее сопротивления возможны возникновение токов короткого замыкания и прочие тяжелые последствия, грозящие возгоранием. Для предотвращения этого явления введена защи- та, которая снимает нагрузку с тягового генератора при сниже- нии сопротивления изоляции в силовой цепи. На тепловозах ТЭ10М ранней постройки применена тради- ционная схема защиты, при которой катушка реле заземления РЗ подключена между «минусовой» частью силовой цепи (перед шунтом 104 амперметра А1) и корпусом тепловоза через рези- стор СРЗ. В случае возникновения пробоя изоляции в любой точ- ке, потенциал которой отличается от потенциала точки подклю- чения катушки, через место пробоя возникает ток, якорь реле притягивается к катушке и становится на механическую защелку. Один контакт реле разрывает цепь питания катушек контакторов КВ и ВВ, снимая нагрузку с тягового генератора, второй контакт включает сигнальную лампу ЛРЗ. В данной статье рассмотрена схема тепловозов более позд- него выпуска, в которой реализована защита, обладающая по- вышенной чувствительностью и срабатывающая при нарушении изоляции на любом участке силовой цепи. Реле заземления РЗ имеет две катушки: рабочую и удерживающую. Рабочая катуш- ка А1-В1 реле РЗ через диоды выпрямительного моста БВ3 под- ключена к корпусу тепловоза и к асимметричному делителю на- пряжения СРЗ1 — СРЗ3 [лист 3]. Сопротивление секций делителя подобрано так, что у точки подключения моста БВ3 потенциал относительно «минуса» силовой цепи составляет примерно ¼ напряжения тягового генератора. Благодаря наличию выпрями- тельного моста ток по рабочей катушке будет протекать в одну и ту же сторону независимо от того, в какой точке силовой цепи произошел пробой изоляции. Удерживающая катушка А2-В2 реле РЗ постоянно получает пи- тание от автомата А5 «Дизель» через р.к. кнопки КРЗ (1801, 1802) и резистор СРЗ4 [лист 5], но самостоятельно удерживающая катуш- ка не может притянуть якорь реле. Если в какой-либо точке «плюсовой» части силовой цепи про- изойдет замыкание на корпус, то через место замыкания потечет ток на корпус тепловоза, далее через диод моста БВ3, резисто- ры СРЗ6, СРЗ5, через рабочую катушку А1-В1 реле РЗ, диод моста БВ3, выключатель ВРЗ2, резистор СРЗ1 на «минус» силовой цепи [лист 3]. Если замыкание произойдет в «минусовой» части сило- вой цепи, ток пойдет от главного контакта поездного контакто- ра П1 по проводу 507, через выключатель ВРЗ1, резисторы СРЗ3, СРЗ2, выключатель ВРЗ2, диод выпрямителя БВ3, рабочую катуш- ку А1-В1 реле РЗ, диод выпрямителя БВ3 на корпус тепловоза. В обоих случаях через рабочую катушку А1-В1 потечет ток, в то время как удерживающая катушка А2-В2 находится под током постоянно. Совместно рабочая и удерживающая катушки реле РЗ притягивают якорь реле. Р.к. РЗ (143, 1673) разрывает цепь пи- тания катушек контакторов ВВ и КВ, в результате чего снимается нагрузка с тягового генератора [лист 4]. З.к. РЗ (332, 206) собирает цепь питания сигнальной лампы ЛРЗ «Реле заземления» от авто- мата А5 «Дизель» [листы 5 и 8]. После снятия нагрузки ток перестает идти через рабочую ка- тушку А1-В1 реле РЗ. Однако когда реле уже включено, усилия удерживающей катушки А2-В2 хватает для удержания якоря во включенном положении. Чтобы восстановить реле, т.е. приве- сти его в исходное состояние, необходимо нажать кнопку КРЗ «Возврат реле заземления», размыкающий контакт которой (1801, 1802) разрывает цепь удерживающей катушки [лист 5]. Подобная схема включения называется «электрической за- щелкой». Если бы этого устройства не было, реле РЗ выключалось бы сразу, как только с генератора снималась нагрузка. Затем при наборе 1-й позиции контроллера реле включалось бы снова, сно- ва снималась бы нагрузка, снова реле отключалось, и так продол- жалось бы бесконечно. Такой недопустимый режим называется звонковым. После срабатывания защиты необходимо осмотреть электро- оборудование аппаратных камер и подводящих проводов к элек- трическим машинам. Затем надо открыть одну из крышек, закры- вающих коллектор тягового генератора, и осмотреть коллектор. При наличии следов кругового огня далее нагружать генератор этой секции нельзя. Если неисправность не обнаружена, надо восстановить реле РЗ и повторно набрать 1-ю позицию контрол- лера. Если защита сработает вновь, следует путем поочередного 22 Лоkомо т ив № 5. Май 2022 г. В помощь машинисту и ремонтнику отключения тяговых электродвигателей определить место воз- никновения пробоя на корпус. Если видимых повреждений не обнаружено, а для дальней- шего следования работа всех секций необходима, допускается отключить реле заземления и следовать до депо. При первом на- боре позиций необходимо, чтобы помощник машиниста наблю- дал за работой тягового генератора на неисправной секции. При возникновении искрения нагрузку надо немедленно сбросить. Для отключения реле служат выключатели (рубильники) ВРЗ1 и ВРЗ2 [лист 3]. Выключатель ВРЗ1 отключает делитель напряже- ния со стороны «плюса» силовой цепи. При выключенном выклю- чателе ВРЗ1 реле работает по тому же принципу, что и при тра- диционной схеме. Если при включенном ВРЗ1 реле срабатывает, а при отключенном — не срабатывает, то замыкание произошло в «минусовой» части силовой цепи. Рубильником ВРЗ2 можно полностью отключить реле в случае его неисправности. При этом допускается следование до депо с повышенным вниманием к со- стоянию электрооборудования. Если при отключении выключа- теля ВРЗ2 защита срабатывает вновь, это может говорить о сраба- тывании защитного реле РОП (см. ниже). Следует иметь в виду, что данная защита контролирует только силовые цепи, а при нарушении изоляции в цепях управления и освещения не срабатывает. Однако при пуске дизеля соединяют- ся цепи тягового генератора и аккумуляторной батареи. В этот период в случае нарушения изоляции цепей, связанных с аккуму- ляторной батареей, реле РЗ также может сработать. Защита от работы тяговых электродвигателей при обры- ве цепи обмотки возбуждения. Из-за вибрации или по другой причине не исключается возможность обрыва цепи возбужде- ния того или иного тягового электродвигателя. Причинами могут быть излом межполюсной перемычки тягового электродвигате- ля, обрыв наконечника силового провода в месте присоедине- ния к зажиму реверсора, потеря контакта реверсора и т.д. Если эта неисправность произойдет при работе на ослабленном воз- буждении, то вследствие исчезновения тока возбуждения и рез- кого снижения противо-ЭДС ток якоря данного электродвигателя возрастет, и реле перехода отключатся. В этом случае отключатся контакторы ВШ1 и ВШ2, контакты ко- торых не имеют дугогашения. С учетом больших значений проте- кающего через них тока, возможно приваривание контактов этих контакторов, и через соответствующий резистор ослабления возбуждения пойдет полный ток якоря. В этом случае возможен перегрев резистора и даже его возгорание. Чтобы предотвратить такую возможность, на современных магистральных тепловозах введено реле обрыва полюса РОП. В этом качестве используется реле той же конструкции, что и реле заземления РЗ, но с иной регулировкой. Это реле тоже имеет две катушки: рабочую и удерживающую. Удерживающая катушка А2-В2 подключена параллельно ана- логичной катушке РЗ и питается от автомата А5 «Дизель» [лист 5]. Рабочая катушка А1-В1 реле РОП подключена к выходу блока ди- одов сравнения БДС, аналогично тому, как подключены катушки реле противобоксовочной защиты РБ1 — РБ3 [лист 3]. При обры- ве цепи обмотки возбуждения какого-либо из тяговых двигате- лей изменяется потенциал точки подключения блока БДС в цепи этого двигателя относительно потенциалов аналогичных точек у остальных двигателей. Из-за возникшего рассогласования на выходе БДС образует- ся напряжение, и рабочая катушка А1-В1 реле РОП совместно с удерживающей катушкой А2-В2 притягивает якорь реле. Р.к. РОП (1673, 1674) разрывает цепь питания катушек контакторов ВВ и КВ на той секции, где сработала данная защита [лист 4]. З.к. РОП (359, 354) включает сигнальную лампу ЛРЗ «Реле заземления» на данной секции, а также на обеих ведущих секциях [листы 5 и 8]. Если при отключении выключателя ВРЗ2 и повторном наборе 1-й позиции защита срабатывает и сигнальная лампа ЛРЗ загорается, значит сработало реле РОП. После снятия нагрузки рабочая катушка РОП обесточивает- ся, но удерживающая катушка не позволяет отключиться реле и вновь собраться цепи возбуждения. Неисправный электродвига- тель можно выявить при осмотре силовых цепей в аппаратной камере, реверсора, контакторов ВШ1, ВШ2 и путем поочередно- го отключения тяговых электродвигателей тумблерами ОМ1 — ОМ6. При отключении неисправного электродвигателя реле РОП перестанет срабатывать. Дальнейшее движение следует выпол- нять при отключенном неисправном тяговом электродвигателе. Для восстановления исходного положения реле РОП пользуются той же кнопкой КРЗ, что и для восстановления РЗ [лист 5]. Пожарная сигнализация и система пожаротушения. В системе пожарной сигнализации применяются датчики-термо- извещатели, контакты которых залиты легкоплавким составом. При целостности заливки пара контактов является проводником. При температуре окружающего воздуха около 110 °С заливка расплавляется, контакты разъединяются, и цепь прерывается. В дизельном помещении установлены датчики-термоизвещате- ли ДТ1 — ДТ10 и ДТ12 — ДТ18, в правой аппаратной камере — ДТ11, ДТ19 и ДТ20, в левой аппаратной камере — ДТ21 [лист 10]. В более поздних вариантах схемы датчик-термоизвещатель ДТ10 установлен в правой аппаратной камере. Система получает пи- тание через автомат А7 «Пожарная сигнализация». Далее в цепи включены последовательно: катушка реле РУ14, тумблер ТПЦ «Пожар», установленный на стенке правой аппаратной камеры, датчики-извещатели ДТ1 — ДТ21. В случае возникновения пожара в его очаге резко повышается температура, и у одного или нескольких датчиков-извещателей легкоплавкий сплав, соединяющий контакты, расплавляется. Так как датчики-извещатели соединены последовательно, то наруше- ние контакта в любом, хотя бы одном из них, приводит к обрыву цепи, и катушка реле РУ14 обесточивается. Два последовательно соединенных р.к. РУ14 (П19, П16) собирают цепь на звуковой сиг- нал боксования СБ. По межтепловозным соединениям питание подается на сигналы СБ на остальных секциях тепловоза. Р.к. РУ14 (П88, П89) замыкает цепь сигнальной лампы ЛП1, 3. Чтобы узнать, в какой секции произошло возгорание, необходи- мо тумблер ТП1—3 поставить в положение 3. Если лампа продол- жает гореть, значит, система сработала на ведомой секции. В слу- чае, если в этом положении лампа перестает гореть, это значит, что возгорание произошло на ведущей секции. Если пожар прои- зошел на средней секции трехсекционного тепловоза, на пультах крайних секций загорается лампа ЛП2. На самой средней секции лампы ЛП1, 3 и ЛП2, а также тумблер ТП1—3 не устанавливаются. Предусмотрена возможность проверки цепей пожарной сиг- нализации. Для этого на стенке правой аппаратной камеры уста- новлен тумблер ТПЦ «Пожар». При его включении разрывается цепь питания катушки реле РУ14, раздается звуковой сигнал СБ и загораются соответствующие сигнальные лампы. Если на момент проверки не будет включен автомат А7 «Пожарная сигнализа- ция», то все время будут звучать сигнал СБ и гореть сигнальные лампы. Это напоминает о необходимости включения пожарной сигнализации. На тепловозах ТЭ10М позднего выпуска предусмотрены не только сигнализация о пожаре, но и система газового пожароту- шения, включающая в себя тумблер ТГТ и пиропатрон газового огнетушителя ПП. В ходе модернизации тепловозов устанавлива- ют более современные противопожарные системы. Защита по снижению давления воздуха в тормозной ма- гистрали. Для контроля давления воздуха в тормозной маги- страли тепловоза предусмотрено реле давления воздуха РДВ. В цепь катушки реле РУ2 введен з.к. РДВ (160, 128) [лист 4]. Этот контакт замыкается при давлении воздуха в тормозной маги- страли 4,3 — 4,8 кгс/см 2 и выше, а размыкается при снижении давления до уровня 2,7 — 3,2 кгс/см 2 . Если давления в тормоз- ной магистрали недостаточно, цепь питания катушки РУ2 раз- рывается. Это не дает возможность привести тепловоз в дви- Лоkомо т ив № 5. Май 2022 г. 23 В помощь машинисту и ремонтнику жение, а если снижение давления произошло в режиме тяги, происходит сброс нагрузки. Как уже было сказано выше, предусмотрена возможность са- мостоятельной работы средней секции при маневрах на депов- ских путях и при проведении реостатных испытаний. На средней секции отсутствует кран машиниста, через который производит- ся зарядка тормозной магистрали. Поэтому после пуска дизеля на отдельной средней секции осуществляется зарядка только питательной магистрали, а тормозная магистраль остается неза- ряженной. Чтобы обеспечить в этом случае нагружение дизель-генера- торной установки, предусмотрена цепь, идущая в обход з.к. РДВ. В эту цепь включен контакт реверсивного вала контроллера, зам- кнутый в положениях «Вперед» и «Назад». Когда средняя секция работает в составе трехсекционного тепловоза, реверсивная ру- коятка снята, и реле давления воздуха РДВ вступает в действие. Защита при потере целостности тормозной магистрали. В случае, если в поезде произойдет обрыв тормозной магистрали или срыв стоп-крана, то машинист это может вовремя не заме- тить, особенно если обрыв произошел в хвостовой части длин- носоставного поезда. Поэтому схемой тепловоза предусмотрен контроль целостности тормозной магистрали. В воздухораспределителе локомотива между двухкамерным резервуаром и главной частью установлен высокочувстви- тельный датчик № 418. При обрыве тормозной магистрали под действием давления воздуха в канале дополнительной разряд- ки воздухораспределителя срабатывает датчик и замыкается контакт ДДР (1157, 1167), собирающий цепь питания катушки реле РУ12 [лист 4]. З.к. РУ12 (1183, 1156) подключает сигналь- ную лампу ЛРТ «Обрыв тормозной магистрали» [листы 4 и 8]. Р.к. РУ12 (1311, 1305) разбирает цепь управления тяговым режимом [лист 4]. Получив сигнал об обрыве тормозной магистрали, машинист производит торможение. В тормозных цилиндрах появляется давление, и срабатывает датчик давления ДТЦ. Р.к. ДТЦ (1167, 1162) разбирает цепь питания катушки реле РУ12. Цепи приво- дятся в исходное состояние. Сигнальная лампа ЛРТ гаснет. Этим подтверждается правильность действий машиниста. Поиск причин неисправностей. Указанные выше аппараты защиты осуществляют автоматическое отключение тех или иных устройств с целью предотвращения развития аварийных ситуа- ций и тяжелых повреждений оборудования тепловоза. Однако одни и те же признаки срабатывания аппаратов защиты (напри- мер, остановка дизеля, снятие нагрузки с тягового генератора или уменьшения его мощности) могут быть вызваны разными причинами и действием разных аппаратов. Задача машиниста в этом случае состоит в скорейшем выяснении причины срабаты- вания защиты. Встречаются случаи, когда, стремясь быстрее восстановить цепь, локомотивные бригады пользуются готовыми советами и путем постановки перемычек обходят контакты аппаратов за- щиты. Подобные действия могут вызвать еще более тяжелые по- следствия, привести к аварийным повреждениям оборудования, а также к самопроизвольному движению локомотива. Поэтому машинист должен хорошо ориентироваться в схеме с тем, чтобы в случае возникновения неисправности максимально быстро и точно локализовать место ее возникновения. Для этого тепловоз оснащен указателем повреждения [лист 10]. Этот указатель представляет собой электроизмери- тельный прибор, к которому через цепочку резисторов подсо- единены некоторые характерные точки цепей пуска дизеля и приведения тепловоза в движение. Однако, во-первых, данный прибор указывает только на достаточно большой участок поис- ка, а, во-вторых, часто в ходе эксплуатации цепи этого прибора оказываются нарушенными. Поэтому чтобы уверенно устранять возникшие повреждения, следует усвоить принципы построения электрической схемы и хорошо в ней ориентироваться. Необходимо помнить, что остановку дизеля вызывают только два защитных аппарата: реле давления масла РДМ1 и дифмано- метр с контактом КДМ [лист 5]. Однако при снижении давления масла и срабатывании РДМ1 происходит отключение реле РУ9 и блок-магнита ЭТ. При этом контактор КТН остается включенным. В случае появления давления в картере замыкаются контакты диф- манометра и включается реле РУ7. В этом случае отключается и контактор КТН. То есть в первом случае топливоподкачивающий насос будет продолжать работать, а во втором случае он отклю- чится. Кроме того, остановка дизеля возможна в результате срабаты- вания автомата А5 «Дизель», случайного выключения тумблера ТН1 (ТН2, ТН3), а также срабатывания предельного выключателя. Поэтому в случае внезапной остановки дизеля не следует искать причину, например, в срабатывании термореле воды или масла. В данном случае перегрев масла может только косвенно вызвать остановку дизеля из-за снижения давления. Но в этом случае сра- батывает реле РДМ1. Если при исправной аккумуляторной бата- рее при пуске дизеля после прокачки масла не собираются цепи вращения коленчатого вала, то причиной может быть разомкну- тый контакт блокировки валоповоротного устройства ВПУ. Многие аппараты защиты введены в цепь управления при- ведением тепловоза в движение, и при их срабатывании проис- ходит снятие нагрузки [лист 4]. Сюда относятся термореле ТРВ и ТРМ, реле заземления РЗ, реле обрыва цепи возбуждения тяговых электродвигателей РОП, реле давления масла РДМ2 (на позициях контроллера от 12-й и выше), блокировки дверей аппаратных ка- мер БД1 — БД4, блокировки пусковых контакторов, блокировки, связанные с цепями устройств, обеспечивающих безопасность движения, и работой тормозов. Если не собирается цепь приведения тепловоза в движение, следует путем перевода реверсивной рукоятки и кратковремен- ного набора 1-й позиции проверить, переводится ли реверсор на ведущей секции в соответствующее положение. Если сброс нагрузки произошел на ведомой секции, следует проверить раз- ворот реверсора и на ней. При отсутствии разворота реверсора на ведущей секции причина кроется либо в окислении контактов контроллера, либо в том, что разомкнут один из блокировочных контактов, находящихся в цепи от 1-го контакта контроллера до зажима 7/18. Сюда относятся контакты тумблера УТ, электропнев- матического клапана ЭПК-150И и реле РУ12. Если реверсоры на всех секциях переводятся нормально, при- чину следует искать в последующей цепи. Следует иметь в виду, что цепи питания катушек реле РУ2, РВ3, контакторов КВ и ВВ раз- ные. Поэтому прежде, чем начать поиск места обрыва цепи, необ- ходимо установить, какие из названных аппаратов включились, а какие — нет. Наиболее вероятен обрыв цепи катушки реле РУ2. Уточнить участок обрыва цепи можно при наличии контрольной лампы или тестера, проверяя наличие напряжения на зажимах 1/10, 6/16, 6/4, 6/8. Положение пусковых контакторов и дверных блокировок аппа- ратных камер необходимо проверить визуально. Перегрев воды и масла дизеля можно выявить по показаниям электротермометров. Если сброс нагрузки происходит на 12-й и последующих позици- ях контроллера, то наиболее вероятная причина кроется в недо- статочном давлении масла на этих позициях и срабатывании реле РДМ2. Возможно, что реле РУ2 и РВ3 включились, а контакторы ВВ и КВ — нет. Тогда, вероятнее всего, сработали и встали на электри- ческую защелку защитные реле РЗ и РОП, контакты которых нахо- дятся непосредственно в цепи катушек ВВ и КВ. Если дизель работает, при наборе 1-й позиции включаются реле РУ2 и РВ3, контакторы ВВ, КВ, П1 — П6, а генератор не нагру- жается, неисправность кроется в цепях возбуждения. В этом слу- чае следует проверить целостность и натяжение ремней привода синхронного подвозбудителя. При отсутствии видимой причины возможен переход на аварийное возбуждение тягового генера- тора. |