лекция6. Токоприемники

• Название: Токоприемники
• Дата: 10.10.2021
• Размер: 314.49 Kb.
• Имя файла: лекция6.docx
• Тип: Документы; #244444
• страница: 4 из 5

время электрического торможения и ко­роткого замыкания контактной сети.

В выключателе БВП-5 по сравнению с выключателем БВП-ЗА электровоза ВЛ23 увеличена ширина силовых контак­тов с 10 до 34 мм; для повышения номинального тока и тока уставки из­менено соотношение активных сопротив­лений размагничивающего витка г_рв и индуктивного шунта г_иш (у БВП-5 г_рв = 1 • 10⁴ Ом, г_иш = 0,48 * 10^-4 Ом; у БВП-ЗА г_р. — 1 • 10-⁴ Ом, г_иш = = 1 • 10^-4 Ом).

Конструкция выключателя БВП-5-02 электровоза ВЛ11 подобна конструкции выключателя БВП-5 электровозов ВЛ8, ВЛ10, ВЛ10^У. Технические данные быст­родействующих выключателей элек­тровозов постоянного тока приведены в табл.

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Быстродействующий автоматический выключатель (БВ) слу­жит для отключения (защиты) силовых цепей тяговых двигате­лей, вспомогательных машин и отопления при коротких замыкани­ях в них. Кроме того, БВ используют для отключения силовых це­пей при перегрузке тяговых двигателей, чрезмерном повышении или понижении напряжения в контактной сети, неполных корот­ких замыканиях в силовых цепях тяговых двигателей и вспомога­тельных машин, сильном боксовании одной из колесных пар, пе­регрузке в цепи отопления вагонов состава.

На электровозе ЧС2 установлен быстродействующий выключа­тель 12НС с пневматическим приводом. Он имеет несущую раму, автоматически контактное отключающее и



Рис. Быстродействующий выключатель 12НС и его габаритные размеры

дугогасительное устройство, пневматический привод,

вспомогательные (блокиро­вочные) контакты. По отно­шению к кузову («земли») токонесущие части высокого напряжения выключателя имеют двойную изоляцию, состоящую из четырех фар­форовых изоляторов 1 (см. рис. 157) и гетииаксовых изоляционных стенок 2. Вме­сте со стальной сварной ра­мой выключателя эти стенки образуют каркас для креп­ления всех остальных частей выключателя.

Контактное устройство со­стоит из неподвижного глав­ного контакта 30, выполнен­ного из медной шины толщи­ной 16 мм, к которой тремя винтами прикреплен медный контакт, и подвижного глав­ного медного контакта 10; последний может поворачи­ваться вокруг оси 6 и нахо­диться под действием отклю­чающей пружины, стремя­щейся разомкнуть контакты 10 и 30, т. е. отключить БВ.

Для включения аппарата необходимо переместить тек­столитовую тягу 31 в нап­равлении неподвижного кон­такта 30 (вправо по рис. 157 и влево по рис. 158 и 159). При этом зубчатая тяга (за­щелка) 7 захватывается храповиком 8, сцепленным с подвижным контактом 10, и последний передвигается в сторону неподвижного кон­такта, т. е. главные контак­ты замыкаются.

Пружины 28, регулируе­мые винтом 29, устанавлива­ют необходимое нажатие между главными контакта-



Рис. Быстродействующий выключатель 12НС



Рис. Схема включающего и отключаю­щего механизмов выключателя 12НС

ми. В отключенном состоянии подвижной контакт 10 удерживается пружиной 73.

С подвижным контактом связаны четыре пары подвижных бло­кировочных контактов, помещенных в корпусе 34. Две пары кон­тактов замыкают цепи при включенном БВ и две пары размыкают.

Автоматическое отключающее устройство состоит из катушки 37, выполненной из 1³Д витка шинной меди сечением 16X70 мм², якоря 35, магнитопровода 36 и расцепляющего механизма. Концы катушки 37 с одной стороны соединены с выводной шиной 5, а с другой —с дугогасительными катушками 11. На якорь 35 посто­янно нажимает пружина 40, стремящаяся отвести его от сердеч­ника 41 электромагнита. Воздушный зазор между якорем 35 и сер­дечником устанавливают винтом 43. Величиной этого зазора опре­деляется ток катушки 37, при котором якорь, преодолевая нажа­тие пружины 40, притягивается к сердечнику. Значения тока уставки определяются положением якоря, который рычагом 42 свя­зан со стрелкой 4. Положение стрелки 4 шкалы 3 указывает ток уставки.

По катушке 37 проходит ток силовой цепи электровоза. Когда величина этого тока превысит ток уставки БВ, якорь 35 поднимет­ся вверх, регулировочный винт 43 вытолкнет зубчатую тягу (за­щелку) 7 из зацепления с храповиком 8. Подвижной контакт 10 под действием отключающей пружины 72 практически мгновенно (через 0,006 с) отойдет от неподвижного контакта 30.

БВ включается пневматическим приводом (рис. 160). Привод состоит из чугунного цилиндра 66 с внутренним диаметром 90 мм, закрытого снизу крышкой 52, имеющей канал для подвода и отво­да сжатого воздуха. В цилиндре помещен поршень 54 с канавкой,



Рис. Пневматический привод быстродействующего выключателя 12НС

в которую заложено уплотняющее резиновое кольцо 53. На пор­шень через шайбу 55 постоянно давит пружина 57, стремящаяся возвратить поршень в нижнее положение. В нижней части поршня укреплен валик 51, соединяющий поршень со штоком 33.

Пружина 56, витки которой расположены вокруг валика 51, упирается своим нижним концом о дно поршня, верхним концом нажимает на шток 33 и стремится прижать его к ролику 58, ось этого ролика прикреплена к цилиндру 66.

Над цилиндром 66 расположен двуплечий рычаг 32, на нижнем плече которого укреплен ролик 60, а верхнее плечо через шарнир и изоляционную (текстолитовую) тягу 31 при пово­роте рычага по часовой стрелке перемещает подвижной контакт к неподвижному.

В выключателе имеется механизм, состоящий из тяги 59, рычага 61, свободно посаженного на ось 62, тяги 63, со­единенной с плунжером электромагнита 64. При возбуждении это­го электромагнита шток 33 поворачивается по часовой стрелке и верхней частью прижимается к ролику 60 рычага 32.

К поршню 54 прикреплен кронштейн 70, в который ввернут болт 69, управляющий включением и выключением блокировочных контактов, расположенных в корпусе 67.

Впуск и выпуск сжатого воздуха в рабочую полость цилиндра привода производят электромагнитным вентилем 65 типа 8VZ.

При возбуждении катушки вентиля 65 сжатый воздух посту­пает под поршень 54 и, преодолевая усилие пружины 57, поднимает его вместе со штоком 33. Так как одновременно с возбуждением катушки вентиля возбуждается удерживающий электромагнит 64— катушка его постоянно включена параллельно катушке вентиля, то шток 33 прижимается к ролику 60 и своим выступом В пово­рачивает рычаг 32 по часовой стрелке, т. е. производит включе­ние БВ.

Нормально поршень 54 имеет ход 38 мм. При перемещении поршня вверх болт 69 нажимает на штифт 68, с которым связаны четыре пары подвижных блокировочных контактов БВ. При от­ключении катушек электромагнита 64 и вентиля 65 шток 33 пово­рачивается против часовой стрелки и дает возможность под дейст­вием отключающих пружин 72 (см. рис. 159) отойти подвижному контакту от неподвижного, так как рычаг 32 при этом может сво­бодно поворачиваться против часовой стрелки. По мере выхода воздуха из цилиндра 66 поршень 54 вместе со штоком 33 под дей­ствием пружины 57 и собственного веса опускается вниз. Сделано это для того, чтобы- время отключения БВ не было связано со временем выхода сжатого воздуха из цилиндра через каналы и электромагнитный вентиль 65. Пневматический механизм установ­лен на двух консолях между изоляционными стенками 2. При от­ключении БВ между его главными контактами появляется дуга / (рис. 161). Для ускорения процесса гашения дуги применено маг­нитное ее выдувание. Магнитное поле создается двумя параллель­но включенными дугогасительными катушками 11, имеющими по пять медных витков (сечением 50 X Х10 мм²). Катушки с одной стороны через катушку 37 электромагнита соединены с внешней цепью (токо­приемником) , а с другой (внешними витками) с помощью гибких шунтов 44—с подвижным контактом 10. По этим катушкам проходит весь ток силовой цепи электровоза и образо­ванный им магнитный поток замы- кается по магнитопроводу 9 (см. рис. 158), башмакам 13, воздушно­му зазору между боковыми стенка­ми 14 и самим стенкам дугогаси-тельной камеры. Башмаки выполне­ны из листов электротехнической стали, расположенных в виде веера. Под действием магнитного поля катушек // дуга уд линяется и перекидывается на рога 21 и 45 (на рис. 161 эта стадия гашения дуги изображена линией //) и начинает двигаться по ним вверх.

Рог 21 соединен с неподвижным, а рог 45 — с подвижным контактами. После того как дуга растянется настолько, что она перекинется с нижней части рогов 21 и 45 на верхние изолирован­ные от первых прямолинейные части — шины 25 и 46 (стадия ///), ток начнет проходить по дополнительным дугогасительным катуш­кам 26 и 47, которые имеют по два витка. Образованный указан­ными катушками магнитный поток, замыкаясь через сердечник 27 (см. рис. 157 и 158), стальные накладки 12, воздушный зазор меж­ду стенками камеры и сами стенки, создает дополнительную силу, способствующую перемещению дуги вверх. При этом дуга встре­чает в дугогасительной камере дополнительные малые рога 19 и48, соединенные между собой дугогасительной катушкой 16, внутри которой помещен сердечник 15 из электротехнической стали, а снаружи боковых стенок камеры расположены стальные на­кладки 17.

Малые рога укреплены в дугогасительной камере с помощью непроводящего ток стержня 18. При прохождении тока через ка­тушку 16 (стадия IV) этой катушкой также создается магнитный поток, выдувающий дугу вверх и растягивающий ее (см. рис. 161). Когда дуга достигнет длины, при которой внешнее напряжение уже не может ее поддержать, она разрывается.

Дугогасительная камера состоит из боко­вых асбоцементных стенок 14, скрепленных между собой болта­ми 24. По краям камеры между стенками помещены асбоцемент­ные бруски 23. Для уменьшения выхлопа пламени и ионизирован­ных газов из дугогасительной камеры в верхней ее части установ­лена деионная решетка, состоящая из отдельных элементов 22.

При движении дуги вверх она ох­лаждается боковыми стенками, а также дополнительными верти­кальными перегородками 39, рас­членяющими ее на параллельные дуги, что также способствует ее лучшему охлаждению. Перего­родки скреплены прокладками 20. Бруски 74, на которые помещены рога, изготовлены из микоплакса (спрессованный порошок слюды со связующим). Дугогасительная камера помещается между баш­маками 13 так, что они соприка­саются со стенками 14 этой каме­ры. Дополнительным креплением камеры служат пружинящие пла­стины 38.

Многожильный кабель управ­ления 49 присоединен к БВ с помощью многоконтактного штепсельного соединения 50.

Сжатый воздух к пневматическому механизму подведен рези­новым шлангом 71, присоединенным к трубопроводу через кран 955.

Основные технические данные быстродействующего выключателя 12НС		3000 В
			2000 А
Пределы регулировки при автоматическом выклю-		2000—3000 А 2500±5°/о 60 кгс+5% 26 мм±10%>
Ток уставки иа электровозе ЧС2 . . . Нажатие главных контактов ....
Натяжение отключающей пружины . .
Номинальное напряжение катушек электромагнит­ного вентиля, удерживающей катушки электро­магнита и блокировочных контактов ..... Число витков катушки удерживающего электро-		48 В 2350
			0 0,8 мм 12,5 35 кгс/см2 282 кг
			72 »
			20 »

Главный выключатель ВОВ-25А-10/ 400УХЛ1 (ВОВ-25-4МУХЛ1) и ВОВ-25А-10/630ХЛ1. Эти выключатели уни­фицированы для всех отечественных электровозов и моторных вагонов элект­ропоездов переменного тока. Силуминовым корпусом / главный выключатель укреплен в специальном люке на крыше локомотива. Между корпусом и установочной площадкой в паз зак­ладывают резиновый шнур 2. К внешней стороне (к одной из стенок и сверху) корпуса прикреплены: патрубком 4 воз­душный резервуар 6 вместимостью 32 л: воздухопроводный опорный фарфоровый изолятор 7 с фарфоровым изолятором 8, дугогасительной камерой, неподвиж­ным контактом 10 и латунным флан­цем 9 — выводом выключателя для под­ключения к высоковольтной цепи; фар­форовый поворотный изолятор 14 с разъединителем 12 и выводом 13; за­земляющий кронштейн 11 для заземле­ния ножей разъединителя 12 в отклю­ченном положении контактов 20, 21 и снятия емкостного заряда с обмотки тягового трансформатора. Конденсат из резервуара 6 отводится через трубку 5. Подвод сжатого воздуха производится через штуцер 3. В полом фарфоровом изоляторе 8 дугогасительной камеры раз­мещены неподвижный 20 (рис. 198, а) и подвижной 21 контакты.

Подвижной контакт 21 соединен што­ком 28 с поршнем 27. Для уменьше­ния обгорания медного наконечника подвижного контакта 21 на его торец припаян стержень из тугоплавкого ма­териала, который выступает над торцовой поверхностью на 5—8 мм. Шток переме­щается в латунной трубке 23, которая с одной стороны припаяна к цилиндру 24, а с другой оканчивается гибкими ла-мелями 22. В цилиндр 24 помещены пор­шень 27 и пружина 26, которая соз­дает контактное нажатие около 450 Н при вжиме контакта 21 на 8 мм путем ввинчивания патрубка 19. Для смягчения удара поршня 27 при его перемещении в крайнее правое положение предусмот­рен демпфер 25, набранный из резино­вых и стальных шайб.

Неподвижный контакт 20 внутри имеет сопло и патрубком 19 соединен с флан­цем 9, к которому подключается ошинов­ка. В патрубок 19 встроен стальной дуго-приемный ограничитель — электрод 15 с тугоплавким наконечником К фланцу 9 болтами прикреплена головка (колпак) 17 с отверстиями 16 и выхлопным клапа­ном 18, предохраняющим детали, рас­положенные внутри дугогасительной ка­меры, от атмосферных осадков.



Рис. Главный выключатель ВОВ-25-4МУХЛ1

В корпусе / смонтированы механизмы управления выключателем: блок 46 глав­ного привода и клапана; клапаны от­ключения 33 и включения 45, включаю­щий электромагнит 43, отключающий электромагнит удерживающего типа; отключающий электромагнит переменно­го тока 32, контрольно-сигнальный аппа­рат 36, выключатель минимального дав­ления 29, панели зажимов, промежуточ­ное реле 38, трансформатор тока 39. Механизм выключателя снизу закрыт кожу­хом. Все контактные поверхности токо-ведущего контура покрыты слоем сереб­ра. На электровозах главный выключа­тель монтируют в комплекте с проходным изолятором ПНБ-35/400, в который встроен трансформатор тока. Через про­ходной изолятор, стержень которого яв­ляется первичной обмоткой этого транс­форматора, вводится напряжение 25 кВ на тяговый трансформатор.

Включение главного выключателя на­чинается с поднятия давления воздуха в резервуаре 6 до 0,56 МПа (5,6 кгс/см²).

Схема рис. 198, б соответствует выключенному положению разъедините­ля выключателя. При этом замыкаются замыкающие контакты выключателя ми­нимального давления 29 и подготовля­ется общая цепь управления. Затем воз­буждается катушка электромагнита 43 (от источника энергии постоянного тока напряжением 50 В). Сердечник удержи­вающего электромагнита 44 притягивает якорь и удерживает его от воздействия на отключающий клапан 33. Напряже­ние кнопкой «Включение ГВ» подается на включающий электромагнит 43 через контакты 42 штепсельных разъемов ШР1. Электромагнит возбуждается, открывает включающий клапан 45, подающий сжа­тый воздух из резервуара 6 в пневма­тический привод 46, и закрывает отвер­стие, через которое воздух выходит в ат­мосферу. Шток привода поворачивает вал 34 до замыкания ножей 12 с непод­вижным контактом 10 дугогасительной камеры и переключает контакты кон­трольно-сигнального аппарата 36, раз-



Рис. Дугогасительная камера (а) и принципиальная схема (б) главного выключателяВОВ-25-МУХЛ1.

мыкая цепь питания катушки включаю­щего электромагнита 43 Электромагнит 43 отпускает включающий клапан 45, который открывает выход сжатому возду­ху через отверстие А. При этом эксцент­рик 37 вместе с валом 34 поворачи­вается и сжимает (взводит) отключаю­щую пружину 35 удерживающего элек­тромагнита 44. Время включения разъ­единителя определяется скоростью дви­жения поршня пневматического привода в зависимости от темпа заполнения сжа­тым воздухом рабочего объема привода и регулируется изменением рабочего зазора между включающим клапаном и якорем включающего электромагнита. Разъединитель отключается, когда

удерживающая катушка электромагнита 44 теряет питание. Это происходит при выключении кнопки «Выключение ГВ», установке главной рукоятки контроллера машиниста в положение БВ (быстрое вык­лючение), установке переключателя ре­жимов в отключенное положение, сраба­тывании одного из реле защиты, отклю­чении быстродействующего выключателя, размыкании контактов автомата мини­мального давления 40 при понижении давления сжатого воздуха в резервуаре 6 до 0,46 МПа (4,6 кгс/см²). Выключа­тель выключается и при подаче рабочего напряжения через контакты 41 разъема ШР2 на отключающий электромагнит переменного тока 32. После срабатывания удерживающего 44 или отключаю­щего 32 электромагнита открывается клапан 33, закрывая отверстие А, и по­дает сжатый воздух из резервуара в пнев­матический привод 31 главного клапана 49. Привод 31 открывает главный кла­пан 49, и сжатый воздух из резервуара 6 через воздуховодный изолятор 7 по­ступает в дугогасительную камеру, воз­действуя на контакты 20 и 21, и в пружи-но-пневматический привод. Контакты размыкаются, возникает электрическая дуга, которая выдувается в сопло не­подвижного контакта 20 на ограничитель 15 и затем гасится в интенсивной струе сжатого воздуха.

Для облегчения гашения электриче­ской дуги и снижения коммутационных перенапряжений контакты 20 и 21 шун­тированы нелинейным резистором ВНКС-25-МУХЛ1, состоящим из 15 шайб, элект­рически соединенных друг с другом кон­тактными поверхностями. Шайбы распо­ложены внутри фарфорового изолятора (см. вид Л на рис. 197), сжаты пружиной, залиты эластичным термостойким и мо­розостойким компаундом для обеспече­ния неподвижности и электрического контакта.

Одновременно сжатый воздух из резер­вуара 6 через главный клапан поступает в дополнительный резервуар 48 и пнев­матический привод 46 разъединителя, ко­торый поворачивает вал 34 до замыка­ния ножей с контактом заземляющего кронштейна // (см. рис. 197 и 198) и переключает контакты аппарата 36, замыкая цепь включающего электромаг­нита 43. При этом эксцентрик 37 вместе с валом 34 поворачивается и отпускает отключающую пружину электромагнита 44. Клапан отключения закрывается и открывает отверстие, через которое сжа­тый воздух из пневматического привода главного клапана выходит в атмосферу. Главный клапан закрывается под дейст­вием пружины 50. В дугогасительной ка­мере падает давление воздуха и под дей­ствием пружины 26 замыкаются подвиж­ной и неподвижный контакты.

Разъединитель должен размыкать электрическую цепь при разомкнутых контактах дугогасительной камеры после того, как на них погаснет электриче­ская дуга Запаздывание на размыкания контактов разъединителя на 0,03—0,035 с относительно размыкания контактов ду­гогасительной камеры создается вре­менем заполнения сжатым воздухом до­полнительного резервуара 48 и объема пневматического привода разъединителя до достижения рабочего давления, кото­рое регулируют, изменяя размеры впуск­ного отверстия с помощью регулировоч­ного винта 47.

Главный выключатель рассчитан на номинальный ток 400 А, наибольшее ра­бочее напряжение 29 кВ, имеет собствен­ное время отключения не более 0,06 с в случае воздействия на него промежу­точного реле при напряжении в цепи управления 50 В, давлении сжатого воз­духа 0,8 МПа (8 кгс/см²) и токе сраба­тывания, равном 1,3 тока уставки.

На электровозах ЧС4 и ЧС4^Т в каче­стве главного применяют воздушный однополюсный выключатель 2DVV-25А2; его номинальный ток отклю­чения 10 кА, собственное время отклю­чения 0,04 с. Гашение электрической ду­ги в этом аппарате осуществляется так же, как и в выключателе ВОВ-25-4М.