Устройство и ремонт быстродействующего выключателя БВП-5

Так как индуктивный шунт обладает значительно большей индуктивностью, чем размагничивающий виток, в нем наводится большая э. д. с. самоиндукции, препятствуя прохождению тока. Через размагничивающий виток пройдет большая часть тока, вызывая ускоренное размагничивание магнитопровода в зоне якоря. При этом быстродействующий выключатель начнет раньше выключаться, уменьшая общее время разрыва цепи.

Быстродействующий выключатель БВП-5 автоматически за короткое время срабатывает при коротком замыкании только при определенном направлении тока — из контактной сети к пусковым резисторам и тяговым двигателям.

Если электровоз работает в режиме рекуперативного торможения, а тяговые двигатели — в генераторном режиме, то при коротком замыкании в контактной сети ток пойдет от тяговых двигателей к токоприемнику. В размагничивающем витке он создает поток, который в зоне якоря будет усиливать магнитный поток удерживающей катушки, и отрыва якоря не произойдет. Быстродействующий выключатель в этом случае не сработает. Поэтому его называют поляризованным, т. е. аппаратом, реагирующим на ток только определенной полярности.

Выключатель отключается также при разрыве цепи удерживающей катушки блокировочными контактами реле, включенными в ее цепь. Однако при этом время срабатывания из-за медленного уменьшения магнитного потока в сплошном (нешихтованном) магнитопроводе значительно возрастает по сравнению  с автоматическим отключением под действием тока размагничивающего витка. Магнитный поток удерживающей катушки при нормальных условиях работы способен удержать якорь в притянутом положении, но не может притянуть его при включении быстродействующего выключателя из-за большого воздушного зазора. Для включения аппарата служит электропневматический механизм включения, состоящий из воздушного цилиндра 8 с поршнем 7 электромагнитного вентиля 6, соединенного с цилиндром шлангом 5, включающего рычага 9 с роликом 10 и оттяжными пружинами 4.

Этапы включения. При отключенном состоянии поршень 13, а следовательно, и ролик 3 под действием пружин 12 занимают крайнее левое положение (рис. 3, а).

Включение быстродействующего выключателя начинают с подачи напряжения на удерживающую катушку 9 для создания магнитного потока в магнитопроводе 8. Это делают нажатием соответствующей кнопки. Затем нажатием второй кнопки возбуждают электромагнитный вентиль, через который сжатый воздух поступает в цилиндр 1. Поршень 13 начинает перемещаться вправо. Вместе с ним перемещается вправо ролик 3, так как рычаг 2 поворачивается по часовой стрелке, преодолевая действие пружин 12. Ролик 3 нажимает на контактный рычаг 5 и поворачивает его относительно точки А против часовой стрелки до упора нижним концом в якорный рычаг 10 (рис. 3, б). При дальнейшем движении поршня 13 и ролика 3 якорный и контактный рычаги поворачиваются относительно точки В, преодолевая действие пружин 4 до упора якоря 10.

В этом положении силовые контакты 6 и 7 еще не замкнулись, но якорь удерживается магнитным потоком удерживающей катушки. После отпускания кнопки и прекращения питания вентиля, через который подавался сжатый воздух в цилиндр 1, этот воздух из цилиндра выходит, а включающий рычаг 2 вместе с поршнем 13 и роликом 3 смещается влево, освобождая контактный рычаг 5, который под действием отключающих пружин 4 поворачивается относительно точки А по часовой стрелке до замыкания контактов 6 и 7 (рис. 3, г). Следовательно, выключающие пружины 4 одновременно являются и контактными пружинами, создающими нажатие подвижного контакта на неподвижный.

 

 

Рисунок 3 – Этапы включения БВП-5

 

Из процесса включения видно, что замыкание контактов быстродействующего выключателя происходит после выключения привода. Это делают для того, чтобы обеспечить срабатывание быстродействующего выключателя даже в том случае, когда он будет включен на короткое замыкание. Без такой связи между контактным и якорным рычагами быстродействующий выключатель включился бы при нажатии кнопки, подающей питание на вентиль, и в случае короткого замыкания в цепи он не мог бы отключиться до тех пор, пока не будет отпущена кнопка, ибо привод удерживал бы контакты в замкнутом положении.

 

1.3 УСТРОЙСТВО БВП-5

 

Все части быстродействующего выключателя укреплены на двух отлитых из алюминия боковых рамах 5 (рис. 4), которые опираются на изолированные миканитом стержни 6, укрепленные на уголках 7. Между рамами находится магнитопровод 4 с удерживающей катушкой 3. Якорный рычаг 1, шарнирно связанный с ним контактный рычаг 20, отключающие пружины 17 и оттяжные пружины 15 также находятся между рамами. Натяжение отключающих пружин регулируют болтом 16, который затем пломбируют, чтобы в эксплуатации не изменили их регулировку, влияющую на время отключения быстродействующего выключателя.

Рисунок 4 – Устройство быстродействующего выключателя БВП-5

 

К нижней части контактного рычага крепят гибкие шунты 10, соединенные с шиной 9, идущей к размагничивающим виткам 2 и параллельно ему к индуктивному шунту 8. Размагничивающие витки представляют собой два витка медной шины, намотанных вокруг сердечника, входящего в зазор магнитопровода. Индуктивный шунт состоит из медной шины, на которую через изолирующую прокладку насажен пакет стальных листов, создающих большое индуктивное сопротивление цепи.

Вторые концы размагничивающих витков и индуктивного шунта подведены к выводной шине, к которой присоединяют провода, идущие в цепь тяговых двигателей. Подвижные части вместе с рамой и системой включения связаны с подвижным контактом и при включенном положении находятся под высоким напряжением. Электромагнитный вентиль и система    блокировок 12 включаются под напряжение цепей управления, и на них не должно попадать высокое напряжение. Поэтому вентиль укрепляют на заземленные угольники, а с цилиндром 11, находящимся под высоким напряжением, его соединяют через гибкий изолированный шланг 13. Панель блокировок 12 также крепят к заземленным угольникам. На подвижные контакты блокировок мостикового типа, срабатывающих при включении быстродействующего выключателя, воздействует контактный рычаг через тягу 19, двуплечий рычаг 18 и изоляционную тягу 14.

На рамах сверху укреплена гетинаксовая плита 21, к которой крепят дугогасительную систему, состоящую из магнитопровода 22 с дугогасительными катушками 23 и веерообразными полюсами 24 дугогасительной камеры 25. На рис. 5 дугогасительная камера показана с противоположной стороны. Она состоит из асбестоцементных стенок 4, к которым приклеены асбестоцементные перегородки 2, расходящиеся лучами и образующие при сборке камеры лабиринт. В зоне контактов камера сужена, а к верхней части расширяется. Для ускорения прохождения дуги входную щель делают уже за счет асбестоцементной вставки 5. Дуга горит между дугогасительными рогами 7, из которых один соединен с неподвижным контактом, а второй со стальным шарниром 6 и через него с подвижным контактом. По мере удаления от контактов дуга растягивается, удлиняется и гаснет.

Рисунок 5 – Дугогасительная камера

 

В верхней части камеры установлены деионные решетки 1, представляющие собой набор стальных пластин на изолированной гребенке.

Деионные решетки служат для охлаждения и деионизации газов и предотвращения выброса плазмы из камеры. При разрыве больших токов дуга дойдет до деионных решеток, разобьется на ряд коротких дуг, охладится о стальные пластины и погаснет. Деионные решетки предохраняются от выпадания держателем 3 из стеклопластика.

С торцов камера закрыта асбестоцементными планками 9. При установке камеры контакты, имеющие толщину 33 мм, оказываются под вставкой 5 в. непосредственной близости от дугогасительных рогов на которые дуга переходит с контактов. Для осмотра контактор дугогасительная камера может быть наклонена поворотом на. шарнире 6. Для поворота необходимо ослабить крепление камеры, состоящее из планки с винтом и барашком, который захватывает камеру за выступ 8.

Регулирование тока уставки. Быстродействующий выключатель регулируют на ток уставки при токе в удерживающей катушке, равном 1,18 А, и прилегании якоря к полюсам магнитопровода по площади не менее 75%. Площадь прилегания проверяют отпечатком на бумаге. Если она оказалась недостаточной, то якорь пришабривают.

Вначале при замкнутых контактах регулируют их нажатие изменением натяжения выключающих пружин регулировочным болтом и устанавливают нажатие не менее 22 кгс. В этом положении регулировочный болт пломбируют. Затем силовую цепь выключателя подключают к многоамперному низковольтному  (6—-12 В) агрегату и изменением положения трех регулировочных винтов 1, 4 и 6 на  магнитопроводе удерживающей катушки добиваются отключения при нужном токе (токе уставки).

Рисунок 6 – Регулирование тока уставки

 

При вывернутых винтах сечение магнитопровода за счет отверстий меньше, чем при завернутых винтах, следовательно, и магнитный поток Ф1 удерживающей катушки будет также меньше. Этот поток в зоне якоря может быть размагничен меньшим потоком Ф2, а следовательно, и током размагничивающих витков, т. е. отключение наступит при меньшем токе в силовой цепи. Таким образом, вывертывание регулировочных винтов приводит к меньшим токам срабатывания. Для увеличения тока винты ввертывают в тело магнитопровода. Около винтов установлена пластина 5 с делениями в амперах. Деление против уровня головной части винта ориентировочно указывает на ток уставки,

После регулирования тока уставки в шлицы регулировочных винтов вставляет фиксирующие планки 2 и 3 и пломбируют.

 

1.4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ БВП-5

 

Номинальное напряжение …………………………………..3 000 В

Ток уставки ………………………………………3100 + 10 – 50 А

Номинальное давление воздуха в цилиндре ………………….5 кгс/см2

Собственное время срабатывания ……………………0,0015 – 0,003 с

Напряжение блокировочных контактов ……………………….. 50 В

Разрыв силовых контактов ……………………………………35-40 мм

Нажатие силовых контактов, не менее ………………………….22 кгс

Разрыв блокировочных контактов ……………………………….15 мм

Нажатие блокировочных контактов ………………………0,18-0,25 кгс

Площадь поверхности прилегания рычага якоря к полюсу,

 не менее ……………………………………………………………  75%

Масса ………………………………………………………………..228 кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА БВП-5

 

2.1 СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ  И РЕМОНТА ЭЛЕКТРОВОЗОВ

 

    Для поддержания электровозов в работоспособном состоянии и обеспечения надежной и безопасной их эксплуатации существует система технического обслуживания и ремонта электроподвижного состава. Она введена приказом МПС России от 30 декабря 1999 г. N ЦТ-725 и положением № 3р от 17.01.2005г.

    Предусматривается проведение следующих видов технического обслуживания и текущего ремонта электровозов постоянного тока серий ВЛ:

    - технические обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3 для предупреждения появления неисправностей, поддержания электровозов в работоспособном и надлежащем санитарно-гигиеническом состоянии, обеспечения бесперебойной, безаварийной работы и пожарной безопасности. Техническое обслуживание ТО-3 может быть упразднено начальником железной дороги по согласованию с Департаментом локомотивного хозяйства МПС России;

    - техническое обслуживание ТО-4 для обточки бандажей колесных пар без выкатки их из-под электровоза при достижении оптимальных для данного участка эксплуатации или предельных величин проката и толщины гребней бандажей;

    - техническое обслуживание ТО-5, выполняемое:

в процессе подготовки электровоза для постановки в запас МПС России и длительного содержания в резерве железной дороги -ТО-5а;

в процессе подготовки электровоза к отправке в недействующем состоянии в капитальный ремонт на заводы или в другие депо, в текущий ремонт в другие депо, передачи на баланс другим депо или передислокации-ТО-5б;

в процессе подготовки электровоза к эксплуатации после постройки, ремонта на заводах или в других депо, после передислокации-ТО-5в;

в процессе подготовки электровоза к эксплуатации перед выдачей из запаса МПС России или РУД-ТО-5г;

    - текущие ремонты ТР-1, ТР-2 и ТР-3 для поддержания работоспособности электровозов, восстановления основных эксплуатационных характеристик и обеспечения их стабильности в межремонтный период путем ревизии, ремонта, регулировки, испытаний и замены деталей, узлов, агрегатов.

    - капитальные ремонты (КР-1 и КР-2) являются главным средством «оздоровления» электровозов и предусматривают восстановление несущих конструкций кузова, сложный ремонт рам тележек, колесных пар и редукторов, тяговых двигателей и вспомогательных машин, электрических аппаратов, кабелей и проводов, восстановление чертежных размеров деталей и т. д. Капитальные ремонты электровозов осуществляют на ремонтных заводах.

    Ремонтный цикл включает последовательно повторяемые виды технического обслуживания и ремонта. Порядок их чередования определяется структурой ремонтного цикла.

    Периодичность ремонта магистральных электровозов, т. е. пробеги между техническими обслуживаниями и ремонтами, а также нормы простоя электровозов при этом устанавливаются начальниками дорог с учетом конкретных эксплуатационных условий на основе нормативов приказа МПС (рис.7)

Рисунок 7 -  Нормативы межремонтных пробегов в км

 

      Нормы продолжительности технических обслуживаний ТО-4, ТО-5, текущих ремонтов ТР-1, ТР-2 и ТР-3 устанавливаются начальником железной дороги, исходя из технической оснащенности депо, рационального использования ремонтной базы, равномерной загрузки участков по ремонту, обеспечения высокого качества ремонта, проведения испытания и приемки электровозов после ремонта, а также с учетом выполнения установленной нормы деповского процента неисправных электровозов.