Быстродействующий выключатель БВП-105А

  Главная       Учебники - Электровозы      Электрические аппараты электровозов (лекции)

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4 

 

Быстродействующий выключатель БВП-105А

 

·               БВ служит для защиты силовых  цепей моторного вагона от то­ков короткого замыкания и токов перегрузки, работая совместно с ДР (диффреле) выключается и при малых токах короткого замыкания.

·               Время отключения БВ составляет несколько миллисекунд (0,015-0,03с), а поэтому ток короткого замыкания при отключении не успевает достигнуть наибольшего значения.

БВ состоит из следующих узлов:

·               1– магнитной системы (удерживающая катушка с магнитопроводом и размагничивающего витка (3);                         

·               2– дугогасительной системы (2-е дугогасительные катушки с полюсами и 2-е дугогасительные камеры);

·               3– контактной системы (2-а неподвижных контакта и 2-а подвижных контакта);                                                                         

·               4– пневматического привода (вентиль, цилиндр со штоком и система рычагов)

·               5 низковольтного устройства с блокировками.

УСТРОЙСТВО

·               БВ имеет 2 основания; верхнее и нижнее, которые соединены  4 стойками, 2 из них изолированы.

·               На изолированных стойках монтируют магнитопровод удерживающей катушки, пневматический цилиндр, рычаги подвижных контактов.

·               Внутри магнитопровода имеется размагничивающий виток (катушка), которая в силовую цепь включается последовательно.

·               К неизолированным стойкам (стальным) крепят изоляционную панель, на которой установлены полюса с дугогасительными катушками, дугогасительные камеры, неподвижные контакты.

·               Вентиль крепят на нижнем основании.

·               При включении БВ, БВУ получает питание и создаёт магнитный поток, который не в состоянии притянуть якорь из- за большого воздушного зазора (30 +5мм).

·               Кнопкой "возврат защиты" подается питание на вентиль БВ-В, который открывает доступ воздуха в пневматический   цилиндр и диск поднимается вверх, своим штоком нажимает на якорь и на рычаги подвижных контактов.

·               Якорь прижимается к магнитопроводу, подвижные контакты подходят к неподвижным, но не замыкаются, остается зазор 7 мм.

·               Магнитный поток БВУ в состоянии удержать якорь в притянутом состоянии.

·               Как только вентиль обесточивается, воздух из цилиндра выйдет в атмосферу, рычаги подвижных контактов под действием пружин, поворачиваются и контакты замыкаются.

БВ срабатывает в двух случаях:

·               1 при обесточивании катушки БВУ;                                     

·               2– при протекании тока 650А, и выше по размагничивающему витку.

·               Магнитный поток размагничивающего витка направлен встречно магнитному потоку удерживающей катушки в той части, где он проходит по якорю.

·               Если ток будет свыше 650А, то якорь отпадает и БВ выключается под действием отключающих пружин.

·               В магнитопроводе имеются регулировочные винты, которыми можно регулировать ток уставки БВ.

·               При вывинчивании винтов ток уставки уменьшается, а при завинчивании увеличивается.

 

ДИАФРАГМЕННЫЙ ПРИВОД

 

·               Диафрагменный привод представляет собой замкнутую камеру, разделенную резиновой диафрагмой на две полости.

·               В рабочую камеру подается сжатый воздух. Он воздействует на диафрагму и тем самым   прижимает диск со штоком (на котором укреплен валик).                       

·               При ремонте БВ проверяют касание контактов по всей ширине через копирку.

·               Якорь притирают и также проверяют через копирку. Площадь касания должна быть не менее 75%. Давление контактов проверяют динамометром.

ГАШЕНИЕ ДУГИ

·               Принцип гашения дуги основан на выталкивании проводника с током (которым является дуга) из магнитного поля, создаваемого дугогасительными катушками и полюсами.

·               Дугогасительная камера двух щелевая с деионными решётками.  

·               Деионные решётки изготавливают из тонких медных пластин, назначение которых не выпускать дугу из дугогасительной камеры.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

·               Номинальное напряжение.............................................3000 В       

·               Номинальный длительный ток ............................250 А     

·               Предельно-отключаемый ток .......................... 20000 А

·               Напряжение цепи управления  ..............................110 В

·               Нажатие главных контактов............................. 9-10   кгс

·               Число пар главных контактов .....................................2

·               Раствор главных контактов...............................30±5 мм

·               Ток уставки ........................................................ 650±50 А

·                 Давление воздуха ............................................. 5 кгс/см2

·               Число витков удерживающей катушки   ...............9500

·               Число витков размагничивающей катушки .............. 3

·               Чисто витков дугогасительной катушки .................... 9

·               Ширина  силовых контактов .................................11мм

·               Количество блокировок .............................................. 5

 

 

 

Быстродействующий выключатель ВБ-11

 На электропоездах серий ЭР2Т, ЭТ2, ЭД2Т установлены выключатели типа БВП- 105А, а на серии ЭТ2М, ЭД4М - ВБ-11 (ВБ-14).

 

 

 

 

 

 


 

·               Включение аппарата происходит в два приема. После включения кнопки ВУ напряжение подается по проводу 20 А на удерживающую катушку 5.

 

 

·               Протекающий через нее ток создает магнитный поток Ф.

·               Однако он ослаблен, так как замыкается через воздушный зазор между полюсами электромагнита, поскольку якорь 8 еще не прижат к полюсам.

·               Якорь 8, контактный рычаг 1 с мостиком подвижных контактов и магнитопровод 4 могут поворачиваться относительно оси 9.

·               После нажатия кнопки "Возврат защиты" подается электропитание на вентиль, и сжатый воздух поступает в цилиндры 11 и 14 пневмопривода.

·               Поршень цилиндра 11 поднимается и поворачивает тягу 12 по часовой стрелке, растягивая тем самым отключающие пружины 13.

·               Поскольку стержни 2 вместе с тягой 12 также перемещаются вверх, магнитопровод 4 начинает поворачиваться вокруг оси 9 против часовой стрелки.

·               Одновременно поршень цилиндра 14 под действием сжатого воздуха перемещается вниз и толкателем 15 воздействует на контактный рычаг 1 с якорем 8, поворачивая их по часовой стрелке до прижатия якоря 8 к полюсам электромагнита.

·               При этом между главными контактами остается зазор, так как дальнейший ход контактного рычага 1 ограничивает повернутый ему навстречу магнитопровод 4.

·               Магнитный поток удерживающей катушки Ф теперь замыкается через прижатый якорь, усиливается и прочно удерживает якорь.

·               После отпускания кнопки "Возврат защиты" вентиль обесточивается.

·               Сжатый воздух из цилиндров привода БВ выходит в атмосферу, и поршни возвращаются в исходное положение. Якорь остается притянутым к полюсам электромагнита.

·               Отключающие пружины 13 сжимаются и поворачивают магнитопровод 4 по часовой стрелке до замыкания главных контактов.

·               При этом контактный рычаг 1 воздействует на блокировочное устройство и блокировочные контакты переключаются, т.е. сигнальная лампа гаснет в момент отпуска кнопки "Возврат защиты" в отличие от ранее применявшихся выключателей БВП- 105А.

·               Отключающие пружины 13 продолжают доворачивать магнитопровод 4 до упора 6.

·               Между якорем 8 и контактным рычагом 1 образуется зазор, благодаря чему обеспечивается провал и замыкание главных контактов при притянутом якоре.

·               Ток силовой цепи тяговых двигателей проходит по токовой (размагничивающей) катушке 7, витки которой охватывают магнитный шунт.

·               Он создает в магнитопроводе и якоре магнитный поток Фт, направленный навстречу магнитному потоку Ф удерживающей катушки.

·               Выключатель отрегулирован на силу тока 650 А (ток уставки аппарата).

·               Это значит, что при таком токе магнитный поток размагничивающей катушки 7 становится больше магнитного потока удерживающей катушки 5, что возможно, например, при пробое на "землю" силовой цепи тяговых двигателей.

·               Результирующий магнитный поток в якоре уменьшается, и отключающие пружины 13 отрывают якорь 8 от полюсов электромагнита.

·               Якорь 8 ударяет по контактному рычагу 1, и главные контакты размыкаются.

·               Возможно и принудительное отключение аппарата при снятии питания с удерживающей катушки (под действием дифференциальной защиты или вручную).

·               В этом случае быстродействующий выключатель отключает малые токи или вообще отключается без разрыва тока.

 

 

 

 

 

Ток уставки, А…………………………………………..600+50

Время срабатывания, с………………………………0,02-0,05

Длина линии касания

главных контактов……………………….…….3/4 ширины контакта

 

 

 

 

 

 

Дифференциальное реле Р-104Б

 

Служит для защиты силовой цепи от токов КЗ, меньше токов уставки БВ.

 

·          При срабатывании ДР оно разрывает свою блокировку в цепи БВУ и БВ отключается.

·          Принцип действия реле основан на балансе магнитных потоков создаваемых входной катушкой (витком), установленной в начале силовой цепи и выходной катушкой (витком), установленной в конце силовой цепи.

 

 
 

  

 

 

 

Устройство

·          ДР имеет наборный трёх стержневой сердечник, на вертикальных сторонах которого находятся подмагничивающие катушки включенные последовательно.

·          В верхнем окне магнитопровода помещены входной и выходной силовые витки.

 

Работа

·          При отсутствии КЗ ток по входному и выходному виткам протекает одинаковый, и поэтому магнитные потоки направленные встречно, "уничтожают" друг друга, получается баланс магнитных потоков.

 

·          При возникновении КЗ величиной 40-60 А и более, по входному витку потечёт больший ток, чем по выходному, в результате чего получается не баланс магнитных потоков и в воздушных зазорах 5 и 4 он складывается с магнитным потоком подмагничивающих катушек, в результате якорь поворачивается  и мостиковая блокировка ДР размыкается , обесточивая БВУ.

 

·          БВ срабатывает и своей блокировкой в проводе 30А-30 разрывает цепь подмагничивающих катушек ДР создавая тем самым возможность пружине возвратить якорь в исходное положение.

 

Дифференциальное реле 1Р.006.

 

·          Реле дифференциальной защиты РДЗ-21 и РДЗ-22 применяют для защиты силовых и вспомогательных цепей от токов короткого замыкания на "землю", меньших по силе, чем ток уставкиВБ, или при  медленном нарастании аварийных токов.

·          В силовых схемах эти реле используют в комплекте с шунтами-датчиками.

 

 

 

 

 

 

·               Реле 1Р.006 состоит из каркаса 1, в котором находятся две высоковольтные катушки 2 и 3, залитые эпоксидным компаун­дом.

·               Одна катушка установлена в начало силовой схемы, другая — в конец защищаемой цепи, обе катушки включены встречно.

·              

 
 

Внутри катушек расположен геркон 4 с припаянными выводами 5. 

·               При нормальной работе силовой схемы через катушки про­текают одинаковые токи, они создают встречно направленные магнитные потоки, компенсирующие друг друга (контакты геркона разомкнуты).

 

Дифференциальное реле 1Р.006 (а)   и его магнитные потоки (б):

·               При возникновении короткого замыкания «на землю» в катушках начнут протекать разные токи.

·               Появит­ся некомпенсированный магнитный поток, что вызовет мгно­венное замыкание контактов геркона.

·               Дифференциальное реле при срабатывании обесточивает блок защиты, который отклю­чает  контактор КЗ.

·               Контактор КЗ, в свою очередь, отключает БВ, разрывая силовую схему.

·               Реле 1Р.006 монтируют на изоляционной панели в под­вагонном ящике.

 

Технические данные реле 1Р.006

Напряжение главной цепи, В

·               Максимальное…………………………………………..4000

·               Номинальное……………………………………………3000

·               Номинальный ток катушек, А…………….……………22

·               Разность токов в катушках, при которой срабатывает реле (уставка реле),А……………..……3,5

·               Напряжение вспомогательной цепи, В……………..110

·               Коммутируемый ток, А, не более…………..…………0,5

Реле управления и защиты

·                К группе реле управления и защиты относятся промежуточные реле, реле времени и реле перегрузки. Все эти аппараты электромагнитные с магнитной системой клапанного типа и по конструкции максимально унифицированы между собой.

Промежуточные реле

    

В цепях управления электропоездов установлены промежуточные реле РП-8 (рис. 4.10), РП-8-02, РП-8-03, РП-8-05, РТ-16-01, РП-280.

·               Они предназначены для переключения цепей и управления соответствующими аппаратами.

·               Реле перегрузки РТ-16-01 предназначено для защиты от перегрузок и коротких замыканий силовых и вспомогательных цепей.

·               Реле перегрузки РТ-16-01 отличается по конструкции от остальных, оно имеет указатель срабатывания.

·               РПП – реле перегрузки преобразователя, защищает преобразователь от токов перегрузки и токов короткого замыкания.

·               При срабатывании РПП воздействует на реле защиты преобразователя РЗП-3, а оно отключает контакторы КП и ПКП.

·               Силовая катушка имеет 11,5 витков. Ток уставки 100 А.

 

Тепловое реле ТРТП

 

Назначение и принцип действия

·               Реле предназначены для защиты вспомогательных машин от недопустимо продолжительных перегрузок.

·               Основной элемент их конструкции - биметаллическая пластина 6 (рис. 4.15) U-образной формы, установленная на оси.

·               При достижении тока срабатывания пластина, нагреваясь, изгибается настолько, что поворачивает пружину 3, изменяя направление приложения усилия пружины на колодку, колодка поворачивается вокруг оси и отключает контакты 1 и 2.

·               Реле выполнены с ручным возвратом в исходное положение, чем исключается возможность самостоятельного замыкания контактной группы после срабатывания.

·               Возвращают реле в рабочее положение после устранения причины срабатывания, нажимая на специальную кнопку 8.

В схеме они обозначены:

ТР11, ТР12……….………….установлены в цепи мотор-вентилятора кабины МВК;

ТР1, ТР2, ТР3, ТР4……….установлены в цепи мотор-вентиляторов МВ1 и МВ2:

ТР5, ТР6……….…………….установлены в цепи мотор-компрессора МК:

ТР5 (моторн.вагон)….…установлен в цепи контактора КВ:

ТР7……….……………………..установлен в цепи низковольтной обмотки двигателя преобразователя.

 

Реле боксования (1Р.008)

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение и принцип действия

·               Реле боксования, предназначены для защиты тяговых двигателей от повреждения при электрических перегрузках, возникающих при пробуксовке колесных пар во время трогания и разгона поезда и их юзе при торможении.

·               Обозначение на электрической схеме Э1-ЭЗ.

·                Выводы устройств Э1-ЭЗ подключены к диагонали моста, образованного двумя соседними обмотками якорей двигателей и двумя одинаковыми высокоомными резисторами.

·               При нормальной работе двигателей напряжения на соседних коллекторах (как и на резисторах) равны и мост находится в равновесии, т.е. напряжение на выводах 00-02 отсутствует.

·               После начала буксования потенциал точки моста между соседними двигателями (вывод 00) изменится - он может стать больше или меньше потенциала точки между резисторами (вывод 02) в зависимости от того, какой двигатель буксует.

·               Когда разность потенциалов выводов 00 и 02 достигнет примерно 50-60 В, сработает более чувствительное герконовое реле РБ 1 - первая ступень устройства Э1-ЭЗ, что вызовет необходимые переключения в схеме управления.

·               Когда напряжение превысит указанное значение, включится герконовое реле РРБ1 разносного буксования - вторая ступень устройства.

·               При этом через реле-повторитель ПРРБ отключается  линейный контактор ЛК или тормозной контактор Т.

·               После снятия напряжения с катушки контакты геркона размыкаются.

·               Напряжение отключения РБ (54 ± 3) В, сила тока срабатывания реле РРБ (16 ± 0,5) мА.

·               Если напряжение отключения реле не соответствует уставке, его регулируют, закорачивая последовательно по одному стабилитрону, начиная с ПП1.

·               Величина добавочных резисторов реле буксования R18-R21, R51, R52 должна быть равна (25 ± 0,5) кОм.

 

Реле напряжения и реле максимального напряжения (РН и РМН)

Назначение и принцип действия

На электропоездах применяют герконовые реле - 1Р.008.

Реле напряжения

сила тока срабатывания реле…………….. 1,7-2,4 мА

сила тока размыкания геркона………….. 0,6 - 2,2 мА

напряжение срабатывания реле………………. 2400 В

 

Реле максимального напряжения

Напряжение срабатывания (РМН) можно регулировать в пределах………………… (3950 ± 50) В

сила тока срабатывания РМН………………….. 2 - 4 мА

 

 

 

 

 

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

·          Плавкие предохранители служат для защиты цепей высокого и низкого напряжений электропоездов от перегрузок и токов короткого замыкания.

Предохранитель ПКПС-3 состоит:     из патрона 1 

·               шамотного сердечника 2

·               плавкая вставка 4, состоящая из четырех медных посеребренных проволок с напаянными на них оловянными шариками 3.

·               В одном из латунных колпачков 9 установлен указатель срабатывания 11.

·               Время выключения цепи предохранителем складывается из времени плавления вставки и времени гашения дуги.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·               В низковольтных цепях, применяют предохранители ПР2, которые имеют разборные патроны без   наполнителя и рассчитаны на 15, 60, 100 и 200А.

·               Патрон состоит из фибры и латунных (алюминиевых) наконеч­ников.

·               Вставка в нем выполнена в виде цинковых пластин   суженными перепайками.

·               Патроны, рассчитанные на 15А, заряжаются пластинками на 8, 10 и 15А.

·               Патроны, рассчитанные на 60А, заряжаются пластинками от 15 до 60А.

·               В предохранителях на 100 и 200А пластинки закрепляют­ся болтиками.

·               Для защиты цепей переменного, тока применяют предохра­нители ПНБ-40, патрон которого состоит из стеклянной трубки армированной латунными колпачками.

·               Плавкая вставка, впаянная в колпачки, из­готовлена из посеребренной проволоки, а внутри патрона имеется кварцевый песок. Работа данного предохранителя аналогична предохраните­лю ПКЭ.

Разрядник РМВУ-3,3

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вилитовый разрядник предназначен для защиты силовой цепи от коммутационных и грозовых перенапряжений, которые достигают огромной величины до 1 000 000 В).

·               Первый разрядник Рр-1 служит для защиты от грозовых перенапряжений на токоприёмнике, а второй Рр-2 для отвода перенапряжений возникающих на конденсаторе С1.

Разрядник состоит из:

·               фарфорового корпуса

·               двух вилитовыхдисков прижатых пружиной

·               двух постоянных магнитов и монтажных деталей.

·               Между магнитами помещены изоляторы с двумя последовательно включёнными искровыми промежутками, зашунтированными тиритовыми резисторами.

·               Снизу разрядник закрыт плитой, которая имеет отверстие, плотно закрытое резиновой диафрагмой, предохраняющей цилиндр от разрыва, если давление станет выше 2 - 5 кгс/см2. Разрядник герметичен.

·               Принцип работы вилитового разрядника основан на вентильном свойстве вилита  (карборунд и глина), который, чем выше напряжение, а, следовательно, и ток, тем меньше его сопротивление.

·               При напряжении в контактной сети до 4000 В ток утечки разрядника не превышает 130 мкА.

·               При напряжении 7,5 – 9 кВ искровые промежутки пробиваются, и ток через вилитовыедиски уходит на землю.

·               При снижении перенапряжений, сопротивление дисков увеличивается до 140-160 Ом, ток снижается до 25-30А и дуга гасится полем магнитов.

·               Для контроля срабатываний разрядника применяют регистраторы РВР, автоматически заменяющие плавкие вставки, перегорающие при срабатывании разрядника. Регистратор рассчитан на 9 срабатываний и имеет указатель числа срабатываний.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

·               Номинальное напряжение…………………………3,3 кВ

·               Наибольшее допустимое напряжение………….4,2 кВ

·               Ток утечки при напряжении 5 кВ……………не более 70-130 мкА

·               Масса ………………….………………………………..22,5 кг

 

 

ИНДУКТИВНО – ЁМКОСТНОЙ ФИЛЬТР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индуктивно – ёмкостной фильтр предназначен для защиты от радиопомех.

·               Он состоит из индуктивного фильтра – дросселя ДрФ и конденсаторного фильтра С1.

·               Индуктивный фильтр представляет собой высокочастотный дроссель без сердечника в виде катушки навитой из алюминиевой ленты.

·               Катушка зажата между двумя гетинаксовыми крестовинами, стянутыми шпильками.

·               Дроссель крепится на крыше посредством опорных изоляторов.

·               Индуктивный фильтр включен в общую силовую цепь последовательно.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

·               Напряжение…………………………………………3000 В

·               Длительный ток………………………………………..600 А

·               Число витков……………………………………………27

·               Размер ленты……………………………........3 x 40 мм

·               Конденсаторный фильтр С1 представляет собой металлический ящик с помещённым внутри него высоковольтным герметическим конденсатором ёмкостью 1 мкФ.

·               Один конец от конденсатора соединён с силовой цепью, а другой с корпусом ящика. Он рассчитан на номинальное напряжение 3000 В.

·               Радиопомехи, вызванные коммутацией тяговых двигателей, вспомогательных машин и аппаратов силовой цепи снижаются этим фильтром не менее чем в 10 раз, причём, дроссель является большим сопротивлением для переменного тока, а конденсатор для постоянного.

·               Разрядный резистор R22 служит для разряда конденсатора при установке главного разъединителя в положение «земля». Величина его 102 000 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

КОНТАКТОР ЗАЩИТЫ КМБ-3

Контактор защиты КМБ-3 служит для защиты тяговых двигателей от токов короткого замыкания и перегрузки при электрическом торможении.

·               Контактор защиты состоит из электромагнитного привода, 2-х     подвижных и 2-х неподвижных контактов, 2-х изоляционных стоек, 2-х  дугогасительных камер, 2-х дугогасительных катушек с полюсами, 2-х отключающих пружин и устройства блокировок.

·               Электромагнитный привод имеет 2 магнитные цепи:  вертикальную и горизонтальную, расположенные взаимоперпендикулярно.

·               Вертикальная магнитная цепь состоит из сварного ярма, рычага с якорем, 2 рабочих воздушных зазоров и 2 сердечников с включающими катушками.

·               Горизонтальная   магнитная цепь состоит из якоря, двух сердечников с  включающими катушками, ярма и магнитного шунта с размагничивающей катушкой.                          

·               Изоляционные стойки, на которых монтируют узлы аппарата, изготовляют из текстолита.

·               Дугогасительная камера лабиринтно - щелевая выполнена из прессмассы.

·               Отключающие пружины работают на растяжение.

РАБОТА

·               Контактор включается при подаче напряжения на включающие катушки, которые в момент включения соединены параллельно и магнитный поток замыкается через рабочие воздушные зазоры по вертикальной магнитной цепи. 

·               Возникшие силы притягивают якорь к сердечнику и рычаг якоря, поворачиваясь, толкает изоляционный стержень, посредством которого система подвижных контактов движется вверх и прижимается к неподвижным контактам.

·               Как только якорь притянется к сердечнику, происходит переключение катушек на последовательное соединение.

·               Ослабленный магнитный  поток замыкается  в горизонтальном магнитопроводе и его достаточно, чтобы удержать якорь в притянутом состоянии.

·               При коротком замыкании в силовой цепи БУКЗ выдаёт команду на размагничивающую катушку, в результате чего магнитный поток по якорю ослабляется, и две мощные пружины отрывают якорь от магнитопровода, размыкая тем самым силовые контакты, которые образуют 2-а последовательных разрыва.

·               Электрическая дуга под воздействием сильного магнитного поля направляется в щель дугогасительной камеры, растягивается и гаснет.

·               Плотность прилегания якоря к сердечнику должна быть не менее 75%.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

·               Номинальное напряжение, В.................................................. 3000

·               Номинальный ток, А ............................................100

·               Раствор силовых контактов, мм..............................8-12

·               Напряжение цепи управления, В............................110

·               Число витков включающей катушки ...................1140

·               Число витков размагничивающей катушки.........2220

·               Ток уставки, А......................................................550± 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4