Электрооборудование трамваев и троллейбусов (Е.Е. Корягина) - часть 2

ГЛАВА II токоприемники
8. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКОПРИЕМНИКОВ

Требования к токоприемникам. Токоприемники осуществляют электрическое соединение между контактными проводами и электрическим оборудованием подвижного состава. По конструктивному исполнению подъемного механизма токоприемники можно подразделить на однорычажные и многорычажные. К однорычажным токоприемникам относятся штанговые и дуговые, к многорычажным — пантографные. Штанговые токоприемники применяют на троллейбусах, на трамвайных вагонах — дуговые, пантографные (полупантографные) и штанговые.

Токоприемники должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать требуемое нажатие контактной головки па контактный провод; надежный безыскровый токосъем при различной высоте подвески контактных проводов, больших скоростях движения, колебаниях провода и подвижного состава, отклонениях оси подвижного состава (троллейбуса) от оси контактных проводов; надежное взаимодействие между головками токоприемников и контактной сетью особенно в местах подвески контактных проводов, пересечений, стрелок, изоляторов и других спецчастей, а также иметь достаточную прочность конструкции, небольшую массу подвижных частей и износоустойчивость, обеспечивающие бесперебойную и безопасную эксплуатацию подвижного состава; надежную изоляцию токоприемников от корпуса подвижного состава и троллейбусных токоприемников друг от друга.

Недостаточное нажатие контактной части токоприемника на контактный провод приводит к нарушению контакта и образованию электрической дуги при токосъеме, вызывая превышение температуры, оплавление и разрушение контактного провода. Чрезмерное увеличение нажатия вызывает повышенный износ контактного провода и контактной части токоприемника, а также может привести к поломке деталей токоприемника и спецчастей контактной сети.

Статические и динамические характеристики токоприемников.

Во время перемещения токоприемника но контактному проводу изменяется высота контакта вследствие изменения высоты контактного провода, эластичности сети, упругих колебаний подвижного состава и неровностей пути. Во избежание отскакивания контактной части от контактного провода контактное нажатие должно быть по возможности постоянным.

9. КОНСТРУКЦИЯ ТОКОПРИЕМНИКОВ И ИХ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Конструкция токоприемников. Дуговой токоприемник М-1Б состоит из основания I (рис. 16), съемной трубчатой рамы 2 и контактной вставки 3. Основание (рис. 17) имеет две чугунные стойки 1, в которых конусными шпильками 2 закреплен горизонтальный вал 3. На валу на бронзовых втулках 4 установлены два кронштейна 5, связанные между собой планкой 11, свободно посаженные

назад или вперед. Пружинный элемент, вмонтированный в верхнюю ветвь уравнительного троса, обеспечивает упругое отклонение контактной головки назад при прохождении препятствий на контактной сети. Последствия удара ввиду этого сводятся к минимуму. Пружинный элемент выполнен в виде рамки 10, внутри которой размещена пружина 9, и соединяется с тросом посредством регулировочной муфты, позволяющей регулировать натяжение синхронизирующего троса.

Демпфирующее устройство токоприемника 5М-70, предназначенное для стабилизации контактного нажатия, выполнено на базе автомобильного амортизатора.

Штанговый токоприемник 5/4-70 имеет незначительную приведенную массу верхней подвижной части, позволяет снимать значительные токи при высоких скоростях движения, обеспечивает постоянство нажатия на контактный провод при изменении высоты подвески контактной сети.

Недостатками его являются неудовлетворительная вписываемость в кривые, так как не обеспечивается постоянство нахождения контактной вставки над шкворнем тележки; сложность

Обслуживание токоприемников. Точоприемники необходимо осматривать ежедневно перед выпуском подвижного состава на линию. Следует проверять состояние и надежность крепления основания, изоляторов, шунтов, отсутствие механических заеданий в шарнирных соединениях. Алюминиевые вставки пантографных и дугового токоприемников не должны иметь оплавлении, поджогов и местной выработки более 4 мм на поверхности. Допустимая толщина алюминиевой вставки должна быть не менее 16 мм, а при двойной вставке — не менее 12 мм. Периодически необходимо добавлять смазку в токоприемники и запиливать вставки. Переход от контактной вставки к башмакам каретки должен быть плавным, зазор между вставкой и башмаком допускается не более 2 мм.

Следует периодически проверять нажатие токосьемной головки на контактный провод, которое должно быть в пределах нормы. Не допускаются к эксплуатации потертые, с оборванными прядями, грязные канаты. Необходимо проверять исправность фиксирующего устройства пантографных и дугового токоприемников, при необходимости отрегулировать его.

Токосьемная головка штангового токоприемника должна свободно, без заеданий вращаться на пяте. Зазор между подвижными деталями токосъемной головки и неподвижным обтекателем не должен превышать 4 мм. Не допускаются на обтекателе следы трения о контактный провод.

ГЛАВА III

РЕОСТАТЫ И РЕЗИСТОРЫ
10. ПУСКОТОРМОЗНЫЕ РЕОСТАТЫ

Резисторы и реостаты предназначены для ограничения тока в электрических цепях. В зависимости от назначения различают пусковые, тормозные и регулировочные реостаты, демпферные, добавочные, разрядные и другие резисторы.

Пусковые реостаты служат для уменьшения пускового тока тяговых двигателей и выводятся из силовой цепи двигателя по мере увеличения частоты вращения якоря двигателя.

Тормозные реостаты предназначены для поглощения электрической энергии, вырабатываемой двигателем, работающим в режиме генератора при электрическом торможении.

Пускотормозныс реостаты выполняют из комплектов элементов типа КФ, которые имеют различную конструкцию и классифицируют по мощности. Элемент КФ (рис. 26) состоит из фехралевой ленты 3, намотанной в виде спирали на ребро с внутренним диаметром 70 мм и уложенной в направляющие канавки двух керамических изоляторов 4, закрепленных на плоском металлическом держателе 2. Фехраль (сплав железа, хрома и алюминия) обладает высоким удельным сопротивлением, жаростойкостью и механической прочностью. Обычно применяют фехраль марки X13104 с удельным сопротивлением 1,26 (1,26-10^-6 Ом*м) с температурным коэффициентом 0,00015° С. К концам спирали припаивают латунью плоские выводы 1 и 5, с помощью которых элементы соединяются между собой. Иногда на элементах делают промежуточные выводы. В пределах одной длины элементы рассеивают одинаковую выделяющуюся в них мощность и различаются значениями сопротивлений (сечением фехралевой ленты, числом намотанных витков и параллельных лент) и длительным током.

Мощность элементов и длительные токи их даны при превышении температуры 350° С. По условиям пожарной безопасности наибольшие расчетные перегревы не допускают выше 450° С. Элементы пускотормозных реостатов монтируют в ящиках, которые обычно подвешивают на изоляторах под кузовом подвижного состава, реже их устанавливают на крыше (троллейбус 9Тр). К стойкам 1 ящика тормозного реостата типа КФ-51Г-3 (рис. 27, а) закреплены шпильки 5, изолированные миканитом. На шпильках установлены элементы 4, изолированные друг от друга и от держателей элементов фарфоровыми изоляторами 3. Расстояние между двумя соседними элементами на шпильке фиксируется дистанционными втулками 7. Элементы в ящике реостата соединены между собой шинами 2 согласно монтажной схеме (рис. 27, б). Концы выводных шин и наконечники подводящих кабелей силовой проводки закреплены на доске зажимов (клеммовой доске) болтами. Ящик пускотормозного реостата подвешивают к основанию кузова на фарфоровых изоляторах 6. Над ящиком прокладывают слой асбеста, закрытый листовой сталью, чтобы предохранить под салона от высокой температуры. Пускотормозные реостаты закрывают кожухом и охлаждают воздухом, прогоняемым с помощью вентилятора, который служит также для вентиляции пассажирского салона. В зимнее время подогретый в ящике реостата воздух возвращается в салон и используется для его обогрева, в летнее — выбрасывается в атмосферу.

На троллейбусе 9Тр применяют пускотормозной реостат P8RTb, предназначенный для работы в цени с номинальным напряжением 600 В и наибольшим допустимым кратковременным током 400 А. Элементы реостата P8RTb смонтированы в двух блоках (рамах), которые устанавливают на крыше троллейбуса на изоляторах из микалекса и закрывают съемными кожухами. Элемент реостата выполнен в форме овальных катушек из фехралевой ленты и посредством стеатитового седла и стального держателя крепится к раме. Сопротивление всего реостата 3,87 Ом. Выводы ступеней реостата выполнены медными шинами, укрепленными на изоляторах.

На первой раме установлен демпферный резистор сопротивлением 15 Ом, включенный в цепь двигателя компрессора. Охлаждается реостат потоком воздуха при движении троллейбуса.

На трамвайном вагоне Т-3 в качестве пускотормозных реостатов используют ленточные элементы ускорителя и демпферные резисторы R1 и R2 (см. рис. 88), ограничивающие пусковой ток тяговых двигателей и обеспечивающие плавный пуск вагона. Резисторы R1 и R2 и резисторы автоматической стрелки RV смонтированы на одной раме, которую устанавливают в шкафу ускорителя и с помощью кронштейнов подвешивают к кузову вагона па фарфоровых изоляторах.

Резистор (рис. 28) состоит из ленты 3, выполненной из сплава кантал ДСД и уложенной в канавки керамических изоляторов 5. Изоляторы укреплены на держателе 4 и фиксируются па нем двумя шайбами 2, приваренными к держателю точечной сваркой. Наконечники 1 служат для крепления и соединения резисторов.

В цепях вспомогательных высоковольтных двигателей в качестве демпферных резисторов применяют элементы типа СР.

11. РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ РЕОСТАТЫ И ИНДУКТИВНЫЕ ШУНТЫ

Регулировочные реостаты предназначены для регулирования магнитного потока независимой (параллельной) обмотки возбуждения тяговых электродвигателей. Ток в параллельных цепях тягового двигателя и в цепях вспомогательных электрических машин

ГЛАВА IV

КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ С ИНДИВИДУАЛЬНЫМ И ГРУППОВЫМ ПРИВОДОМ
12. КОНТАКТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, КОНТАКТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Контактами называются детали аппаратов, предназначенные для непосредственного замыкания и размыкания электрических цепей и обеспечивающие в замкнутом состоянии необходимую проводимость тока.

Контактные соединения должны удовлетворять следующим требованиям: надежность электрического соединения, достаточная механическая прочность, превышение температуры не свыше допустимого по нормам, стойкость против химических воздействий. В зависимости от условий работы контактные соединения подразделяют на неподвижные, подвижные и скользящие.

Неподвижные контактные соединения не размыкаются в процессе эксплуатации аппаратов. К ним относятся все типы постоянных соединений проводников. Выполняются они шпильками, винтами, болтами, заклепками, специальными зажимами или пайкой и сваркой.

Подвижные контактные соединения, замыкающиеся и размыкающиеся в процессе работы аппарата, являются основными элементами выключающей аппаратуры (контакторов, реле, автоматических выключателей, рубильников и пр.). Они состоят из двух контактов, один из которых является неподвижным, а другой, передвигаясь, осуществляет включение или выключение электрической цепи. Необходимое усилие прижатия контактов друг к другу достигается с помощью контактных пружин.

Скользящие контактные соединения обеспечивают перемещение одной контактной поверхности по другой и не размыкаются в процессе работы. Их прижатие друг к другу осуществляется посредством пружин. К скользящим контактным соединениям относятся коллектор и щетки, токосъемная вставка токоприемника,, контактный провод и др.

В месте касания двух контактов возникает добавочное сопротивление, которое называется переходным или контактным сопротивлением. Проводимость контактов тем больше, чем меньше их сопротивление. Сопротивление контактного соединения складывается из сопротивления материала контактов и переходного сопротивления.

Серебряные контакты имеют сравнительно низкую электрическую износостойкость, причем быстрее изнашивается положительный контакт и больше изнашиваются серебряные контакты при включении, чем при отключении.

Металлокерамические контакты обладают высокой твердостью, хорошей электрической и механической износоустойчивостью. Их используют в аппаратах, рассчитанных на средние и большие токи. Для получения контактов с хорошими показателями применяют смесь металла с высокой проводимостью, но имеющего низкую температуру плавления, и тугоплавкого металла. Порошки двух практически несплавляющихся металлов тщательно перемешивают, прессуют в пресс-форме по заданному профилю контакта и затем запекают при 800—900° С, или порошок, изготовленный из тугоплавкого металла пропитывают расплавленным другим металлом. Таким образом, металлокерамический контакт имеет тугоплавкий скелет и легкоплавкий заполнитель с высокой проводимостью. Применяют металлокерамические контакты в сочетании: серебро—окись кадмия; серебро—никель; серебро—вольфрам; серебро—молибден; медь—вольфрам; медь—молибден.

Неподвижные контакты, выполненные из легкоокисляющихся металлов (сталь, алюминий, медь) и не подвергающиеся во время работы механическому износу и воздействию электрической дуги, покрывают защитными малоокисляющимися материалами, например, оловом, кадмием, серебром, ПОС-30 (оловянисто-свинцовый припой, содержащий 30% олова). Надежность работы аппарата зависит от размера раствора, контактного нажатия, провала и притирания контактов.

Раствор контактов — это расстояние между контактными поверхностями подвижного и неподвижного контактов в разомкнутом положении. Размер раствора выбирают из условий гашения электрической дуги.

Контактное нажатие — это сила, с которой подвижной контакт должен давить на неподвижный, чтобы обеспечить нормальную работу аппарата. Под провалом понимают расстояние, на которое смещается подвижной контакт при полном замыкании контактов. По мере износа контактов провал и контактное нажатие уменьшаются. Притирание — это перемещение линии касания подвижного контакта по поверхности неподвижного контакта.

13. СПОСОБЫ ГАШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

При разрыве электрической цепи, находящейся под током, между контактами возникает дуговой разряд, представляющий собой поток заряженных частиц — электронов и ионов, перемещающихся с большой скоростью между контактами. Высокая температура дуги (около 10 000° С в стволе дуги и до 2000 -3000° С на ее поверхности) может привести к плавлению металлов и разрушению

содержание .. 1 2 3 ..