книги из ГПНТБ / Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава учебник

пованных листов. Пространство внутри щита разделено перегород­ кой на верхнюю и нижнюю части.

С лицевой стороны имеются в верхней части открывающиеся вверх дверцы, а в нижней —■съемные крышки со щелями для притока охлаж­ дающего воздуха. На лицевой стороне установлены контрольно-из­ мерительные приборы 2, включенные в силовые цепи, контрольные мил­ лиамперметры 3, сигнальные лампы 1, группа пакетных выключателей и переключателей 4. В нижней части на лицевой стороне установлены рукоятки выключателей 6 силовых цепей, штурвалы реостатов воз­ буждения 5, рукоятки барабанных переключателей 7 и рукоятка бло­ кировочного переключателя 8. Вся аппаратура лицевой стороны смон­ тирована внутри щита. Наружу выведены только шкалы контрольно­ измерительных приборов, глазки сигнальных ламп, рукоятки, а также штурвалы переключателей и выключателей. Верхняя стенка 9 щита не открывается.

Вверхней части щита на боковых стенах внутри смонтированы па­ нели пробочных предохранителей 10 и 11. На задней стенке установле­ ны трехфазные счетчики электроэнергии 20, вырабатываемой синхрон­ ными генераторами, регулятор напряжения подвесного генератора по­ стоянного тока 18, предохранительный щит ограничителя тока 19, реостаты возбуждения 22 и магнитные пускатели 21. Доступ к этим аппаратам осуществляется через дверцы 6 и съемные крышки 4, кото­ рые при работе щита должны быть заперты, а к аппаратуре нижней час­ ти щита — через съемные крышки 8, имеющие вентиляционные жалю­ зи. Аппараты соединяются через переходные клеммные колодки 23.

Внижней части щита на промежуточной 13 и задней стенках смон­ тированы стойки 12 предохранителей силовых цепей, трансформаторы тока 14, реле тепловой защиты 15, магнитные пускатели 17, трехфаз­ ные контакторы 16 и ограничитель тока 24.

Распределительный щит установлен внутри вагона-дизель-элек- тростанции около боковой стены на амортизаторах, повышающих надежность работы аппаратуры. Пол вагона под распределительным щитом закрыт асбестовым листом, предотвращающим попадание час­ тиц расплавленного металла силовых контактов аппаратуры на прово­ да и кабели электропроводки. Дверцы и крышка щита имеют надежный электрический контакт с его массой, которая соединена с нулевыми проводами всех синхронных генераторов.

В с п о м о г а т е л ь н ы й р а с п р е д е л и т е л ь н ы й щ и т (рис. 57) вагона-машинного отделения также представляет собой каме­ ру, собранную из уголков и штампованных листов.

На лицевой стороне щита установлены восемь контрольно-измери­ тельных приборов 1, три сигнальные лампы 2, группа пакетных выклю­ чателей и переключателей 3, а также два барабанных переключа­ теля 5. С боковых сторон к щиту подвешены шесть барабанных конт­ роллеров 4 для запуска двигателей с фазным ротором. Внутри верхней части щита на стенке установлены магнитные пускатели и реле 6 тепло­ вой защиты. Внутри в нижней части щита на промежуточной стенке 7 смонтированы трансформаторы тока 11, панель 4 пробочных предо­ хранителей 10, трубчатые предохранители 9 и клеммные панели 8.

81

3. АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЩИТОВ

На щитах для распределения электроэнергии используется различ­ ная аппаратура: автоматические, ручные, пакетные, кнопочные, ба­ рабанные выключатели и переключатели; магнитные пускатели и трех­ фазные контакторы; регуляторы напряжения и ограничители тока осевых генераторов постоянного тока; тепловые реле; контрольно­ измерительные приборы; предохранители; трансформаторы тока; рео­ статы возбуждения; сигнальные лампы.

Ниже рассматривается устройство и работа предохранителей, транс­ форматоров тока, реостатов возбуждения и сигнальных ламп; осталь­ ная аппаратура описана в последующих главах.

П р е д о х р а н и т е л и предназначены для защиты силовых це­ пей и потребителей электроэнергии от чрезмерных перегрузок и токов

ется и разрывает цепь, когда по ней проходит чрезмерно большой ток. Однако они не защищают от продолжительных небольших пере­ грузок.

Основным параметром предохранителя является номинальный ток, который он должен выдерживать длительное время, не сгорая. Ток, при котором перегорает предохранитель, определяется сечением плавкой

82

вставки и зависит от характера перегрузки, а также от условий охлаж­ дения предохранителя.

По конструкции предохранители делятся на трубчатые, рассчитан­ ные на ток свыше 100 а, и пробочные — до 100 а. Трубчатый предохра­ нитель (рис. 58) состоит из плавкой вставки 1, одного или нескольких проводников, фарфорового патрона 2, металлических обойм 4 и кон­ тактных ножей 5. Патрон заполняется кварцевым песком 3. Предо­ хранитель устанавливается в зажимных контактных пластинах 6, к которым присоединены провода защищаемой цепи. Электрическая ду­ га, возникающая в момент плавления вставки, гасится за счет вы­ сокого давления газов внутри патрона. Кварцевый песок также спо­ собствует быстрому охлаждению и разрыву электрической дуги. Труб­ чатые предохранители очень удобны, так как их можно заменить без снятия напряжения; разрыв электрической дуги при этом происходит бесшумно и без выброса пламени наружу.

Пробочный предохранитель (рис. 59) имеет фарфоровое основа­ ние 1, в котором расположены контактные винт 2 и кольцо 3 с винто­ вой резьбой. В кольцо вставляется сменный патрон 4 (пробка) с плав­ кой вставкой 10. Предохранитель закрывается крышкой 6. Вставка име­ ет электрический контакт с колпачками 5 и 9, напрессованными на тор­ цы патрона, заполненного кварцевым песком. В колпачке 5 находится указатель с пружиной 11, позволяющей через сигнальное отверстие 7 в крышке определить, сгорел ли предохранитель. Чтобы в предохра­ нитель нельзя было установить патрон, рассчитанный на большой ток, диаметры патронов и их наконечников 8 делаются различными в

7

83

зависимости от величины тока. При перегорании вставки 10 пружина 11 выбрасывает цветной сигнальный глазок 12 через отверстие 7 в крышке.

У предохранителя с перегоревшей вставкой необходимо отвернуть крышку 6, вынуть патрон 4 и заменить его новым.

Т р а н с ф о р м а т о р ы т о к а (рис. 60) включаются с ампер­ метрами в соответствующие цепи и не допускают прохождения сило­ вого тока через катушку амперметра.

Первичная обмотка 3, намотанная на сердечник 1 трансформатора, включается последовательно в измеряемую цепь, по которой проходит ток Д. Вторичная обмотка 2 соединяется параллельно с амперметром А, через который проходит ток / 2. При таком включении токи / х и / 2, протекающие по обмоткам, будут обратно пропорциональны числу вит­ ков обмоток 3 и 2. Благодаря соответствующему подбору числа вит­ ков обмоток можно измерять большие токи Іъ пропуская через ампер­ метр малые токи / 2.

Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторич­ ной обмотки называется коэффициентом трансформации. Значение этого коэффициента указывается в паспортной табличке.

Трансформаторы предназначены для работы с амперметрами, ко­ торые градуируются на заводе с учетом коэффициента трансформации, поэтому значения измеряемого тока І х могут быть непосредственно от­ считаны по шкале прибора.

Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока при включен­ ной первичной обмотке недопустимо, так как это вызовет перегрев, трансформатора и индуктирование в размокнутой вторичной обмотке высокой э. д. с., опасной для обслуживающего персонала.

Конструктивно трансформатор тока (рис. 61) выполнен в виде маг­ нитопровода 4, на котором имеются катушки первичной и вторичной

84

Рмс. 6 ! . Т р а н сф о р м а т о р то к а Р и с. 62. Р е о с т а т цегш в о зб у ж д е н и я

Р е о с т а т ы (рис. 62), включаемые в цепь возбуждения синхрон­ ных генераторов, устанавливаются на главных распределительных щи­ тах. Основными частями реостата являются проволочное константановое сопротивление 4, намотанное на полый керамико-фарфоровый цилиндр, контактная штанга 3, движок 5 и механизм управления, со­ стоящий из штурвала 8, ведущего 6 и ведомого 2 шкивов, а также из стального тросика 1. При повороте штурвала тросик перемещает дви­ жок вдоль штанги. Движок имеет надежный электрический контакт с витками проволочного сопротивления и со штангой. Для подключе­ ния реостата в цепь возбуждения имеются контакты 7.

Реостаты возбуждения различных единиц подвижного состава с ма­ шинным охлаждением отличаются только величиной максимального сопротивления и сечением константановой проволоки, рассчитанным на различные рабочие токи, а также местом установки. На 12-вагон- ных секциях применяются реостаты возбуждения с дистанционным приводом посредством гибких тросов, заключенных в оболочки. Рео­ стат устанавливается в верхней части распределительного щита, при­ вод монтируется на лицевой стороне. Благодаря такому расположе­ нию реостата уменьшается нагрев от него контрольно-измерительных приборов. При регулировании напряжения штурвал реостата нужно поворачивать медленно, так как из-за быстрого вращения в синхрон­ ных генераторах возникают большие броски тока, которые могут вы­ вести его из строя.

С и г н а л ь и ы е л а м п ы имеют различное назначение. Они используются в основном для контроля за напряжением на шинах рас­ пределительных щитов и за включением определенных магнитных пус­ кателей. В первом случае лампа включена постоянно на одну из фаз и нулевой провод, во втором — на фазовые напряжения через блоки­ ровочные контакты магнитного пускателя.

Сигнальные лампы устанавливаются в патронах на лицевой сторо­ не и закрыты стеклами, окрашенными в различные цвета. В качестве сигнальных употребляются лампы накаливания уменьшенного разме­ ра мощностью 15 вт и напряжением 220 в. На 5-вагонных секциях применяются также неоновые лампы на 220 в. Для более устойчи­ вой работы параллельно лампам включаются конденсаторы.

85

Г л а в а V

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗЪЕДИНИТЕЛИ

1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ

Электрические разъединители предназначены для включения и вы­ ключения различных электрических цепей, регулирования их парамет­ ров, для защиты при различных отклонениях от нормальных режимов работы и т. и. Разъединители можно классифицировать: по назначе­ нию — коммутационные для замыкания и размыкания электрических цепей, пусковые, регулировочные, защитные; по напряжению —низ­ ковольтные (до 1000 в), высоковольтные (свыше 1000 в) (ниже рассма­ триваются только низковольтные разъединители); по способу управ­ ления — ручного действия, автоматического действия с местным или дистанционным управлением; по режиму работы — длительного, крат­ ковременного или повторно-кратковременного режима.

Электрические разъединители должны отличаться высокой проч­ ностью, значительным сроком службы и безотказностью в работе при наименьших массе и габаритах, удобстве обслуживания и т. п. Важно, чтобы электрические разъединители, применяемые на рефрижератор­ ных вагонах, работали надежно, так как невозможно обеспечить постоянное наблюдение за их работой, а выход из строя какого-либо из них может привести к аварии.

Основными характеристиками разъединителей являются: режим работы, срок службы, коммутационная способность, параметры сра­ батывания.

Различаются режимы:

длительный, когда период работы разъединителя без отключения продолжается сколь угодно долго, но не меньше времени, необходи­ мого, чтобы все части разъединителя нагрелись до установившейся мак­ симальной температуры;

кратковременный, когда за время работы (обычно 15, 30 или 60 мин) температура частей подключаемого аппарата успевает достигнуть мак­ симального значения, а в период отсутствия нагрузки снижается до температуры окружающей среды;

повторно-кратковременный, когда периоды включения разъедини­ теля чередуются с периодами отключения, а температура нагревания его ступенями приближается к установившемуся максимальному зна­ чению. В этом режиме частота включений значительна.

Срок службы разъединителя определяется его износоустойчиво­ стью, т. е. способностью выдерживать большое число включений без разрушения и большого износа.

87

Коммутационную способность разъединителя определяют: предельная разрывная способность — наибольшее значение тока,

который разъединитель способен отключить без электрических и ме­ ханических повреждений;

динамическая устойчивость — наибольший ток, который разъеди­ нитель, будучи включенным, выдерживает длительное время, остава­ ясь в полной исправности;

термическая устойчивость — способность выдерживать кратко­ временное протекание значительных токов.

К параметрам срабатывания относятся:

напряжение втягивания — это напряжение на зажимах катушки разъединителя, при котором начинается п полностью заканчивается втягивание якоря электромагнита. Напряжение втягивания должно быть не более 0,8 Ull0M (Un0M — номинальное напряжение) для ап­ паратов постоянного тока и не более 0,85 UU0Mдля аппаратов перемен­ ного тока;

напряжение отпадания — наибольшее напряжение на зажимах ка­ тушки разъединителя, при котором происходит отпадание якоря элек­ тромагнита; эта величина составляет 0,15—0,2 UH0M для аппаратов постоянного тока и 0,4—0,5 UB0M для аппаратов переменного тока; время срабатывания на замыкание, складывающееся из времени движения якоря и времени замыкания контактов, и время срабаты­ вания на размыкание, представляющее собой время отпадания кон­ тактов и якоря. Время замыкания для разъединителей с замыкающими контактами — это время от момента замыкания цепи втягивающей катушки до момента первого касания замыкающего контакта, а для разъединителя с размыкающими контактами —время от момента начала прекращения питания втягивающей катушки до момента первого ка­ сания размыкающего контакта. Время размыкания для разъедините­ лей с замыкающими главными контактами отсчитывается от момента размыкания цепи втягивающей катушки до момента появления напря­ жения между рамыкающимися контактами, а для разъединителей с размыкающими главными контактами — от момента замыкания цепи втягивающей катушки до момента появления напряжения между за­ мыкающимися контактами. Время срабатывания аппаратов постоян­

д о м (рубильники) применяются для включения электрических цепей, находящихся под сравнительно большим током (подключение к глав­ ным распределителям вспомогательных щитов, цепей отопления и т. д.). Они не допускают замыкания и размыкания под нагрузкой, поэтому последовательно с ними включаются дополнительно разъединители другого типа.

А в т о м а т и ч е с к и е в ы к л ю ч а т е л и служат для под­ ключения синхронных генераторов к главным распределительным щи­ там и электродвигателей к вспомогательным распределительным щи­

88

там. Они допускают срабатывание под нагрузкой и имеют защиту от чрезмерного повышения тока и падения напряжения.

М а г н и т н ы е п у с к а т е л и могут быть с тепловым реле или без него и применяются для подключения электродвигателей, электрических печей, соединения шин генераторов и т. д.; допускают выключение под нагрузкой.

П а к е т н ы е в ы к л ю ч а т е л и и п е р е к л ю ч а т е л и используются в основном в цепях, где ток нагрузки сравнительно не­ велик; допускают выключение под нагрузкой.

К н о п к и применяются в цепях управления магнитными пуска­ телями и в цепях измерения температуры.

парат, используемый для дистанционного включения. На рис. 64 по­ казано принципиальное устройство магнитного пускателя, магнитная система которого состоит из неподвижного магнитопровода (сердеч­ ник) с тяговой катушкой 4 и подвижного магнитопровода 11 (якорь) с силовыми контактами 13. На изоляционном основании 1 пускателя

89

скателя крепится к щиту. В отдельных случаях пускатель закры­ вается предохранительным кожухом 7.

На вагонах с машинным охлаждением применяются магнитные пускатели постоянного и переменного тока. Магнитные пускатели пе­ ременного тока отличаются от магнитных пускателей постоянного тока наличием на конце сердечника катушки короткозамкнутого медного или латунного витка. В короткозамкнутом витке под воздействием переменного магнитного потока, образуемого тяговой катушкой, ин­ дуктируется э. д. с. и появляется ток. Этот ток наводит в части яко­ ря, обхваченной витком, магнитный поток, сдвинутый на 90° по отно­ шению к основному магнитному потоку. Благодаря этому прохожде­ ние двух магнитных потоков через нулевое значение совпадать не будет и якорь будет постоянно плотно притянут к сердечнику. При потере или разрыве короткозамкнутого витка возникает вибрация якоря, сопровождающаяся сильным гудением.

На рис. 65 изображен контактор генератора, соединяющий сило­ вые шины главного распределительного щита с трехфазной обмоткой генератора. Магнитная система контактора состоит из катушки 4 с сердечником 5 из Ш-образной стали и якоря 8. С якорем через изоля­ ционную колодку 11 связаны контакты: блокировочные 7 и силовые 9 с пружинами 10. Неподвижные силовые 3 и блокировочные 13 контакты закреплены на основании 14. Якорь отжимает стальная пластинчатая пружина 12 и удерживают ограничители б. Силовые контакты закры­

ми 5. Подвижные силовые контакты снабжены пружинами 13 и связаны с силовой цепыо гибким многожильным шнуром 11. Для обеспечения плот­ ного прилегания магнитопроводов при

90