2 Пояснительная записка (1233088), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Над плитой установлены: камера дугогасительная, с покрышкой, разъединитель, с механизмом поворотным, заземляющая стойка.
Для подсоединения выключателя к высоковольтной сети служит контакт камеры дугогасительной и шина, шарнирно закрепленная на фланце разъединителя. На плите установлена заземляющая стойка, предназначенная для заземления разъединителя в отключенном положении. На стойке предусмотрено резьбовое отверстие для подключения заземляющей шины. Заземлять корпус иным путем запрещается.
На внутренней стороне плиты смонтированы механизмы управления выключателем: привод дугогасительной камеры, привод разъединителя с механизмом доводки, блок электромагнита с электромагнитом переменного тока, автомат минимального давления, блок контактов, реле максимального тока, штепсельные разъемы, счетчик циклов срабатывания, патрубок с внутренней резьбой для подвода сжатого воздуха.
Процесс отключения выключателя состоит из трех последовательных операций: размыкание разрывными контактами силовой цепи под нагрузкой, размыкание разъединителя и повторное замыкание разрывных контактов. Каждая последующая операция начинается только после завершения предыдущей. Таким образом, разрывные контакты всегда замкнуты как при включенном, так и при отключенном главном выключателе. Они размыкаются только в процессе отключения ГВ. При отключении разъединителя одновременно происходит заземление силовой цепи электровоза. Токоведущая цепь, находящаяся под высоким напряжением, изолирована от корпуса ГВ фарфоровыми высоковольтными изоляторами.
Опорной конструкцией выключателя является силуминовый корпус 10, с помощью которого выключатель закрепляется на крыше моторного вагона. Уплотнение между корпусом 10 и установочной площадкой крыши обеспечивается резиновым шнуром 11, закладываемым в паз корпуса 10. К одной из стенок корпуса 10 прикреплен с помощью патрубка воздушный резервуар 15 вместимостью 32 литра. Воздух из главных резервуаров к выключателю подается через питательную магистраль, присоединяемую к штуцеру 29. Из резервуара 32 в корпус 10 выведена трубка 14, предназначенная для спуска сжатого воздуха и конденсата. Трубка 14 оканчивается в корпусе 10 штуцером. К этому штуцеру должна быть подключена отводящая трубка с запорным вентилем.
Над корпусом 10 установлены высоковольтные части выключателя: пустотелый воздухопроводный изолятор 4, изолятор 2 дугогасительной камеры, разъединитель 6, нелинейный резистор 28 (ВНКС-25М), поворотный изолятор разъединителя 8. Между ножами разъединителя шарнирно укреплен вывод 7, предназначенный для присоединения выключателя к высоковольтной сети. Вторым выводом выключателя является латунный фланец, установленный на дугогасительной камере.
На корпусе 10 установлен заземляющий кронштейн 5, предназначенный для заземления ножей разъединителя в отключенном положении выключателя. На кронштейне 5 имеется отверстие для крепления заземляющей шины. Заземлять корпус выключателя другим способом запрещается.
В корпусе 10 также расположены: штуцер 12 для подсоединения питающего воздухопровода и штуцер 30 для присоединения трубки с манометром.
Токоведущий контур дугогасительной камеры образуется неподвижным контактом 3, который также является контактом разъединителя, цилиндром 26, спаянным с трубкой 22, которая оканчивается пружинными ламелями 21, подвижным дугогасительным контактом 20, который связан посредством штока с поршнем 25, дугогасительным контактом 19, в котором устроено сопло, трубой 27 и фланцем 1, к которому подключается ошиновка. В трубу 27 встроен ограничитель дуги 17, оканчивающийся тугоплавким наконечником. К фланцу прикреплен колпак 18. Резистор с нелинейным сопротивлением крепится к фланцам 1 и 16. Все контактные поверхности токоведущего контура покрыты слоем серебра с целью обеспечения надежного электрического контакта.
Контактное усилие между дугогасительными контактами составляет приблизительно 525 Н (52,5 кгс) и создается пружиной 24 при вжиме контакта 20 на 15 мм. Вжим создается ввинчиванием трубы 27. Для смягчения ударов поршня 25 при его перемещении в крайнее правое положение предусмотрен демпфер 23, который набирается из резиновых и стальных шайб.
Перед включением выключателя необходимо поднять давление сжатого воздуха в баке до 0,56...0,58 МПа (5,6...5,8 кгс/см2). При этом замыкающие контакты автомата минимального давления замкнутся и подготовят общую цепь управления. В отключенном положении выключателя контакты 19 и 20 дугогасительной камеры замкнуты (они размыкаются только на короткий период гашения дуги при отключении), поэтому для включения выключателя достаточно включить его разъединитель.
Электромагнит переменного тока 34 предназначен для нужд специальной защиты и срабатывает при подаче на него переменного тока.
В полости дугогасительной камеры под действием нарастающего давления подвижный контакт 20, связанный с поршнем 25, смещается вправо на 25 мм, сжимая пружину 24. Удар поршня гасится буферным устройством 23.
Из-за смещения контакта 20 открывается сопло, устроенное в неподвижном контакте 19, через которое воздух устремляется в полость колпака 18 и далее уходит в атмосферу. Электрическая дуга, образовавшаяся между контактами 19 и 20, втягивается потоком сжатого воздуха в сопло контакта 19, перекидывается на ограничитель 17 и вследствие интенсивного обдувания струей сжатого воздуха гасится.
В отключенном и включенном положениях выключателя вал разъединителя фиксируется специальным доводящим механизмом 29. На нижнем конце вала укреплен указатель положения с надписями «Вкл» и «Откл». Механизм выключателя закрыт снизу кожухом, который не показан на рисунках.
Поскольку разъединитель может отключать только обесточенную цепь, необходимо обеспечить такие условия, при которых процесс отключения разъединителя начинался бы после гашения дуги в камере. Эти условия обеспечиваются некоторым запаздыванием, с которым начинается отключение разъединителя относительно момента расхождения дугогасительных контактов. Запаздывание отключения разъединителя возникает вследствие того, что наполнение цилиндра привода происходит через дополнительный резервуар, поэтому рост давления в цилиндре несколько замедляется. В момент поступления воздуха в дополнительный резервуар пластинчатый клапан закрывает канал 17, оставляя открытым только канал 26.
Вместимость дополнительного резервуара и размер отверстия регулируют с таким расчетом, чтобы время запаздывания разъединителя составляло 0,03...0,035 с.
Комплектно с воздушным выключателем ВОВ-25-4М поставляются нелинейный резистор, специальный трансформатор тока на проходном изоляторе и реле, с помощью которого осуществляется защита от коротких замыканий в силовой цепи электровоза.
Нелинейный резистор предназначен для уменьшения перенапряжений, возникающих на дугогасительных контактах при разрыве дуги. После размыкания разрывных контактов главного выключателя на них возникает дуга, которая гаснет обычно тогда, когда ток переходит через нулевое значение. В определенных условиях дуга может погаснуть и раньше, что сопровождается резким спаданием тока. Быстрое уменьшение тока вызывает перенапряжения, которые могут быть опасны для оборудования. Для уменьшения перенапряжений следует растянуть во времени процесс спадания тока. Это и выполняет нелинейный резистор. Отличительной его особенностью является непостоянство сопротивления – нелинейность. При увеличении напряжения, приложенного к резистору, его сопротивление становится меньше, и наоборот. В случае возникновения перенапряжений в момент обрыва дуги между разрывными контактами его сопротивление становится меньше — через резистор протекает ток, который снижает и часто совсем снимает перенапряжение. После этого его сопротивление увеличивается, что обусловливает необходимое уменьшение тока для отключения его разъединителем.
Резистор крепится к фланцам горизонтального изолятора выключателя и подключается параллельно дугогасительным контактам.
Нелинейный резистор типа ВНКС-25 (рисунок 1.2) состоит из полого фарфорового изолятора 1, внутри которого расположены керамические шайбы 2, прижимаемые пружиной 3. Фланцы 4 закрывают изолятор с торцов и одновременно используются для крепления резистора к главному выключателю. Резистор ВНКС-25М рассчитан на номинальное напряжение 25 кВ.
Рисунок 1.2 – Нелинейный резистор ВНКС-25: 1– Изолятор; 2 – керамические шайбы;
3 – пружина; 4 – шланцы
Через трансформатор тока ТПОФ-25 осуществляется ввод провода с напряжением 25 кВ, идущего от главного выключателя, расположенного на крыше, к первичной обмотке тягового трансформатора, установленного в кузове электровоза. Кроме того, трансформатор ТПОФ-25 используется для контроля тока в цепи с напряжением 25 кВ.
В проходной изолятор 1 (рисунок 1.3) встроен трансформатор тока, первичной обмоткой которого является токоведущий стержень 2 изолятора. Вторичная обмотка трансформатора тока намотана на кольцевой сердечник 3. Она имеет 16 витков. Таким образом, коэффициент трансформации равен 16. Это значит, что ток во вторичной обмотке трансформатора в 16 раз меньше, чем в первичной, т. е. в стержне 2. Вторичная обмотка трансформатора тока соединена с обмоткой реле максимального тока (РМТ), смонтированного в воздушном выключателе.
Рисунок 1.3 – Трансформатор тока ТПОФ-25: 1 – сердечник;
2 и 4 – фланцы; 3 и 5 – прокладки; 6 – изолятор; 7 – стержень
В их цепи всегда протекает ток, пропорциональный току выключателя. РМТ срабатывает, если ток выключателя превышает ток уставки. Катушка реле имеет шесть зажимов, которыми она может быть подсоединена к трансформатору тока. Меняя число рабочих витков катушки, можно изменять уставку реле максимального тока. Чем больше витков в катушке реле, тем меньше ток его срабатывания.
1.2 Вакуумный выключатель ВБО-25
Выключатель предназначен для оперативной коммутации высоковольтных цепей и защиты электрооборудования электроподвижного состава переменного тока с напряжением контактной сети 25 кВ, 50 Гц.
Выключатель выполнен в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-80. Допускает эксплуатацию в диапазоне температур от минус 60° С до плюс 60° С.
Вакуумный выключатель ВБО-25 обладает рядом преимуществ:
- гашение электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, происходит в вакууме (в дугогасительной камере). Ввиду высокой электрической прочности вакуумного промежутка и отсутствия среды, поддерживающей горение, обеспечивается минимальное время горения дуги, повышается коммутационный ресурс дугогасительной камеры до 60000 отключений (ВОВ-25А – 3000 отключений);
- контакты дугогасительной камеры отключаются с помощью пружин, а контакты поворотного изолятора – сжатым воздухом; при этом уменьшается расход воздуха, что позволяет снизить давление в пневматической системе главного выключателя до давления в цепях управления – 5,0 атм.
1.2.1 Устройство выключателя ВБО-25
Принцип работы выключателя основан на том, что гашение электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, происходит в вакууме (в дугогасительной камере). Ввиду высокой электрической прочности вакуумного промежутка и отсутствия среды, поддерживающей горение, обеспечивается минимальное время горения дуги.
Отключение выключателя происходит за счет размыкания контактов дугогасительной камеры, которое обеспечивается пружинами, а отключение разъединителя обеспечивается сжатым воздухом.
1.2.2 Работа выключателя ВБО-25 на включение
При подаче сжатого воздуха под давлением свыше 4,5 кгс/см2 из резервуара цепей управления замыкаются контакты реле 2 (рисунок 1.4), подготавливая цепь вентиля привода вакуумной камеры 1 UA2. При уменьшении давления ниже 3,75 – 3,5 кгс/см2 контакты разомкнутся. Одновременно сжатый воздух через открытый механический вентиль 16, клапан быстрого выхлопа 13 поступает в полость над поршнем пневмопривода поворотного изолятора, фиксируя поворотный изолятор 7 в выключенном положении. При этом нож поворотного изолятора находится на заземляющей стойке 6.
При подаче питания на вентиль привода вакуумной камеры 1 UA2 через контакты 4–3 блокировочного переключателя SQ2 вентиль пропускает воздух в цилиндр привода вакуумной камеры. Поршень перемещается вниз и тянет за собой изоляционную тягу 5, которая, преодолевая сопротивления пружины отключения 17, поворачивает рычаг 18, при этом замыкаются контакты вакуумной камеры 4. При дальнейшем перемещении поршня создается дополнительное нажатие контактов пружиной поджатия 19.
| | Рисунок 1.4 – Устройство главного выключателя ВБО-25: 1 – вентиль привода вакуумной камеры; 2 – реле давления; 3 – счетчик числа включений; 4 –вакуумная камера; 5 – изоляционная тяга; 6 – заземляющая стойка; 7 – поворотный изолятор; 8 – блокировочные контакты; 9 – электромагнит 380 в; 10 – удерживающий электромагнит; 11 – доводящая пружина; 12 – вентиль привода поворотного изолятора; 13 – клапан быстрого выхлопа; 14 – привод включения вакуумной камеры; 15 – блокировки сигнализации поршня; 16 – механический вентиль; 17,19 – пружины; 18 – рычаг; 20 - защелка |
Через рычаг в нижней части цилиндра привода вакуумной камеры происходит взвод пружины удерживающего электромагнита 10 UA1, но якорь UA1 остается в притянутом состоянии. В конце хода поршня рычаг, находящийся в верхней части цилиндра привода вакуумной камеры, заходит под защелку 20 и удерживает контакты вакуумной камеры 4 во включенном положении. Одновременно переключается механический вентиль 16, который закрывает доступ воздуха через клапан быстрого выхлопа 13 в полость над поршнем пневмопривода поворотного изолятора и соединяет ее с атмосферой. Сжатый воздух из полости над поршнем пневмопривода поворотного изолятора через открывшийся клапан быстрого выхлопа 13 выходит в атмосферу, чтобы не было противодавления при включении ножей поворотного изолятора. Переключаются блокировочные контакты SQ1 и SQ2, размыкаются контакты 4–3 SQ2, прерывая цепь питания вентиля привода вакуумной камеры 1 UA2.
Удерживающий электромагнит 10 UA1 при подаче на него питания 50 Вольт через блокировки реле максимального тока КА1 своим магнитным полем зафиксирует якорь в притянутом состоянии.
Контакты SQ1, SQ2 и SQ3 создают цепь включения вентиля привода поворотного изолятора 12 UA3, который, включившись, пропускает воздух под поршень поворотного изолятора. Поршень с штоком перемещаются и при помощи рычага поворачивают вал, на котором закреплен поворотный изолятор 7, при этом подвижные ножи поворотного изолятора срываются с заземлителя 6 и перемещаются в сторону неподвижного ножа. Как только подвижные ножи пройдут половину пути, в помощь поршню поворотного изолятора приходит доводящий механизм 11. Они совместно доведут подвижные ножи до неподвижных и будут удерживать их во включенном положении. Выключатель ВБО включается. При этом происходит следующее. Рычаг, закрепленный на валу поворотного изолятора, воздействует на блокировочное устройство SQ3. Контакты 1–2 SQ3 размыкаются и отключают вентиль привода поворотного изолятора 12 UA3. Клапан вентиля опускается на свое место, перекрывая путь воздуха под поршень поворотного изолятора, и выпускает воздух из-под поршня в атмосферу, подготавливая ВБО к выключению. Контакты SQ1 прерывают цепь счетчика числа включений 3 РС1, и он фиксирует включение ВБО, увеличивая показания счетчика.
1.2.3 Работа выключателя ВБО-25 на выключение
Отключение выключателя может произойти при снятии по каким-либо причинам с удерживающего электромагнита 10 UA1 (в том числе из-за отключения реле давления SP1 при понижении давления воздуха до 3,75 – 3,5 кгс/см2) или подаче напряжения на электромагнит переменного тока 9 UA4.
При отключении удерживающего электромагнита 10 UA1 якорь электромагнита под действием предварительно сжатой пружины воздействует на защелку 20, которая выходит из зацепления, освобождая рычаг, находящийся в верхней части цилиндра привода вакуумной камеры, и контакты вакуумной камеры 4 отключаются за счет энергии пружины отключения 17 и пружины поджатия 19.
В процессе движения рычага с изоляционной тягой 5 вверх переключаются контакты SQ2, подготавливая цепь питания электромагнитного вентиля привода вакуумной камеры 1 UA2 и переключения механического пневмовентиля 16 и контактов SQ1. Пневмовентиль 16 пропускает воздух через клапан быстрого выхлопа 13 в полость над поршнем пневмопривода поворотного изолятора и перемещает поршень. Поршень при помощи рычага поворачивает вал поворотного изолятора 7, при этом подвижные ножи срываются с неподвижного ножа и перемещаются в сторону заземлителя 6. Как только подвижные ножи пройдут половину пути, в помощь поршню поворотного изолятора приходит доводящий механизм 11. Подвижные ножи дойдут до заземлителя 6 и будут удерживаться в выключенном положении. Выключатель ВБО-25-20/630 УХЛ1 отключается, при этом рычаг, закрепленный на валу поворотного изолятора, воздействует на блокировочное устройство SQ3, переключая блокировочные контакты. При подаче напряжения на электромагнит переменного тока 9 UA4 якорь электромагнита через рычаг воздействует на защелку 20, освобождая рычаг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
