Диссертация (792576), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Параллельно данные с АЦП3 подаются в блокБР3 для расчёта соотношения абсорбционной и геометрической емкостей. Приэтом для измерения абсорбционной емкости испытуемая изоляция ТЭМповторно заряжается в течение одной минуты при включённом транзисторномключе ТК3, после отключения которого, изоляция ТЭМ замыкается накороткоключом ТК5 для разрядки геометрической емкости изоляции. Послеотключения транзисторного ключа ТК4 с помощью измерителя напряженияИН4 определяется напряжение на эталонном конденсаторе. Результатыпересчета коэффициента абсорбции и емкостных характеристик приведенныхк 20 0С поступают в ПЗУ, в управляющий модуль УМ1.4 и выводятся наиндикаторный монитор М и принтер П с выдачей заключения о степениувлажнения изоляции, а также рекомендациями о режиме сушки изоляции.4.5.Применение систем температурного контроля изоляции ТЭМРезультатыисследований,проведенныхпривыполнениидиссертационной работы показывают, что на температуру нагрева изоляцииТЭМ влияет множество факторов, связанных с эксплуатацией электровоза.
Врезультате точное определение температуры ТЭМ, по значениям основныххарактеристиктяговойэлектрическоймашины(скоростидвиженияэлектровоза; тока; напряжения контактной сети), даже при условиинепрерывного контроля сопротивления изоляции ТЭМ встоенными в схему130электровоза мегомметрами не представляется возможным [97, 98]. Дляпринятия своевременных мер, по предотвращению интенсивного тепловогоизноса изоляции ТЭМ, необходимо оснаститьнепрерывногоконтроляизоляциитяговыхэлектровозы системойэлектрическихмашин,позволяющей получать информацию о тепловом состоянии изоляции ТЭМнепосредственно в эксплуатации.
Это дает возможность обеспечить наиболееполное и точное представление о состоянии изоляции, которое позволитувеличить межремонтные пробеги электровозов.С учетом воздействияоснованиианализапредпочтительнымиСПКУ эксплуатации ТЭМ электровозов, насредствмониторингатемпературы,датчикамитемпературыявляютсянаиболееметаллическиетермосопротивления с линейной характеристикой изменения сопротивленияилиполупроводниковыетермосопротивлениясотрицательным(положительным) температурным коэффициентом.
Также в качестве датчиковтемпературы возможно использование термопар, диодов, транзисторов врежиме диода и биметаллических реле-регуляторов, однако их применениеприведет к значительному изменению конструкции обмоток ТЭМ. Ввиду того,что температуру якорных обмоток ТЭМ достаточно сложно контролировать,их температуру предлагается определять косвенным способом по температуренеподвижных полюсов или обмоток, по которым протекает тот же ток, что ипо якорю [99]. В связи с этим предлагается оценивать состояния нагреваизоляции якорных обмоток по температуре компенсационных.Предлагаемые системы непрерывного температурного контроля можноусловно разделить на две группы: двухуровневые и трехуровневые(рисунок 4.7).131а)рRKУТКRK 1УТК 1VDЗКрб)ЗVDКрУТК 2RK 2ЖРисунок 4.7.
Двухуровневая (а) и трехуровневая (б) функциональныесхемы систем температурного контроляВ схеме: RK, RK 1, RK 2 –датчики температуры ТЭМ, установленные накомпенсационной обмотке; УТК – устройства температурного контроля,работа которых заключается в преобразовании сигналов,получаемых отдатчиков температуры и последующей выдачи информации на схемувизуальной сигнализации; VD – схема визуальной сигнализации отемпературе изоляции ТЭМ; З – загорание светодиода зеленого цвета, условноразрешающего эксплуатацию электровоза; Ж – загорание светодиода желтогоцвета, предупреждающего о значении температуры изоляции, близкой кпредельнодопустимой;Кр–загораниесветодиодакрасногоцвета,предупреждающего о превышении допустимого в эксплуатции значениятемпературы изоляции ТЭМ.Как видно из рисунка 4.7 основным отличием двухуровневой системыот трехуровневой является информирование локомотивной бригады означении температуры изоляции, близкой к предельно допустимомузначению.
При принятии своевременных мер локомотивной бригадой дляпредотвращениядальнейшегоперегреваизоляции,кратковременноепревышение допустимого значения не приведет к необратимым последствиемдля структуры изоляции. В качестве действий локомотивной бригады, вслучаях загорания желтого (красного) сигнализирующего светодиода132предлагается:уменьшениетоковойнагрузкинаТЭМ;изменениеинтенсивности обдува ТЭМ или отключение части ТЭМ.При применении трехуровневой системы необходимо установка в ТЭМдвух датчиков. Один датчик для определения предельно допустимогозначения температуры изоляции, второй на температуру на 15-20 0С менеепредельно допустимой.Современное развитие электронной техники позволяет создаватьразновидные системы мониторинга температуры.
Одним из возможныхвариантовсистемыинтегральныхмониторингамикросхемахмалойявляетсяиисполнениесреднейсистемыстепенейнаинтеграции.Компоненты размещаются на печатных платах. Помимо технических средств,для реализации заданного алгоритма работы и пороговых функций, должныбытьразработанысоответствующиеалгоритмыдляпрограммногообеспечения. В этой системе должны применяться электронные компонентымарок и серий, показавших наиболее высокую надежность при эксплуатациив микропроцессорных системах управления электровозов.
Предлагаетсярассмотреть возможность введения системы температурного контроля всистему микропроцессорного управления электровозами. Ниже представленамикропроцессорнаясистемаконтролятемпературыизоляцииТЭМ,работающая по принципу жесткой логики и опробованная на электровозах вопытной эксплуатации (рисунок 4.8).RKУУСИАЦКУПТVDУТКИТСАОРисунок 4.8. Функциональная схема температурного контроля ТЭМ133На рисунке 4.8 датчиками температуры RK измеряется температураизоляции ТЭМ. Полученные результаты измерений передаются в аналоговоцифровой коммутатор АЦК, необходимый для проведения опроса датчиковчерез определенный промежуток времени.
Сформированные выходноесигналы с АЦК поступают в устройство теплового контроля УТК cпоследующей передачей на устройство индикации температуры ИТ и далее впороговое устройство превышения уровня температуры УПТ. В УПТпроисходит циклическая оценка значений выходного сигнала АЦК до тех пор,пока не произойдет превышение заданного в УПТ образцового значения. Приувеличении температуры изоляции ТЭМ до предельно допустимого значенияУПТ вырабатывает сигнал остановки временного опроса для устройствауправленияУУ.Устройствоуправленияприостанавливаетпроцессквантования, соединяя датчик ТЭМ с повышенной температурой через АЦК сУПТ.
Одновременно УПТ активизирует визуальную сигнализацию VD исхему аварийного отключения САО ТЭМ, которая начинает отсчет времени доотключения линейного контактора или быстродействующего выключателяТЭМ с превышением допустимой температуры обмоток изоляции.
Из-заостановки АЦК схема индикации СИ информирует локомотивную бригаду ономере перегретого ТЭМ. При снижении температуры отключенного ТЭМ додопустимых значений система разрешает его включение.Кроме контроля температуры изоляции тяговых электрических машин,необходимо производить контроль температуры и изоляции сглаживающихреакторов СР, так как из-за воздействия высоких токовых нагрузокнеоднократно наблюдались случаи их перегрева и пожара. Перегрев изоляциисглаживающего реактора является основной причиной ее преждевременногостарения, приводящего к отказу СР и последующей задержке электровоза налинии. Предлагается не разделять цепь контроля одного силового блока,включающего два ТЭМ и сглаживающий реактор.Нижеприведеныпредлагаемыесхемынепрерывногоконтролясостояния изоляции ТЭМ и сглаживающих реакторов электровозов,134эксплуатируемыхвсложныхприродно-климатическихусловияхбезмикропроцессорных систем управления (рисунки 4.9 - 4.11).В схемах применены следующие сокращения: СН – источники питаниястабилизированного напряжения устройств температурного контроля на220 В; Т40 (Т41) – понижающие разделительные трансформаторы; УТК –устройства внутренней тепловой защиты ТЭМ и сглаживающих реакторов;VD – световые диоды для информирования локомотивных бригад; RK –датчики температуры, установленные в тяговых электрических машинах.135Рисунок 4.9.
Схема температурного контроля изоляции ТЭМ и СР электровоза ВЛ80С (Т)136Рисунок 4.10. Схема температурного контроля изоляции ТЭМ и СР электровоза ВЛ80Р137Рисунок 4.11. Схема температурного контроля изоляции ТЭМ и СР электровоза ВЛ85Обеспечение необходимого температурно-влажностного4.6.режима изоляции ТЭМ электровоза при длительном нахождении внерабочем состоянииАнализ данных тепловых испытаний ОАО «ВЭлНИИ» [100], а такжерезультаты исследований, выполненных при проведении опытных поездок ина тракционных путях депо Иркутск-Сортировочный показали, что приноминальном значении вентилирующего воздуха наиболее интенсивноеснижение температуры обмоток ТЭМ наблюдается у якоря (рисунок 4.12).Также выявлено, что сближение температуры окружающего воздуха итемпературы изоляции якоря, равное 6 – 8 0С, при котором многократноувеличивается поглощение влаги изоляцией извоздуха, в большинствеслучаев наблюдалось за 4–5 часов отстоя электровоза при отключеннойвентиляции.
При нахождении электровоза в «горячем состоянии» сминимальной токовой нагрузкой во время отцепки от поезда и перемещенияна тракционные пути депо возможно обильное переувлажнение изоляцииякоря ТЭМ, с резким снижением ее электрической прочности менее чем за 2часа (рисунок 4.12).1600CТЭМ НБ - 514Q = 95 м3/мин140120100806040я2000123ТчРисунок 4.12. Остывание якоря ТЭМ при номинальном расходевентилирующего воздуха4139Для предотвращения переувлажнения изоляции тяговых электрическихмашин во время длительных отстоев электровозов в ожидании работы, атакже при колебаниях температуры окружающего воздуха или его большойвлажности предлагается производить прогрев ТЭМ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
