Лабораторная работа№1 "Быстродействующий выключатель БВ-021"

Лабораторная работа № 10
Исследование быстродействующего
выключателя ВБ-021

Цель: изучение конструкции, схемы включения, причин срабатывания, особенностей эксплуатации, ремонта и регулировки быстродействующего выключателя ВБ-021.

3.1. Применение

Быстродействующие выключатели ВБ-021 применяются на электровозах переменного тока с рекуперативным торможением (ВЛ80^Р, ВЛ65, ВЛ85, ЭП1 и т.д.)

Выключатель предназначен для защиты тяговых двигателей электровоза при аварийных токах в режимах тяги, рекуперации и нечастых оперативных отключениях.

3.2. Технические данные быстродействующего выключателя ВБ-021

1. Номинальное напряжение главной цепи, В	3000
2. Номинальный ток главной цепи, А	1000
3. Ток уставки, А
4. Пределы регулирования тока уставки, А	1500–2500
5. Номинальное напряжение постоянного тока цепи управления, В	50
6. Номинальный ток удерживающей катушки, А	1,3
7. Номинальное давление сжатого воздуха привода, МПа	0,5
8. Собственное время отключения, мс, при начальной скорости нарастания тока 150, А/мс, не более	3
9. Масса, кг	86

3.3. Устройство

Все основные узлы выключателя крепятся на раме, которая состоит из двух боковин 33 (рис. 3.1) и распорок 6, имеющих отверстия для крепления выключателя. Между боковинами размещены силуминовые кронштейны 7, 31 и привод 3. На кронштейнах установлена панель 23 с неподвижным контактом 20, дугогасительной системой и блокировками 27 с винтом 29 и пружиной 28 для регулирования. На раме закреплена ось 5, на которой находятся рычаги контактный 8 и якоря 9, а так же электромагнит 2 с удерживающей 32 и размагничивающей 4 катушками. Винты 22 служат для регулирования тока уставки путем изменения магнитной проводимости магнитопровода.

Две отключающие пружины 10 создают усилие между якорём и тягой 12, которое через стержень 15 передаётся на ось 16 электромагнита, прижимая его к упору-штоку привода. Перемещение якоря и контактного рычага ограничено упором на кронштейне 7. Контактный рычаг и якорь прижаты друг к другу пружинами сжатия 11. Полюсы электромагнита и прилегающая поверхность якоря защищены от попадания твёрдых частиц резиновой диафрагмой 13, закреплённой с помощю скобы 14.

Дугогасительная система выключателя состоит из магнитопровода 25, двух дугогасительных катушек 21, полюсов 19 и лабиринтно-щелевой дугогасительной камеры 18 с деионной решёткой. Верхний рог 17 камеры электрически соединён с подвижным контактом через гибкий шунт; нижний – опирается на неподвижный контакт; нажатие осуществляется при помощи пружины замка 24.

Для управления пневматическим приводом установлены электропневматический вентиль 26 и воздухопроводы 1 (изоляционный) и 30. В параллельно размагничивающей катушке включён индуктивный шунт, который ускоряет быстродействие выключателя при увеличении скорости тока за счёт снижения динамической уставки, т.е. делает его работу селиктивной, зависящей от скорости нарастания тока.

Рис. 3.1. Выключатель быстродействующий ВБ-021

Выключатель включается при подаче напряжения на удерживающую катушку электромагнита и катушку включающего электропневматического вентиля (рис. 3.2). Последний включается кратковременно для подачи сжатого воздуха в привод. Шток привода поворачивает электромагнит до соприкосновения с якорем и якорь притягивает к полюсам электромагнита – выключатель готов к включению. После снятия напряжения с катушки вентиля электромагнит под действием отключающих пружин поворачивается до упора, увлекая за собой якорь и контактный рычаг.

При этом после соприкосновения силовых контактов между якорем и рычагом образуется зазор, обеспечивающий провал силовых контактов.

Выключатель – поляризованного действия. Ток в размагничивающей катушке создаёт поток в якоре, направленный встречно потоку в якоре от удерживающей катушки.

При достижении тока уставки результирующий поток в якоре уменьшается и якорь под действием сил отключающих пружин отрывается от полюсов электромагнита и ударяет по контактному рычагу, выключатель отключается.

Рис. 3.2. Схема быстродействующего выключателя ВБ-021

Принудительное отключение выключателя осуществляют снятием напряжения с удерживающей катушки электромагнита. Электрическая дуга, возникающая при расхождении силовых контактов, гасится в дугогасительной камере.

3.4. Цепи управления ВБ-021 электровоза ВЛ80^Р

Силовые контакты быстродействующего выключателя в цепи тяговых двигателей электровоза 80^Р имеют обозначение 51–54.

ВБ-021 имеет две катушки: удерживающую 51 54 уд и включающую 51 54 вкл. Для включения быстродействующих выключателей 51–54 необходимо:

1) включить автоматические выключатели ВА1 и ВА2 на блоке автоматов 2/5, которые подают напряжение +50 В на проводе Н146 (рис. 3.3);

2) включить кнопки “Пантограф передний” (или “ Пантограф задний”), “Выключение ГВ”; кратковременно (1–3 с) включить кнопку “Выключение ГВ и возврат реле”; эти операции обеспечивают включение главного выключателя 4 и промежуточного реле 207.

Рис. 3.3. Цепи управления быстродействующих выключателей 51–54

Замыкаются блокировки 4 главного выключателя и блокировка 207 (провод 34), подаётся напряжение +50 В на удерживающие и включающие катушки быстродействующих выключателей 51–54 по двум параллельным цепям: провод Н146, блокировки главных выключателей 4, провода Н15 и Н16, блокировки переключателей 81–82, провода Н17 и Н18, блокировки переключателя БП в тяговом режиме (временно шунтированы), провода Н19 и Н20, блокировки реле 264, провода Н23 и далее через соответствующие блокировки разъединителей тяговых двигателей ОД1–ОД4.

Быстродействующие автоматы 51–54 включаются и блокируются нормально замкнутыми собственными контактами.

Блокировка реле 264 в цепях удерживающей и включающей катушек осуществляется контроль включения быстродействующих выключателей только на позициях “0” и “ПО” главной рукоятки, когда ток якоря тягового двигателя равен нулю.

При передвижении главной рукоятки контроллера машиниста в рабочее положение, когда отключается реле 264, быстродействующие выключатели остаются включенными.

При этом удерживающие катушки получают питание через соответствующие блокировки контактов 129 и 130, шунтирующих контакты реле 264.

В случае отключения переключателей 81 (82) или контакторов 129 (130) отключается соответствующая группа быстродействующих выключателей 51, 52 (53, 54). При отключении разъединения ОД1 (ОД2-ОД4) отключается быстродействующий выключатель, стоящий в той же цепи тягового двигателя, что и разъединитель.

Конденсаторы 161–164, установленные в цепи удерживающих катушек, служат для защиты блок-контактов главного выключателя от перенапряжений, возникающих при отключении главного выключателя.

Перенапряжения возникают в цепи с большой индуктивностью удерживающих катушек быстродействующих выключателей.

Подача питания (+50 В) удерживающим катушкам, при передвижении электровоза от деповского источника тока, осуществляется включением соответствующих разъединителей 19 и 20. При этом блокировки с проводами Н146 разъединителей 19 и 20 шунтируются разомкнутыми блок-контактами главного выключателя 4 и реле 246.

Отчет должен содержать:

1. Наименование и цель работы.

2. Устройство ВБ-021; кинематическая схема.

3. Технические данные.

4. Силовую схему.

5. Цепь управления автоматом.

6  Вывод.

7. Список литературы.

3.5. Контрольные вопросы

1.   Назначение автомата, его место в силовой цепи электровоза.

2.   Схемы включения и отключения ВБ.

3.   Работа механизмов включения и отключения ВБ.

4.   Порядок работы ВБ при автоматическом отключении.

5.   Чем обеспечивается нажатие силовых контактов.

6.   Назначение индуктивного шунта.

7.   Регулировка тока уставки.

8.   Влияние тока в удерживающей катушке на ток уставки.

9.   Распределение магнитных потоков в магнитопроводе ВБ.

10.               Причины отключения ВБ.

11. Влияние нагрева удерживающей катушки на ток уставки.

БВ-021

Рекомендуемая литература

1. Тихменев, Б.Н. Подвижной состав электрических железных дорог. Теория работы электрооборудования / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман. – М.: Транспорт, 1999.

2. Захаренко, Д.Д. Тяговые электрические аппараты: Учеб. для вузов ж.-д. транспорта / Д.Д. Захаренко. – М.: Транспорт, 1991.

3. Электровоз ВЛ85. Руководство по эксплуатации. – М.: Транспорт, 1992.