Стр.3 Электрическая аппаратура

Электрическая аппаратура

Электровозов железнодорожного транспорта

ОАО ММК

(учебное пособие)

г. Магнитогорск ПУ-63

Стр.2 Учебное пособие предназначено для обучения профессиям «по­мощник машиниста электровоза» и «машинист электровоза», обеспе­чивающим работу железнодорожного транспорта ОАО «ММК».

В пособие изображены основные электрические аппараты, обес­печивающие работу электровозов, описано их устройство и работа, кроме того, даны рекомендации по уходу в эксплуатации и ремонту.

Содержание

№ стр

1. Токоприемники. 3

2. Разъединители и отключатели. 18

3. Автоматические быстродействующие выключатели. 24

4. Электропневматические контакторы. 42

5. Электромагнитные контакторы. 47

6. Реверсор 56

7. Тормозной переключатель. 59

8. Пуско-тормозные сопротивления.

вспомогательных машин. 61

9. Реле перегруза. 77
10.Плавкие предохранители. 83
11.Реле минимального напряжения. 87
12.Реле тормозного тока. 89
13.Реле времени. 92
14.Регуляторы напряжения. 96
15.Электрические печи. 110
16.Электроизмерительные приборы. 113
17. Аккумуляторные батареи. 117

Стр.3 Электрическая аппаратура

Электрическая аппаратура служит для управления тяговыми двигателями и вспомогательными машинами и обеспечивает кон­троль над работой электровоза.

Она состоит из токоприемников, разъединителей, аппаратов для управления тяговыми двигателями, аппаратуры защиты от токов пе­регрузки и перенапряжений, а также отопительных и измерительных приборов и аккумуляторной батареи.

В данном пособии описаны основные электрические аппараты, которые используются на электровозах ЕЛ2, ЕЛ21 и IV-КП-!, кроме осветительных приборов, пакетных выключателей и кнопок, устрой­ство которых хорошо описано в издаваемой литературе.

Токоприемники

Токоприемники служат для создания электрического соединения электровоза с контактным проводом.

Они делятся на центральные и боковые. Центральные токопри­емники обеспечивают токосъем с контактного провода, расположен­ного над осью пути, а боковые - с контактного провода, расположен­ного в стороне от оси пути.

По конструктивному выполнению они бывают дуговые и панто-графные. Дуговые токоприемники не обеспечивают достаточной си­лы нажатия на контактный провод, имеют меньшую площадь токо­съема, не позволяют снимать большой ток, кроме того, они обеспе­чивают токосъем только при движении в одном направлении, поэто­му они не получили применения на электровозах промышленного транспорта.

Рис.1 Пантограф

Стр.5 На электровозах IV-KП-1 в качестве центрального токоприемни­ка применяется пантограф ДЖ-5, а на электровозах ЕЛ – H1S1E/Cu.

Пантограф ДЖ-5 (см. рис. 1) состоит из основания, нижней и верхней подвижных рам, контактной лыжи, пружин, тяг и пневмати­ческого привода.

Основание выполнено из продольных 1 и поперечных 2 швелле­ров и установлено на четырех изоляторах 3. Между продольными швеллерами укреплены неподвижные валы 4, на которых через ша­рикоподшипники надеты стальные главные трубчатые валы 5. Чтобы обеспечить синхронность поворота главных валов, они соединены тягами 6, как показано на рис.1а. Тяга имеет два патрубка с разной резьбой: один с левой, другой с правой резьбой, в которые заворачи­ваются наконечники с отверстиями для валиков. В патрубки вставля­ется деревянная вставка 7 и фиксируется штифтами. Такая конструк­ция позволяет изменять длину тяги при ее повороте, кроме того, если лыжа при движении по контактному проводу встретит дополнитель­ное сопротивление, превышающее норму, деревянные вставки лопа­ются, главные валы разобщаются и пантограф падает на крышу элек­тровоза, не получая серьезных механических повреждений.

На главных валах, на специальных кронштейнах, укрепляется нижняя подвижная рама 8, выполненная из стальных листов кониче­ской формы, образующих двутавровое сечение. Верхняя рама 9 вы­полнена из стальных труб диаметром 29 мм (поперечины из труб диаметром 25 мм) с толщиной стенок 1 мм, соединенных поверху пружинно-рычажным механизмом (кареткой). Нижняя и верхняя ра­мы соединены при помощи бобышек и валиков. В бобышки запрес­совываются втулки, а валики имеют отверстия для подачи смазки. Все шарнирные соединения имеют гибкие медные шунты для про-пуска электрического тока.

Стр.6 Существует несколько конструкций каретки, одна из них пока­зана на рис. 16. Нижняя часть 10 укрепляется валиками на бобышках верхней рамы 9, а на верхней части 11 укрепляется лыжа пантограф. Пружины каретки гасят мелкие колебания и неровности контактного провода. Лыжа 12 штампуется из листовой стали толщиной 15 мм. и имеет коробчатое сечение для увеличения жесткости.

При помощи латунных винтов на лыже укреплены медные кон­тактные пластины 13 (накладки) толщиной 6-10 мм. Для обеспечения прохода лыжи по крестовинам контактной сети она имеет загнутые книзу концы (рога).

Длина общей рабочей части лыжи 1270 мм, расстояние между концами рогов 2260 мм, высота рога 405 мм.

Механизм подъема состоит из двух наружных пружин 14, пнев­матического цилиндра 17 с поршнем и штоком, внутренней пружины 18, рычага 20 и тяги 16 с роликом, упирающийся в упор 15, располо­женный на главном валу.

Наружные пружины 14 наворачиваются с большим натягом на специальные держатели, в которые вворачиваются наконечники с от­верстиями для валиков, такие же, как у тяг 6. Так как наконечники имеют разную резьбу, при повороте пружин они удлиняются или укорачиваются, т.е. изменяется их натяг, после чего фиксируются контргайками.

Наружные пружины и тяги укрепляются через валики со шплин­тами в спец. кронштейнах 21 на главных валах. Кронштейны фикси-

•

руются стопорными винтами 22 с квадратной головкой. Внутренняя пружина 18 горизонтальными шпильками, ввернутыми в передний держатель, прикреплена к кронштейну на поперечине основания и работает на сжатие, таким образом, даже, если она лопнет, то ее вит­ки упрутся друг в друга и она будет продолжать работать.

Стр.7 При подаче воздуха в цилиндр 17, поршень через шток переме­щает рычаг 20, сжимая внутреннюю пружину, тяга 5 освобождает упор 15 и за счет наружных пружин происходит подъем пантографа. Шток поршня имеет специальный ограничитель хода 23. При выпус­ке воздуха из цилиндра внутренняя пружина, разжимаясь, возвращает рычаг и поршень цилиндра в исходное положение, а через тягу 16 и упор 15, разворачивает главный вал, опуская пантограф, причем на­ружные пружины при этом растягиваются. Следовательно, опускание происходит за счет усилия внутренней пружины и веса подвижной части пантографа.

Плавность подъема и опускания обеспечивает редукционный клапан пантографа, который при подъеме замедляет наполнение ци­линдра 17 сжатым воздухом, а при опускании обеспечивает резкий отрыв лыжи от контактного провода, а затем медленное опускание.

При отсутствии заеданий шарниров и перекоса рам, правильной регулировке пружин и давлении воздуха в цилиндре 5 ат, нажатие лыжи на контактный провод при подъеме должно быть не менее 5,5 кг, при опускании не более 9,5 кг, измеряемое динамометром, укреп­ленном по центру лыжи. Рабочая высота лыжи от 400 до 1900 мм (от основания).

Пантограф ДЖ-5 рассчитан на длительный ток 1000 А. Пантограф HJSlE/Cu (см. рис. 2). Имеет трубчатое основание на горизонтальных изоляторах. Неподвижные валы вставляются во втулки 3, приваренные к боковым основаниям и фиксируются сто­порными винтами 13. Тяги 5 имеют форму вилки с отверстиями для валиков.

Рис.2 Механизм подъема пантографа H1S1/Cu

Рис.3 Регулировка. Пантографа

Стр.9 Нижняя подвижная рама выполнена из конусных труб, а верхняя - из тонкостенных, как у ДЖ-5. В бобышки верхней рамы с натягом запрессовываются шарикоподшипники № 201 и № 202 и удержива­ются шайбами с четырьмя винтами. Каретка лыжи имеет другую конструкцию, чем у ДЖ-5.

Пневматический привод состоит из цилиндра 7 со щитком и поршнем 8. На поршне имеется уплотнительная манжета и смазочное кольцо (см. рис. 2а). Пружина 9 с большим натягом навернута на два специальных держателя, передний 10 укреплен на выступе цилиндра 7 с помощью фланца и четырех болтов, а задний 11, через наконеч­ник с резьбой и валик, прикреплен к кронштейну на главном валу. Шток поршня 8 прикреплен к другому главному валу.

Пружины 6 закреплены через кронштейны на главных валах и работают на подъем, но их усилия не хватает для подъема пантогра­фа. При подаче воздуха в цилиндр последний движется по штоку и растягивает пружину 9, ее усилие добавляется к усилию пружин 6 и пантограф поднимается. В задней стенке цилиндра имеется отвер­стие, в которое заворачивается ниппель 12 с калиброванным отвер­стием, обеспечивающим плавный подъем и опускание пантографа.

При выпуске воздуха из цилиндра, пружина 9 сжимается, пре­кращает воздействовать на главные валы, пантограф опускается за счет собственного веса, растягивая пружины 6. В опущенном состоя­нии верхняя рама опирается на буфер 14.

Если снять лыжу, уменьшится вес подвижной части и за счет пружин 6 пантограф поднимется, поэтому при замене лыжи верхнюю раму необходимо привязать к буферу или основанию во избежании самопроизвольного подъема. Давление лыжи на контактный провод при подъеме не менее 6,5 кг, рассчитан на длительный ток 1400 А.

Стр. 10 В эксплуатации все шарниры пантографа прошприцовываются жировым солидолом Л, зимой тем же, но с добавлением 10% кероси­на. Подшипники качения главных валов и верхней рамы прошприцо­вываются консистентной смазкой № 1-13. Цилиндры смазываются вазелиновым маслом, а кожаные манжеты прожировываются в смаз­ке «Прожировка № 12», состоящей из 88% касторового масла и 12% воска. В углублении между накладками лыжи наносится графитовая смазка, состоящая из двух частей солидола и одной части графита, в загрязненных местах 1:1, при температуре воздуха ниже -30°С эта смазка снимается.

В эксплуатации изнашиваются медные накладки, втулки и вали­ки шарниров, гибкие шунты, деформируется лыжа и подвижные ра­мы, поэтому при ремонте проверяется форма лыжи по шаблону, тре­щины и прожоги завариваются, разрешается наварка накладок тол­щиной 1,5 мм. Медные накладки заменяются при толщине менее 2,5 мм, а также с местным износом (протертое место) глубиной более 2 мм, при этом они должны плотно прилегать по всей поверхности лыжи, в местах стыков не иметь выступов и острых кромок.

Заменяются: валики и втулки в шарнирных соединениях (брако­вочный зазор 1,5 м); шунты с обрывом ниток более 15% и со следами перегрева и выплавления наконечников; ослабшие и лопнувшие пру­жины кареток.

Верхняя и нижняя рамы проверяются по шаблонам. Трещины, прожоги и вмятины глубиной более 5 мм разрешается устранять установкой (наваркой) соединительных муфт длиной 90-120 мм, но не более двух на раму и одной на трубу. Боковые зазоры в шарнирах устраняют установкой шайб.

Резиновые рукава заменяют на новые₍после проверки их давле­нием воздуха 6-7 ат и диэлектрическую прочность переменным то-

Стр. 11 ком с частотой 50 Гц и напряжением 9,5 кВ в течение 1 мин, после 4-х часов пребывания в водяной ванне.

Разрешается установка старых рукавов, прошедших испытание, не имеющих внешних дефектов. Токонесущие части (кроме шунтов) окрашиваются в красный цвет.

После ремонта производят регулировку пантографа. Проверяют динамометром нажатие лыжи при подъеме и опуска­нии и регулируют натяжением пружин. Разница давлений при подъ­еме и опускании не должна превышать 3 кг.

Проверяют отклонение лыжи от горизонтального положения при помощи уровня, установленного на линейку длиной 1 м (см. рис. 3). Подъем конца линейки при ее горизонтальном положении не должен превышать 15 мм над поверхностью лыжи/

Расстояние между буферами и верхними рамами в опущенном положении должно быть в пределах 0-20 мм и быть равным на обеих сторонах пантографа.

Боковое смещение центра лыжи относительно центра основания при максимальной рабочей высоте, замеренное путем опускания от­веса, допускается не более 30 мм и устраняется изменением длины тяг.

Правильно отрегулированный пантограф на электровозе должен подниматься от ручного насоса при давлении 3,5 ат. Время подъема 3-7 сек, опускания - 3-5 сек.

На электровозах ЕЛ21 используется пантограф ЛУ13-26Д, отли­чающийся от пантографа HJS!E/Cu конструкцией лыжи, каретки и верхней рамы.

На промышленных электровозах для бокового токосъема при­меняется токоприемник ТВР-2А разных модификаций в зависимости от конструкции верхней подвижной рамы.

Х

Стр. 13 Боковойтокоприемник ТВР-2А (см. рис. 4)состоит из чугун­ного литого корпуса 1 и пневматического привода 13, укрепленных на угловой раме и расположенных на трех изоляторах 17. В корпусе размещается клин 4, соединенный штоком 11 с поршнем 12 двойного действия цилиндра пневмопривода. Крышки 14 цилиндра стянуты четырьмя шпильками и имеют штуцера для подвода воздуха. Шток 11 имеет уплотнительную манжету в левой_%крышке.

Над клином 4 располагается поворотная втулка 3, зажатая между двумя половинками крышки 2 корпуса. Крышка крепится к корпусу болтами. На поворотном рычаге 22 втулки 3 (см. рис. 46) имеется ро­лик 18, который располагается в Г-образной выемке корпуса клина 4. На верхней площадке поворотной втулки 3 четырьмя болтами укрепляется нижний держатель 6, а на нем, через ось 20 - верхний держатель 7. Имеются две пары пружин (наружная и внутренняя), расположенные по бокам держателей и закрепленные передним кон­цом за нижний держатель 6, а задним - за ось 19 верхнего держателя 7. Пружины работают на подъем, поворачивая, держатель 7 вокруг оси 20, но он удерживается тягой 5, внутренние ролики которой на­ходятся под горизонтальными плоскостями клина. Наружные ролики тяги располагаются в вертикальных пазах корпуса 1.

На держателях болтами закрепляется трубчатая рама 9 с лыжей 10, имеющей медные контактные пластины (накладки). На верхнем

Рис. 6 Крепление подвижной рамы ТВР Form3и4

Пружина 2 расположена на двух направляющих трубах, входя­щих одна в другую. Одна труба (левая) закрепляется валиком в опоре

Стр.17 3 на держателе, а другая оканчивается коромыслом 4, которое усили­ем пружины вдавливается в швеллер 5, приваренный к скобе 9, при этом бобышки 12, расположенные на концах коромысла, своими вы­ступами упираются в выемки швеллера 5. Тяги 6 вворачиваются в бобышки, а на другом их конце укреплены ролики 8.

На шарнире подвижной рамы 10 приварена планка 14 с опорны­ми пластинами 11. Длина тяг регулируется так, чтобы ролики 8 упи­рались в опорные поверхности пластин 11 и обеспечивали устойчи­вое положение рамы 10, соосное с держателем 1.

При боковых колебаниях рамы усилие от пластин 11 через ролик 8 и тягу 6 передается на коромысло с той или другой стороны, оно поворачивается относительно противоположной бобышки, сжимая пружину, которая возвращает раму в исходное положение.

При боковом усилии на раму больше нормы ролик выскакивает из под опорной пластины 11, отгибая предохранительную скобу 13 и рама поворачивается на 90° относительно оси держателя, не получая

•

повреждений.

При ремонте пантограф разобрать. Клин, поворотную втулку, скользящие поверхности крышки и корпуса очистить от грязи и про­мыть в керосине. Зачистить заусенцы и забоины, заменить валики роликов, если зазор между ними 1 мм и более, зазоры в шарнирных соединениях не должны превышать 1,5 мм. Заменить негодные шун­ты и накладки.

При сборке после ремонта смазка (солидол) закладывается в по­лость в (см. рис. 4), между поворотной втулкой и крышкой корпуса. Смазываются солидолом все скользящие поверхности клина и корпу­са, а также ролики и валики. Пневматическому приводу делается ре­визия, после чего производится регулировка токоприемника.

Стр.18 В зимнее время при обнаружении замедленного подъема и опус­кания, залить в цилиндр 3-5 г смазки МВП, а также добавить этой смазки во все шарнирные соединения, чаще производить подъемы и опускания, а при заезде на ПТО, проверять давление лыжи при подъ­еме.

Разъединители

•

К разъединителям или отключателям относятся приборы, при помощи которых вручную осуществляется разъединение электриче­ских цепей в обесточенном состоянии.

У всех разъединителей и отключателей на электровозах про­мышленного транспорта используется упругий клиновидный контакт плоского типа. Соединяющим звеном является нож, который вклини­вается между двумя контактными щеками и удерживается трением, при этом необходимое нажатие создается упругостью щек.

Для предохранения от задиров и окисления контактные поверх-

*

ности смазываются тонким слоем технического вазелина.

Главные разъединители предназначены для отключения высоко­вольтных цепей электровоза от токонесущих частей крышевого обо­рудования.

На электровозах ЕЛ21 применяется главный разъединитель типа НШ/760368 (см. рис. 7а).

Рис. 7 Главные разъединители

Рис.8 Крышевой разъединитель

Стр.19

Стр.20 На двух изоляторах 1, на изоляционной плите 2, крепятся две контактные пластины 3. На этих пластинах укрепляются по 3 пары медных контактных пластин 4 и столько же стальных нажимных пла­стин 5. К верхней контактной пластине подсоединяется токонесущая шина от пантографа. На среднем контакте, при помощи болта и пру­жинной шайбы 10 укрепляется нож 6, выполненный из медной шины толщиной 6 мм, имеющий наконечник с изоляционной рукояткой 9, этот контакт соединяется с шиной от БВ.

Нижний контакт 7 расположен на изоляционных приставках и служит для фиксации ножа в отключенном положении. Штифт 8 служит упором для ножа.

На электровозах IV-KI1-1 используется главный разъединитель типа ГВ-1 (см. рис. 76). На изоляционной стойке 2 укрепляются кон­такты, имеющие щеки 1, к среднему контакту через пружинную шай­бу крепится нож 3.

В нижнем положении цепь тяговых двигателей соединяется с шинами, к которым может быть подано низкое напряжение для ввода электровоза в депо.

На электровозах ГУ-КП-1диз. на 245В в нижнем положении нож ГВ шунтирует контакты контактора «Г», т.е. подключает генератор к силовой цепи напрямую.

Контакты ГВ-1 рассчитаны на длительный ток -800 А, часовой -1450 А, напряжение -4000 В.

Для отключения вспомогательных машин на электровозах IV-КП-1 применяется разъединитель вспомогательных цепей РВЦ-1, имеющий примерно такую же конструкцию, как и ГВ-1, только меньших размеров и рассчитан на ток до 400 А.

На электровозах ЕЛ, для отключения неисправного токоприем­ника, устанавливается крышевые разъединители (см. рис. 8).

Стр.21 На двух изоляторах 1 укрепляются контактные пластины 2, а на них — по две пары медных пластин 3 со стальными нажимными пла­стинами 4. Контакт, к которому крепится нож 6, стальных пластин не имеет, а для обеспечения хорошего контакта (нажатия) под болт и гайку укладываются круглые стальные лепестковые шайбы 5.

Разъединитель имеет два положения: включен и отключен.

Отключатели моторов служат для отключения неисправной пары тяговых двигателей. На электровозах IV-KH-1 для этой цели применяется отключатель моторов ОМ-1 (см. рис. 9).

Рис.9 Отключатель моторов OM-1

На изоляционной плите 1 при помощи гаек 3 укрепляются дер­жатели 2, к которым крепятся медные контактные пластины 4, со стальными нажимными пластинами 5, обеспечивающими постоянное

Стр.22 нажатие. Ножи 6 спарены при помощи изолятора 7 и прикреплены к среднему контакту при помощи болтов и стальных пружинистых шайб 8. На обратной стороне к держателям 2 при помощи болтов 10 крепятся подводящие шины.

При переводе ножей в нижнее положение отключается неис­правная пара моторов и обеспечивается цепь питания для оставшейся пары.

Если на электровозах IV-KTI-1 отключение неисправных тяговых

•

двигателей производится непосредственно в силовой цепи, то на электровозах ЕЛ это осуществляется переключениями в цепи управ­ления посредством отключателя моторов LSI0 на электровозах ЕЛ2 и LS9 - на электровозах ЕЛ21 (см. рис. 10).

(см. рис. 10а) закреплены держатели 9, а на них - подвижные контак­ты 10 с пружинами 11 и регулированным винтом 12, которым регу­лируется величина провала контактов. На верхней плите укрепляется крышка 18 с пружинным фиксатором 13. На вал барабана насажан диск 14 (см. рис. 106) с ограничительными штифтами 17, фиксирую­щими отверстиями 15 и пазом 16 для реверсивной рукоятки.

Для отключения нужной пары двигателей необходимо вставить реверсивную рукоятку контроллера машиниста в паз 16, приподнять фиксатор 13, перевести барабан в нужное положение, зафиксировать

Рис.10 Отключатель ТЭД LS10F2 Стр.23

Стр.24 барабан и вынуть рукоятку. У отключателя LSI0 цифра против паза указывает, какая пара двигателей осталась в работе, у отключа­теля LS9 против паза стоят две цифры, указывающие, какие тележки остались в работе.

Сегменты и пальцы отключателя исключают включение линей­ных контактов неисправной группы тяговых двигателей.

Т.к. отключение проходит редко, то контакты и сегменты прак­тически не изнашиваются. При ремонте проверяется нажатие контак­тов, состояние и крепление сегментов, добавляется смазка в подшип­ники, обдувается сжатым воздухом.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: