Автоматические быстродействующие выключатели

Быстродействующий выключатель (БВ) предназначен для защи­ты электрических аппаратов и машин электровоза от токов короткого замыкания и токов перегруза.

Обычный автоматический выключатель разрывает электриче­скую цепь за 0,04-0,05 с, за это время ток короткого замыкания дос­тигает большой разрушительной силы и вызывает повреждение элек­троустановки и самого автоматического выключателя.

БВ разрывает электрическую цепь и гасит дугу в 6-10 раз быст­рее, чем обычный автоматический выключатель, и токи короткого замыкания не успевают достигнуть разрушительной величины.

На электровозах ЕЛ2 применяется защелочный быстродейст­вующий выключатель типа «Геарапид» (см. рис. 11).

На анкерной плите 1, на четырех изоляционных стойках 2 укре­пляются: разобщающий магнит максимального тока 3; выдувающий магнит 4 с расщепленными полюсами; удерживающий магнит 5 с ударным якорем 6, который прижимается к нему двумя возвратными пружинами 7.

1-Анкерная плита; 2-изоляционная стойка; 3-разобщающий магнит макс. Тока

4-выдувающий магнит; 5-удерживающий магнит; 6-ударный якорь; 7- возвратная

пружина; 8-токовая катушка; 9-гибкий шунт; 10-дугогасительный рог; 11-под-

вижный контакт;; 12-неподвижный контакт; 13-разобщающий рычаг; 14-разобща

ющая штанга; 15-разобщающий вал; 16-отключающая катушка; 17-ось главного

и включающего валов; 18-рукоятка; 19-захватка; 20-главная защёлка; 21-размы-

кающая защёлка; 22-тяга-толкатель с пружиной; 23-шпилька; 24-регулировачный болт; 25-крепящие винты; 26-дугогасительная катушка; 28-пневматический при-

вод; 29-эксцентрик; 30упорный винт разобщающей штанги; 31-замок; 32-полюс.

Стр.25

Стр.26 Магнитный поток разобщающего и выдувающего магнитов соз­дается токовой катушкой 8, имеющей четыре параллельных витка шинной меди. Один конец катушки соединен с подводящей шиной, а другой - с дугогасительным рогом 10 и через гибкий шунт 9 с под­вижным контактом 11.

Неподвижный контакт 12 имеет дугогасительный рог и в. виде шины проходит через полюса удерживающего магнита 5, создавая его магнитное поле.

Нижний конец подвижного контакта 11 через пружину и тягу-толкатель 22 соединен с кронштейном на главном валу. Главный вал укреплен на плите 1 при помощи двух кронштейнов и через замок 31 с защелками, связан с включающим валом, расположенным с ним на одной оси 17. Включающий вал имеет рукоятку для ручного включе­ния и связан через тягу, рычаг и шток с поршнем пневматического привода 28.

•

На одной оси с подвижным контактом размещен разобщающий рычаг 13, соединенный через тягу 14 и пружины с разобщающим ва­лом 15. Нижнее плечо этого вала будет воздействовать на размы­кающую защелку 21, а на верхнее плечо будет воздействовать якорь отключающей катушки 16. Для гашения дуги имеется дугогаситель-ная камера 26 щелевого типа с собственной дугогасительной катуш­кой 27 и полюсами 32.

Для обеспечения воздушного выдувания дуги в дугогасительную камеру имеется цилиндр 8 (см. рис. 12), в котором расположен пор-

•

шень с пружиной и штоком; шток через две планки 7 с прорезями связан с рычагом 6, закрепленным на главном валу.

Рис. 12 Главныи вал и его связи

Стр.27

Включение БВ

Стр.28 При подаче воздуха в цилиндр привода 28 (см. рис. 11) поршень его движется влево и через шток, рычаг и тягу разворачивает вклю­чающий вал с замком 31 по часовой стрелке. При этом захватка 19 своим выступом цепляется за включающий штырь 13 и поворачивает главный вал (см. рис. 12 и 13), растягивая пружину 12.

Пружина 5 тянет за нижний конец подвижного контакта 11, он поворачивается вокруг оси, касается неподвижного контакта и при дальнейшем повороте главного вала происходит натяжение пружины 5 (увеличивается нажатие контактов). Когда выступ захватки 19 зай­дет за выступ главной защелки 20 (см. рис. 136) кронштейн 9 своим выступом (см. рис. 12) поднимает шток 14 блокировок вверх, размы­кается блокировка и теряет питание эл. пневматический вентиль БВ, выпуская воздух из цилиндра.

Поршень цилиндра 8 воздушного дутья тягами 7 перемещается влево, сжимая свою пружину.

При этом главный вал пытается развернуться против часовой стрелки за счет пружин 12 и 5, но его включающий штырь 13 (см. рис. 136) уперся в выступ захватки 19, которая удерживается средней за­щелкой 33, а последняя удерживается размыкающей защелкой 21.

Силовой ток будет проходить от ГВ через неподвижный 12 и подвижный 11 контакты, гибкий шунт 9, токовую катушку 8 и в схе­му (см. рис. 11).

Отключение БВ

Когда ток превысит установленный, магнитный поток токовой катушки настолько возрастает, что разобщающий магнит отрывает ударный якорь от удерживающего магнита. Якорь бьет по выступу подвижного контакта 11, разрывая контакты и через разобщающий

Стр.29 рычаг 13 и тягу 14, поворачивает разобщающий вал 15, нижнее плечо которого воздействует на размыкающую защелку 21. Защелка 21 ос­вобождает среднюю защелку 33 (см. рис. 136), а она освобождает

захватку 19. Левое плечо захватки поднимается и освобождает включающий штырь 13. Происходит разобщение включающего и главного вала, следовательно, пневматический привод не будет мешать резко­му развороту главного вала, даже в том случае, если включение будет производиться на заведомо короткое замыкание.

Главный вал за счет пружин резко разворачивается против часо­вой стрелки, тяга-толкатель бьет по нижней части подвижного кон­такта 11, ускоряя его разворот, т.е. отклонение.

Продольные вырезы планок 7 (см. рис. 12) не препятствуют рез­кому развороту главного вала, а поршень цилиндра 8, под действием своей пружины, смещается вправо и вытесняет воздух из цилиндра по трубке в раствор между контактами, обеспечивая выдувание дуги в дугогасительную камеру, кроме того, дуга вытесняется за счет маг­нитного потока выдувающего магнита. В камере дуга делится на две части, удлиняется за счет магнитного потока дугогасительной катуш­ки, сопротивление ее возрастает и она гаснет.

Шток 14 блокировок опускается вниз, блокировки занимают нормальное положение.

Одновременно с разворотом главного вала, за счет собственной пружины, поршень пневмопривода возвращается в исходное положе­ние. Если, при включенном БВ, нажать на кнопку «БВ отключен» или открыть дверь в высоковольтную камеру, получает питание отклю­чающая катушка, якорь ее притягивается к сердечнику и через тягу ударяет по верхнему плечу разобщающего вала, вал поворачивается и нижнее его плечо воздействует на размыкающую защелку 21, проис­ходит отключение БВ, как описан выше.

Стр.30 Регулировка

Величина тока отключения (тока уставки) будет зависеть от за­зора а между разобщающим магнитом и ударным якорем: чем мень­ше зазор, тем меньше ток установки. Для изменения тока установки необходимо (см. рис. 11) ослабить винты 25, крепящие кожух удер­живающего магнита 5 и, поворачивая эксцентрик 29, установить нужный зазор а от 3 до 4 мм, а стрелка указателя по шкале укажет величину тока уставки. Затянуть винты 25.

В процессе эксплуатации силовые контакты обгорают и их не­обходимо зачищать, при этом их толщина уменьшается, а разрыв увеличивается, уменьшается и нажатие контактов. На состояние кон­тактов указывает указатель 10 (см. рис. 14)

Рис. 14

Если, при включенном БВ, указатель останавливается у начала вертикальной черты, нанесенной на защитный экран, значит, разрыв между контактами нормальный, по мере износа контактов стрелка будет опускаться и когда она будет останавливаться возле нижнего конца риски - разрыв максимальный, давление контактов минималь­ное, необходима регулировка.

Стр.31 При регулировке отпускаются контргайки на шпильках 23 (см. рис. 11), крепящих неподвижный контакт 12, и регулировочным винтом 24 смещают неподвижный контакт в сторону подвижного, пока указатель 10, при включенном БВ, не будет останавливаться у верхнего края риски. Предельный износ контактов показан на рис. 14, в этом случае контакты необходимо заменить.

Нажатие контактов в пределах 40 кг достигается изменением на­тяжения пружины тяги-толкателя.

После регулировки тока уставки и замены контактов, а также во время профилактического ремонта и осмотра необходимо отрегули­ровать установочный зазор (см. рис. 13 б) между нижним плечом ра­зобщающего вала и размыкающей защелкой 21 при включенном БВ, изменяя длину тяги 14 винтом 30 (см. рис. 11).

Дополнительный ход главного вала - зазор между выступом за­хватки 19 и выступом главной защелки 20, регулируется изменением длины тяги 6 пневматического привода (см. рис. 136) в пределах 0,5-1 мм.

Рукоятка ручного включения 4 (см. рис. 13а) имеет свободный ход около 60° по отношению к включающему валу, а пружина 3 обеспечивает смягчение удара рукоятки при отключении БВ.

При ремонте проводится ревизия выдувающего цилиндра и пневматического привода, после чего они смазываются незамерзаю­щей смазкой.

Дугогасительная камера ремонтируется, если имеется трещины в боковых листах или их толщина стала менее 3 мм.

На электровозе ЕЛ2 БВ устанавливается на ток 1750 А.

 

 

""

 

Стр.33 На электровозах ЕЛ21 используется быстродействующий вы­ключатель типа N1B5E1 см. рис. 15.

На стальном корпусе 1, на изоляционной плите 8 смонтированы токоведущие шины 2 с неподвижными контактами 3. Отверстия в контактах 3 продолговатой формы, на случай сдвига контактов при регулировке разрыва. На правой шине укреплен шунт для размагни­чивающего витка 31, а со стороны левой шины размещен пружинный аккумулятор 7, толкатель которого опирается на ролики заводного рычага 9 и ролик главного рычага 11.

Вспомогательный рычаг 10 связан с главным через ось 26 и опи­рается на регулировочный болт 36 заводного рычага 9.

Подвижный контакт 4 укреплен на тяге 5, которая через изоля­тор 6 соединена с главным рычагом 11.

Сквозь продольное отверстие в тяге 5 проходит поперечный ры­чаг, один конец которого укреплен через валик на корпусе 1, а другой на штоке масляного амортизатора 24. Рычаг в отверстии 5 имеет сво­бодный вертикальный ход.

Главный рычаг 11 через коромысло связан с воздушной резино­вой гармоникой 25, две трубки из которой направлены в разрыв меж­ду контактами, а через блокировочный рычаг 29-с блокировками БВ. Устройство заводного, вспомогательного и главного рычагов и их взаимное расположение показано на рис. 16.

Главный вал 12 устанавливается в двух шариковых подшипни­ках и поворачивается воздушной турбиной 13 через червячный ре­дуктор и пару цилиндрических шестерен.

На валу 12 (см. рис. 17) свободно установлена ведомая шестерня (зубчатое колесо) 2, которая пружиной, установленной между ней и подшипником, прижимается шлицами храповика 4 к шлицам завод­ного кулачка 3, укрепленного на валу шпонкой.

 

 

Стр.35 Таким образом, при вращении вала вручную зубчатое колесо 2 остается неподвижным, а при работе турбины, вращение от зубчатого колеса на вал передается через храповик 4.

Главный кулачок 32 насажан на вал через игольчатый подшип­ник и поворачивается вместе с валом только тогда, когда выступ упо­ра 8 упрется в штифт главного кулачка.

На главном валу укрепляются стальные кулачковые диски 9, обеспечивающие работу кулачковых контакторных элементов 15 и 15а, кроме того, на выступе вала укрепляется диск с роликом для за­водного рычага 14, отключающей катушки,(см. рис. 15).

Воздушная турбина коловратного типа (см. рис. 18) состоит из корпуса 1, отлитого из алюминиевого сплава и ротора 2. Ротор с ше­стью гетинаксовыми пластинками 3, располагается в эксцентриче­ской расточке корпуса 1. Стальная ось ротора имеет шариковые под­шипники, которые с небольшим натягом устанавливаются в корпусе и крышке турбины. Три пары пластин 3 располагаются в пазах рото­ра од углом 60° друг к другу, а между ними в цилиндрические отвер­стия ротора вставляются плавающие пальцы 4, обеспечивающие прижатие пластин к эксцентричной поверхности расточки корпуса.

 

Рис18

Стр.36 Воздух под давлением 5 ат через боковой канал в корпусе попа­дает на поверхность трех пластин, обеспечивая поворот ротора (ми­нимальное давление воздуха 3,5 ат).

Магнитный расцепигель 18 укрепляется внутри корпуса 1 (см. рис. 15) и представляет собой постоянный магнит 19, через полюса которого проходит размагничивающий виток 31, магнитный поток которого направлен против потока постоянного магнита. Расцепитель имеет замок 17 с защелкой 16, упором, роликами и пружиной, якорь 21 с рессорами 22 (плоская пружина). Сегменты 23 в зависимости от положения, ослабляют рессору или натягивают ее (настораживают). Управляются они заводным кулачком 20 и рычагом 14а. Усилие от стержня якоря 21, кнопки 34 и отключающего рычага 27 передается на замок через двуплечий рычаг.

Магнитный шунт 20 служит для установки тока отключения.

На обратной стороне корпуса БВ (см. рис. 15) установлена от­ключающая катушка 28, якорь которой имеет защелку. Защелка фик­сирует левый конец отключающего рычага 27 в верхнем положении, после подъема его заводным рычагом 14 только в том случае, если катушка 28 имеет питание и якорь ее притянут.

Для гашения дуги при отключении БВ, сверху, на корпусе 1, крепится мощная дугогасительная камера лабиринто-щелевого типа с собственной дугогасительной катушкой.

Включение БВ

Процесс включения разделяется на два этапа: подготовка и включение. Подготовка (см. рис. 15)

Включение

При нажатии на кнопку «БВ включен», от провода М7, который имеет питание только при нулевом положении главного барабана контроллера машиниста и включенном выключателе управления (ВУ), по проводу SS8, через замкнутые контакты кулачкового эле­мента 15а и контакты отключающей катушки 28, по проводу SS11, получает питание катушка повторительного реле, оно включается, замыкает контакты SS29-SS8 - обеспечивает питание своей катушки мимо кнопки «БВ включен», которую можно опустить, замыкает контакты SS29-SS12 и вновь подает питание на вентиль 33, минуя кулачковый элемент 15.

Вал 12 начинает поворачиваться дальше и, когда точка опоры ролика заводного рычага перемещается на исходную поверхность главного кулачка, кулачок резко выскакивает из под ролика, завод­ной рычаг теряет опору и под действием пружины аккумулятора 7, резко опускается вниз вместе с левым плечом главного рычага 11.

Главный рычаг поворачивается вокруг оси 26, правее его плечо резко поднимается вверх, подвижный контакт 4 замыкает силовую цепь, растягивается гармошка 25, пружина 30 и масляный амортиза­тор 24. Блокировочный рычаг 29 через стальную пластину нажимает на блокировочное устройство, размыкается блокировка БВ. SS12-SS30, теряет питание вентиль 33, турбина останавливается.

Стр. 39 В конце поворота главного вала кулачковый элемент 15а размы­кается, а элемент 15 замыкается, при этом.отключается повторитель­ное реле и подготавливается цепь питания вентиля 33.

Отключение

Если одна из блокировок, через которые питается отключающая катушка 28, размыкается, катушка теряет питание, ее якорь отпадает, защелка освобождает планку и рычаг 27, за счет пружины левый его конец опускается, а правый поднимается вверх, бьет через двуплеч-ный рычаг по замку 17, освобождает защелку 16. Заводной, вспомо­гательный и главный рычаги теряют опору и под действием пружины

•

аккумулятора 7 и пружины 30 резко опускается вниз. Размыкаются силовые контакты.

За счет свободного хода рычага амортизатора 24 в тяге 5, амор­тизатор не препятствует резкому разрыву контактов, но при этом смягчает удар.

Гармоника 25 резко сжимается, вытесняет воздух в раствор ме­жду контактами, выдувая образовавшуюся электрическую дугу в ду-гогасительную камеру, где за счет магнитного дутья она удлиняется и гаснет.

Одновременно блокировочный рычаг 29 освобождает блокиров­ки БВ, блокировка SS12-SS30 замыкается и подает питание на вен­тиль 33, автоматически начинается процесс подготовки БВ к включе­нию.

Если по шинам 2 будет проходить эл. ток больше установленно­го, то возросший ток по размагничивающему витку увеличивает его магнитный поток, а общий магнитный поток магнитного расцепителя 18 уменьшается настолько, что рессора 22 отрывает якорь от полю­сов и он через двуплечный рычаг бьет по замку 17 расцепителя. За-

Стр.40 щелка 16 освобождается, рычаги теряют опору и происходит отклю­чение БВ как описано выше.

Автоматически начинается процесс подготовки к включению.

Включение вручную

При отсутствии воздуха в главных резервуарах электровоза, от­сутствии вспомогательного компрессора или при неисправностях, когда не работает воздушная турбина, БВ включают вручную.

Для этого необходимо на наконечник главного вала 12 одеть ру­коятку с храповиком и поворачивать главный вал вручную по часо­вой стрелке. В конце процесса подготовки необходимо придерживать рычаг 27 (через круглое отверстие в корпусе БВ возле кнопки 34) иначе включения не произойдет, т. к. катушка 28 питания не имеет

«

(открыта дверь в ВВК) и ее защелка не зафиксирует рычаг 27 во взведенном положении, а он, сорвавшись с заводного рычага 14, во время доворота, ударит по замку 17, освободит защелку 16, рычаги потеряют опору и опустятся в исходное положение.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: