6. 2. Конструкция и принцип действия главного выключателя вов-25-4м

6.2. Конструкция и принцип действия главного выключателя вов-25-4м

Основные технические данные главного выключателя ВОВ-25-4М приведены в табл. 6.1.

Технические данные главного выключателя ВОВ-25-4М

Номинальное напряжение, В

Номинальный ток, А

Номинальный ток отключения, А

Предельный сквозной ток, А

Мощность отключения, МВ·А, при давлении сжатого воздуха

Собственное время отключения, с,

от промежуточного реле

от электромагнита переменного тока

Напряжение цепи электромагнита переменного тока, В

Номинальное напряжение цепей управления, В

Номинальное давление сжатого воздуха, МПа (кгс/см 2 )

Минимальное давление срабатывания, МПа (кгс/см 2 ),

на замыкание контактов

на размыкание контактов

Объем резервуара со сжатым воздухом, л

Контактное нажатие разрывающих контактов, Н (кгс)

Контактное нажатие контактов разъединителя, Н (кгс)

Конструкция главного выключателя ВОВ-25-4М показана на рис. 6.1. Выключатель состоит из следующих основных частей: дугогасительной камеры, воздухопроводного изолятора, разъединителя, воздушного резервуара и блока управления.

Главный выключатель имеет две пары контактов: разрывающие контакты, расположенные внутри дугогасительной камеры 2, предназначены для коммутации тока силовой цепи. Контакты разъединителя3 и5обеспечивают разрыв цепи ГВ.

Блок управления расположен внутри силуминового корпуса 11, с помощью которого ГВ крепится на крыше электровоза. Для уплотнения между корпусом выключателя и установочной площадкой крыши в паз корпуса закладывается резиновый шнур10.

Рис. 6.1. Конструкция главного выключателя ВОВ-25-4М:

1 – фланец; 4 – заземляющий кронштейн; 6 – вывод; 7 – поворотный изолятор; 8 – воздухопроводный изолятор; 9 – патрубок; 12 – штуцер; 13 – трубка; 14 – воздушный резервуар

Схема, поясняющая внутреннее устройство и принцип действия ГВ, приведена на рис. 6.2. Дугогасительная камера представляет собой горизонтальный изолятор 2. Камера установлена на наклонном пустотелом изоляторе35. Там же находится и неподвижный контакт разъединителя7. Подвижный контакт разъединителя9 укреплен на поворотном изоляторе10, который расположен навертикальном валу 13. Между ножами разъединителя шарнирно закреплен вывод, предназначенный для присоединения ГВ к цепи первичной обмотки тягового трансформатора. Со стороны токоприемника выключатель подключается через латунный фланец, связанный с неподвижным разрывающим контактом1. В выключенном положении подвижный контакт разъединителя замкнут на заземляющий кронштейн8.

Рис. 6.2. Принципиальная схема главного выключателя

Для включения ГВ достаточно замкнуть контакты разъединителя, так как разрывающие контакты нормально замкнуты под воздействием пружины6. Эта пружина создает силу нажатия конусного подвижного контакта3на кольцевой неподвижный контакт1. Необходимо подать питание на катушки удерживающего и включающего электромагнитов ГВ. При подаче напряжения на включающий электромагнит23открывается пусковой клапан20. Сжатый воздух из резервуара34поступает по каналу19под поршень17, который перемещается в крайнее левое положение. Движение поршня через шток16, тягу и кривошип15передается на вал разъединителя13, который поворачивается на угол 60º. При этом контакты разъединителя замыкаются. Одновременно происходит переключение блокировочных контактов11. Один из этих контактов размыкает цепь включающего электромагнита, и его сердечник возвращается в исходное положение, закрывая пусковой клапан20. При закрытом пусковом клапане сжатый воздух из-под поршня17через канал выходит в атмосферу.

При включенном главном выключателе образуется цепь от токоприемника через разрывающие контакты 1 и3и контакты разъединителя7 и9 к первичной обмотке тягового трансформатора.

При повороте вала разъединителя 13 кулачком 14 освобождается пружина 24, снимающая свое воздействие с якоря удерживающего электромагнита постоянного тока 25. Однако якорь удерживается в притянутом состоянии, так как электромагнит возбужден. При этом выключающий клапан 22 остается закрытым. Если цепь питания удерживающего электромагнита прерывается, то под воздействием пружин его якорь перемещается влево и воздействует на выключающий клапан, при открытии которого начинается процесс отключения ГВ.

В процессе отключения сжатый воздух через выключающий клапан 22и канал26поступает под поршень28, который, перемещаясь влево, открывает главный выключающий клапан31, а через него резервуар34соединяется с дугогасительной камерой4. Под давлением сжатого воздуха поршень5, связанный с подвижным разрывным контактом, отходит вправо, сжимая пружину6. Возникающая дуга гасится струей сжатого воздуха, проходящего по кольцевому каналу между разрывающими контактами. Одновременно сжатый воздух поступает по каналу21в цилиндр поршня17, который, перемещаясь вправо, поворачивает вал разъединителя13 и переводит разъединитель в отключенное положение.

Поскольку разъединитель отключается при обесточенном состоянии силовой цепи, то размыкание его контактов начинается с некоторым запаздыванием относительно момента расхождения дугогасительных контактов. Это обеспечивается малым диаметром отверстия 18. Размер этого отверстия выбранс таким расчетом, что время запаздывания разъединителя составляет 0,03  0,035 с.

После размыкания контактов разъединителя выключающий клапан 22 закрывается под воздействием пружины 24. При этом полость под поршнем 28 сообщается с атмосферой, а под воздействием возвращающей пружины главный клапан 31 закрывается. Давление воздуха в дугогасительной камере снижается, под действием пружины 6 подвижный контакт замыкается с неподвижным.

Для ускоренного отключения ГВ предназначен отключающий электромагнит переменного тока 30, получающий питание от обмотки собственных нужд тягового трансформатора при срабатывании дифференциальной защиты. При возбуждении этот электромагнит воздействует на выключающий клапан22 через рычаг27, преодолевая действие возвращающей пружины29.

Питание аппарата сжатым воздухом осуществляется через обратный клапан 33. При давлении воздуха в резервуаре34ниже минимального реле давления32размыкает цепь удерживающего электромагнита, вызывая отклю-чение ГВ.

Главный выключатель для защиты от перенапряжений, возникающих в процессе гашения дуги, оснащен нелинейным резистором, шунтирующим его разрывающие контакты. Этот резистор размещен в полом ребристом изоляторе, который установлен вдоль горизонтального изолятора дугогасительной камеры.

В комплект ГВ входит трансформатор тока ТПОФ-25 (рис. 6.3), вторичная обмотка которого питает катушку реле максимального тока (РМТ).

Срабатывая, это реле своими контактами разрывает цепь питания удерживающего электромагнита ГВ. Трансформатор тока также служит высоковольтным вводом цепи электрического тока напряжением 25 кВ в кузов тяговой единицы.

Трансформатор тока состоит из полого фарфорового изолятора 7, через ко-

ружина12, воздействуя на рычаг, укрепленный на валу разъединителя, фиксирует его как во включенном, так и в отключенном положении. На нижнем конце вала разъединителя укреплен указатель положения. Механизм выключателя закрыт снизу кожухом.

Рис. 6.3. Конструкция трансформатора тока ТПОФ-25

торый проходит токоведущий стержень 6, полуфланцев5, изоляционных прокладок4, катушки с сердечником2, уплотнительной прокладки3и фланца1. Катушка трансформатора имеет 16 витков. Концы катушки через специальные втулки выведены на контактодержатель, который укреплен на полуфланце.

На крыше электроподвижного состава трансформатор тока крепится с помощью полуфланца 5. Для уплотнения между крышей и фланцем устанавливают специальную прокладку3.

3.3 Причины замены маломасляных выключателей

Обеспечение надежной работы электростанций, подстанций и систем электроснабжения промышленных предприятий в значительной степени определяется безотказной работой выключателей высокого напряжения. Выключатели — основные коммутационные аппараты в электрических установках и служат для включения и отключения токовых цепей. Уникальной особенностью выключателей является то, что они должны надежно выполнять свои функции, находясь как во включенном, так и в отключенном состоянии, а также одновременно быть постоянно готовыми к мгновенному выполнению коммутационных операций в любых режимах работы, включая аварийные ситуации. Распределение технологических нарушений маслонаполненного оборудования, приведенное на рисунке 3.1, также убедительно показывает, что наибольшее количество отказов имеют высоковольтные масляные (малообъемные и баковые) выключатели.

Рисунок 3.1 — Распределение технологических нарушений маслонаполненного оборудования

Среднее время восстановления одного отказа сетей 6 (10) кВ составляет более 3 часов. Если затраты на восстановление принять за единицу, то ущерб, включая недоотпуск электрической энергии, может достигать 2 единиц. Кроме того, для электрооборудования, отработавшего более 30 лет, затраты на ремонт превышают средние показатели по отрасли в 3 раза. У наиболее изношенного электрооборудования затраты на техническое обслуживание и ремонт за срок службы в 2,5-3,5 раза превосходят затраты, необходимые для установки нового электрооборудования. Поэтому особую актуальность приобретает необходимость обеспечения надежности сетей 6-35 кВ, в том числе на основе замены изношенных и морально устаревших выключателей.

Наряду с физическим износом оборудования происходит его моральное старение. Средний технический уровень установленного станционного и подстанционного коммутационного оборудования соответствует оборудованию, которое эксплуатировалось в ведущих странах мира 30 лет назад. Вместе с тем тенденции развития высоковольтных выключателей 6-35 кВ, приведенные на рисунке 3.2, показывают устойчивый рост применения в мире вакуумных выключателей.

Рисунок 3.2 — Развитие высоковольтных выключателей 6-35 кВ

Развитие вакуумных выключателей связано с тем, что вакуум является идеальной изоляционной средой. Электрическая прочность изоляционного межконтактного промежутка в вакууме значительно выше, а длина дуги значительно меньше, чем в масляных, элегазовых и воздушных выключателях. Это позволяет существенно снизить габариты дугогасительной камеры вакуумного выключателя.

Стратегически правильным вариантом решения проблемы обеспечения надежности коммутационных аппаратов напряжением 6-35 кВ является полномасштабное комплексное техническое перевооружение, основанное на современных технологиях, внедрении высоконадежных вакуумных выключателей нового поколения, эффективного формирования для этого источников финансирования и использования инвестиционных средств. При этом выключатели должны применяться мало обслуживаемые, и по возможности, не требующие проведения любых плановых ремонтов на протяжении всего срока эксплуатации. Современные вакуумные выключатели позволяют обеспечивать надежную и безопасную коммутацию цепей в системах электроснабжения потребителей.

Конструктивные преимущества вакуумных выключателей по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами способствуют повышению эффективности функционирования энергообъектов, снижению затрат на эксплуатацию распределительных сетей, электростанций и подстанций.

Эксплуатационные преимущества вакуумных выключателей обеспечивают:

надежную работу без ремонта до сработки установленного ресурса по механической и коммутационной износостойкости;

обоснованное упрощение и облегчение конструкций и схем энергообъектов при обязательном повышении их элементной надежности;

минимум продолжительности отключения потребителей;

низкий уровень коммутационных перенапряжений;

оптимизацию резервных запасов электрооборудования по условиям надежности и риска возникновения отказа;

электрическую и экологическую безопасность функционирования энергообъектов; минимум обслуживания и переход к новой стратегии ремонтов по техническому состоянию.

Определение неисправностей тормозной системы автомобиля с помощью стенда диагностики тормозной системы

1. Завести оборудование, установив главный выключатель на «вкл».

2. Включить принтер (если есть). Обратить внимание на настройки; обратится к инструкции для принтера.

Оборудование находится в начальной стадии эксплуатации примерно 20 минут. Всё оборудование можно отключить с помощью главного выключателя. Отдельные элементы оборудования не надо выключать по отдельности.

3. Шаговые двигатели работают в положении «ноль».

4. Через несколько секунд все лампочки начинают мигать, означая операционную проверку.

5. Когда цифра 8 и запятая перед десятыми появляется везде на дисплее, это означает операционную проверку.

6. Вызвать сервисную программу, нажав кнопку «Auto Off» на блоке индикаторов.

8. Дальнейшее тестирование внутренних функций.

9. Тормозной стенд готов к работе примерно через 20 секунд; активизируется автоматический режим работы.

4.2 Автоматический режим работы

Автоматический режим работы BDE (без подъёмного устройства).

Необходимо завести машину на BDE. Тормозной стенд автоматически начинает работать в качестве BBA. Если машина остаётся на роликах после проведения тестирования, тормозной стенд автоматически начнёт работать в качестве FBA. Этот цикл работы BBA => FBA => BBA => и т.д. продолжается, пока машина находится на роликах. В случае замеров, которые занимают больше времени, чем тот период, на который они были настроены, значения замеров автоматически сохраняются. Если машина остаётся на тормозном стенде, то через заданный промежуток времени он начинает работу сначала по проведению замеров FBA оси 1. Если машина остаётся на тормозном стенде на 2 секунды, стенд автоматически переключается на следующую ось = ось 2 = заднюю ось и BBA.

4.3 Ручной режим работы

4.3.1 Проверка тормозов вручную

1. Надо завести машину на тормозной стенд передней осью.

2. Далее начать замеры для передней оси.

При повторном нажатии этой кнопки во время проведения проверки тормозов, начинается замер овальности.

Пока активирован замер овальности, надо нажимать на педаль тормоза с постоянной силой. Лампочки обоих двигателей мигают, показывая, что замер овальности активирован! Замер овальности прекращён, если лампочки обоих моторов снова загорелись.

Необходимо продолжать давить на тормоз, пока не произойдёт сцепление.

Если невозможно достичь предела сцепления. Завершить замер с помощью кнопки «STOP» или, если разрешено «выключение с помощью снижения мощности», отпустить педаль тормоза для выключения тормозного стенда.

3. При установленном подъёмном устройстве:

Поднять подъёмное устройство.

Съезжать с тормозного стенда передней осью.

Если на стенде нет машины в течение 2 секунд, стенд автоматически переключается на ось 2 = заднюю ось.

Загнать машину на тормозной стенд задней осью.

Начать замеры для задней оси.

4. Замер овальности:

Приступить к замеру овальности. Сравнить с передней осью.

Пока активирован замер овальности, надо нажимать на педаль о тормоза с постоянной силой.

Лампочки обоих двигателей мигают, показывая, что замер о овальности активирован! Замер овальности прекращён, если лампочки обоих моторов снова загорелись.

Продолжать давить на тормоз, пока не произойдёт сцепление.

Если невозможно достичь предела сцепления:

Завершить замер с помощью кнопки «STOP».

Начать замер для стояночного тормоза.

При повторном нажатии этой кнопки во время проведения проверки тормозов, начинается замер овальности.

Пока активирован замер овальности, надо нажимать на педаль тормоза с постоянной силой. Лампочки обоих двигателей мигают, показывая, что замер овальности активирован! Замер овальности прекращён, если лампочки обоих моторов снова загорелись.

Необходимо продолжать давить на тормоз, пока не произойдёт сцепление.

Если невозможно достичь предела сцепления:

Завершить замер с помощью кнопки «STOP» или, если разрешено « выключение с помощью снижения мощности», отпустите педаль тормоза для выключения тормозного стенда.

При установленном подъёмном устройстве:

Поднять подъёмное устройство.

Нажать кнопку дважды, чтобы удалить результат.

4.3.2 Проверка тормозов вручную – Проверка одиночного привода

Следует въезжать на тормозной стенд передней осью.

Стенд считывает ось номер 1 (версия с дисплеем).

Надо активировать операцию левого одиночного привода нажатием этой кнопки. Подтверждением будет кнопка двигателя, которая з а загорится на 5 секунд.

Начинать замер для передней оси с помощью этой кнопки.

Продолжать давить на тормоз, пока не произойдёт сцепление.

Если невозможно достичь предела сцепления: Завершить

З замер с помощью кнопки «STOP».

Активировать операцию правого одиночного привода нажатием э этой кнопки. Подтверждением будет лампочка двигателя, которая загорится на 5 секунд.

Начать замер для передней оси с помощью этой кнопки.

Продолжайте давить на тормоз, пока не произойдёт сцепление.

Если невозможно достичь предела сцепления: Завершить замер при п помощи кнопки «STOP».

После проведения проверки обеих сторон показатели замеров

автоматически хранятся как замеры передней оси.

При установленном подъёмном устройстве:

Поднять подъёмное устройство

Вывести машину с тормозного стенда передней осью. Если на стенде нет машины в течение 2 секунд, стенд автоматически переключается на ось 2 = заднюю ось! Процедура проверки задней оси похожа на таковую передней оси, за исключением того, что тормозной стенд следует переустановить для считывания оси 2 (версия с дисплеем).

2 Пояснительная записка (Создание лабораторного стенда Главный выключатель ВОВ-25), страница 8

Файл «2 Пояснительная записка» внутри архива находится в папке «Создание лабораторного стенда Главный выключатель ВОВ-25». Документ из архива «Создание лабораторного стенда Главный выключатель ВОВ-25», который расположен в категории «готовые вкр 2016 года и ранее». Всё это находится в предмете «дипломы и вкр» из восьмого семестра, которые можно найти в файловом архиве ДВГУПС. Не смотря на прямую связь этого архива с ДВГУПС, его также можно найти и в других разделах. .

Онлайн просмотр документа «2 Пояснительная записка»

Текст 8 страницы из документа «2 Пояснительная записка»

В дипломном проекте разрабатывается лабораторный стенд «Главный выключатель ВОВ-25». Данный стенд представляет собой упрощенную пневматическую схему электровоза переменного тока, а также наглядно демонстрирует работу главного выключателя ВОВ-25, который применяется на электровозах серий ВЛ80 и 2,3ЭС5К.

Для разработки проекта лабораторного стенда может быть задействован лаборант кафедры «Локомотивы», работающий с окладом 7500 рублей, работу он сможет произвести за два дня, т.е. за 16 рабочих часов.

Следующим этапом расчета является закупка комплектующих частей стенда. Закупка производится по сети Интернет, при этом доставка деталей в черте города является бесплатной. В таблице 6.1 приведен перечень элементов и их стоимость.

Таблица 6.1 – Перечень запасных частей для сборки лабораторных стенда «Главный выключатель ВОВ-25»

Цена за единицу, руб

Суммарная стоимость, руб.

Промежуточные реле РП

Хомут стальной, 21-38 мм

Хомут стальной, 23-51 мм

Болт 10 40 1,5 мм

Болт 8 40 1,5 мм

Шайба плоская М8

Шайба плоская М10

Всего на покупку оборудования

Таким образом, затраты на покупку оборудования равны 6468 рублей.

Монтаж и сборку лабораторных стендов также может выполнить лаборант кафедры, учитывая, что необходимые инструменты и станки имеются в наличии у кафедры «Локомотивы». При этом следует определить рабочее время на каждом этапе. Продолжительность рабочих операций представлена в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Нормы времени на выполнение работ

Наименование выполняемой работы

Монтаж электрических проводов стенда

Монтаж электромагнитных реле

Подключение стенда к электрической сети лаборатории

В таблице использованы следующие условные обозначения для различных категорий затрат времени: Т_оп – оперативное время, Т_пз – подготовительно-заключительное время, Т_об – время обслуживания рабочего места, Т_прф – время связанное с физиологическими потребностями работника, Т_общ – общее время операции.

Заработная плата лаборанта определяется по формуле:

где – тарифная заработная плата лаборанта. Затраты по времени рабочего-лаборанта составляют 26,47 часа. Среднее число рабочих часов в месяце составляют 164,25.

Н_р – надбавка по районному коэффициенту, рублей;

Н_с – надбавка по северному коэффициенту, рублей;

– премиальное вознаграждение равно 1000 рублей.

Тарифная заработная плата лаборанта равна:

где 16 часов – время, которое затратит работник на проектировку стенда «Главный выключатель ВОВ-25»

Надбавка по районному коэффициенту определяется по формуле:

где К_р – районный коэффициент, предусмотренный законодательством Российской Федерации (20 %).

Надбавка по северному коэффициенту определяется по формуле:

где К_с – северный коэффициент (30 %).

Подставив численные значения в формулы (5.1), получим:

Отчисления во внебюджетные фонды производственного персонала равны 30,2 % от заработной платы и рассчитываются по формуле:

Прочие отчисления равны 10 % от прямых расходов и рассчитываются по формуле:

Тогда заработная плата лаборанта с учетом всех издержек равна:

Суммарные затраты на проектирование и изготовление стенда будут равны:

Таким образом, на основании приведенных расчетов можно сказать, что для модернизации лаборатории, которая заключается в замене старых стендов новыми, потребуется сумма 2778 рублей.

В дипломной работе проведен анализ устройства и принципа действия главных выключателей, применяемых на электроподвижном составе переменного тока, выполнен анализ существующего лабораторного стенда «Главный выключатель ВОВ-25». К недостаткам существующего стенда следует отнести устаревший и механически изношенный главный выключатель образца 1985 года. Кроме того, стенд имеет открытый доступ к токоведущим частям, промежуточные реле низковольтных цепей имеют критические следы износа и восстановлению не подлежат. Таким образом, принимается решение о замене главного выключателя и реле на исправные и отрегулированные.

В процессе проектировки стенда разрабатывается лицевая панель стенда, которая соответствует требованиям эргономичности и интуитивно понятна для работы со стендом. Доступ к электрическому оборудованию стенда обеспечивает дверь, которая блокируется при работе лабораторного стенда. Роль замка играет электромагнитная блокировка.

Таким образом, разработанный лабораторный стенд позволяет довольно подробно изучить конструкцию и принцип работы главного выключателя, проводить лабораторные работы по дисциплине «Электрооборудование ЭПС», закрепить знания студентов по электротехнике.

В разделе безопасности жизнедеятельности проанализированы вредные производственные факторы при работе с электроустановками и разработаны мероприятия по предотвращению воздействия на работающего электрического тока, магнитных полей и т. д. Кроме того, рассмотрены средства защиты от поражения током: заземление и зануление.

В экономическом разделе рассчитаны затраты денежных средств на изготовление лабораторного стенда. Помимо затрат на закупку деталей для стенда, следует учитывать оплату труда рабочих, занятых на проектировании и установке стенда.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Жуковский, Ю.С. Системы управления электроподвижным составом [Текст] / Ю.С. Жуковский. – Хабаровск: ДВГУПС, 2010. – 64 с.

Тихменев, Б.Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты [Текст] / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман. – М.: Транспорт, 1989. – 432 с.

Плакс, А.В. Системы управления электрическим подвижным составом [Текст] / А.В. Плакс. – М.: Маршрут, 2005. – 326 с.

Плакс, А.В. Расчет систем управления электрическим подвижным составом [Текст] / А.В. Плакс, А.С. Мазнев. – СПб.: [б. и.], 1986. – 73 с.

Проектирование систем управления электроподвижным составом [Текст] / отв. ред. и. сост. Н.А. Ротанов. – М.: Транспорт, 1986. – 327 с.

Методические указания для выполнения дипломного и курсового проектирования по расчету и выбору узлов систем автоматического управления ЭПС [Текст] / ДИИТ. Каф. электроподвижного состава. – Днепропетровск: [б. и.], 1983. – 18 с.

ГОСТ 12.3.002 – 75. Система стандартов безопасности труда. Общие требования безопасности [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2007. – 8 с.

СНиП 3.05.06 – 85. Электротехнические устройства [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2005. – 26 с.