§ 59. Защита электрических цепей вагона

Защита силовых цепей. При эксплуатации вагонов в некоторых случаях возникают нештатные режимы работы, вследствие которых электрооборудование может быть повреждено. К таким режимам от­носятся следующие: короткие замыкания, вызванные пробоем изо­ляции электрооборудования и перебросом электрической дуги между токоведущими частями аппаратов и машин или токоведущими час­тями и заземленными конструкциями; перегрузки двигателей из-за неправильной работы аппаратов силовых цепей; нарушение сцеп­ления колес с рельсами при электрическом торможении; включе­ние тяговых двигателей без пусковых резисторов, что может возникнуть при снижении или снятии напряжения с контактного рельса и быстром последующем восстановлении его (это может привести к круговому огню на коллекторах двигателей) и пр.

В таких случаях силовая цепь отсоединяется от контактного рельса линейными контакторами с помощью аппаратов защиты (рис. 137).

В тяговом режиме защита от токов короткого замыкания и то­ков перегрузки осуществляется с помощью следующих реле пере­грузок: РПЛ (см. рис. 104), включенного в общую силовую цепь; РП1-3, включенного в цепь тяговых двигателей 1 и 3; РП2-4, включенного в цепь тяговых двигателей 2 и 4, и, если они не сработа­ют, главного предохранителя П. Реле перегрузки срабатывают при увеличении тока, протекающего через их катушки, включенные последовательно с тяговыми двигателями, выше определенного значения (уставки). В этом случае силовая цепь разрывается линей­ными контакторами и отсоединяется от контактною рельса.

Силовая схема выполнена таким образом, что защита срабаты­вает при аварийных режимах на любых участках силовой цепи. Не защищена небольшая часть цепи, в которую входят токоприемни­ки и силовой кабель до гласного предохранителя. При повреждении изоляции указанных элементов их отключение от контактной сети осуществляется быстродействующим автоматическим выклю­чателем тяговой подстанции.

В тормозном режиме силовая цепь от коротких замыканий и пере­грузок защищается с помощью реле перегрузок РПЗ-3 и РП2-4, а в случае переброса дуги на корпус тяговой машины или повреждения изоляции в любой точке тормозного контура — с помощью реле РЗ-1, катушка которого включена в цепь между точкой соединения обмоток якорей 2 и 4 и корпусом вагона.

Срабатывание любого из перечисленных реле приводит к замыка­нию контактов РП в цепи провода 18 (см. рис. 122, 123), замыка­нию контактов РП в цепях проводов 5, 1 и 20, что вызывает раз­бор силовой цепи. Кроме того, на вагонах Еж3 в режиме импульс­ного регулирования возбуждения при превышении тока якорей допустимого значения срабатывает тиристорная защита, которая отключает цепи электрического торможения. Тиристоры защиты расположены в блоке тиристорного регулятора.

При срабатывании защиты и разрыве тормозного контура схе­мы электрического торможения автоматически осуществляется пе­реход к пневматическому торможению.

Все реле перегрузки, реле заземления и реле возврата связаны друг с другом одним общим приводом (см. рис. 80). При срабатывании любого реле происходит срабатывание этого общего блокиро­вочного механизма. Чтобы восстановить его первоначальное поло­жение, необходимо поставить главную рукоятку контроллера ма­шиниста в нулевое положение и нажать кнопку «Возврат PП», через которую подается питание на провод 17 (см. рис. 122, 123).

В цепь катушек линейных контакторов ЛК1 и ЛК3, кроме контак­тов РП, включены контакты пулевого реле HP, замкнутые при наличии высокого напряжения на токоприемниках вагона. При исчезновении напряжения или его падении до недопустимо низ­кого значения якорь реле отпадет и его контакты разомкнут цепь питания катушек вентилей ЛK1 и ЛК3, вследствие чего силовая цепь вагона будет разобрана. Повторное включение возможно только после возврата реостатного контроллера на 1-ю позицию, что обеспечивается замыканием контактов РК1 при полностью вве­денных пускотормозных реостатах. Этим осуществляется защита силовой цепи от бросков тока при последующем восстановлении напряжения в контактной сети до нормального уровня.

Контактор КПД-121А (рис. 67) предназначен для работы в целях управления. Контактор двухполюсный(сдвоенный), т.е. имеет два контактных устройства, которые обеспечивают одновременное замыкание или размыкание электрических цепей. В цепях управления вагонов Е контактор КПД-121А служит для переключений в цепях 1-го и 5-го проводов. 1

Магнитная система, устанавливаемая на пластине 6, состоит из ярма 11, сердечника 10 и якоря 2. При возбуждении катушки 20 якорь, поворачиваясь на призматической опоре, сжимает выключающую пружину 19. С двух сторон на якоре укреплены изоляторы 1 и 9 со скобами 18, на которых установлены подвижные контакты 3. Притянутый к сердечнику якорь замыкает подвижные и неподвижные 15 контакты, сжимая при этом контактную пружину 17. Дугогасительная система каждой цепи укреплена на изоляторе 7 и состоит из дугогасительной катушки 14, двух по­люсов 4, сердечника 12 и дугогасительной камеры 5.

Дугогасительный рог 16 соединен с зажимом шунтом 8, а рог 13 закреплен на изоляторе 7 и соединен с дугогасительной катушкой.

Контактор ДБ-928 (рис. 68) используется во вспомогательных цепях высокого напряжения и предназначен для переключений в цепях мотор-компрессоров, заряда аккумуляторных батарей.

При возбуждении подъемной катушки 2 якорь 8 притягива­ется к сердечнику 5. Происходит замыкание силовых контактов. Один токоподводящий провод вместе с концом дугогаситель­ной катушки 3 крепят к изолятору 1, а другой вместе с гибким шунтом 7 и нижним дугогасительным рогом 6 - к изолятору 9. Ток проходит от изолятора 1 через катушку 3, верхний дугогасительный рог с неподвижным контактом (внутри дугогасительной камеры 4), подвижной контакт, шунт 7, изолятор 9.

При снятии напряжения с подъемной катушки якорь под дей­ствием собственного веса и отключающей пружины (на вагоне контактор располагают якорем вниз) отходит от сердечника, кон­такты размыкаются.

Дуга, возникающая при этом, вследствие взаимодействия с магнитным потоком, создаваемым катушкой 3, переходит с контактов на рога, растягиваясь по длине. Дальнейшее перемещение дуги приводит к увеличению ее длины и, наконец, к разрыву. Выхлоп дуги происходит через камеру 4.

Контактор имеет блокировочное устройство: неподвижные блок-контакты в виде двух стальных гаек 11, навернутых на шпильки, и подвижной контакт 10 мостикового типа, соединенный с хвостовиком якоря.

Электромагнитный контактор импульсного действия МКИ-150Е (рис. 69) используется во вспомогательной цепи высокого напря­жения и предназначен для переключений в цепях освещения вагонов Е (обозначение на схемах КО). Он отличается от контактора ДБ-928 наличием запирающего устройства (включающей катушки с защелкой), которым удерживается во включенном положении.

Магнитная система контактора МКИ-150Е состоит из Г-образного ярма 3, сердечника 19 и якоря 21. На сердечнике, закреплен­ном на ярме болтом 2, установлена включающая катушка 1. Якорь сбоку имеет специальные вырезы, в которые входят концы упора. Магнитная система контактора закреплена на металлической план­ке 6. Подвижной контакт 13 изолирован от якоря прессованным изолятором 20, к которому он прикреплен шпилькой 16 с контактной пружиной 18. Изолятор крепят к якорю двумя винтами: их ввертывают в запрессованные в изолятор гайки. Подвижной контакт гибким шунтом 22 соединен с зажимом, изолированным от магнит­ной системы (а следовательно, и от включающей катушки) изолятором 24, укрепленным на планке 23 двумя винтами. Неподвижный контакт 12 крепят к держателю 9 болтом 11. Держатель одновремен­но выполняет роль дугогасительного рога.

Контактор снабжен дугогасительным устройством, состоящим из полюсов, камеры 14 и дугогасительной катушки 10, закреплен­ной на планке 7 болтом 8. Держатель неподвижного контакта и дугогасительная катушка установлены на изоляторе 5, который двумя болтами 4 закреплен на общей планке. Дугогасительный рог 17 под­вижного контакта крепится к планке на изоляторе.

В рабочем положении два полюса камеры плотно охватывают сердечник дугогасительной катушки. Верхняя часть камеры опирается на выступ дугогасительного рога, причем головка специаль­ного болта, укрепленного в камере, входит в углубление рога; нижняя часть камеры крепится на дугогасительном роге подвиж­ного контакта специальным болтом 15.

Кроме включающей и дугогасительной катушек, контактор МКИ-150Е имеет выключающую катушку, с помощью которой якорь механически запирается во включенном положении. Это дает возможность во включенном положении контактора снять пита­ние с включающей (подъемной) катушки. Для отключения кон­тактора надо подать кратковременно напряжение на выключающую катушку 27. В результате защелка 25 притягивается к сердеч­нику 26, освобождая якорь контактора.

На вагонах Е электромагнитные контакторы установлены в метал­лических сварных ящиках ЯК-31А и ЯК-4К-3, подвешенных изолиро­ванно к раме кузова. Ящики закрывают съемными кожухами на пет­лях. Провода вводят в ящик через деревянные клицы (зажимы).

Технические данные электромагнитных контакторов следую­щие:

Главные контакты
Тип контактора	КПД-110	КПП-113	КПД-121А	МКИ-150Е	ДБ-928	КПП-110
Раствор, мм	9	13-16	8-10	12,5-16,5	12,5-16,5	10
Провал, мм	4	4,5-5,5	3,5-4,5	5-7	5-7	4
Нажатие, Н (кгс):	2,5 (0,25)	10-15 (1-1,5)	2,5 (0,25)	8-12 (0,8-1,2)	8-12 (0,8-1,2)	2 (0,2)
начальное
конечное	7 (0,7)	22-23 (2,2-2,3)	7-8 (0,7-0,8)	15-25 (1,5-2,5)	12-25 (1,2-2,5)	3,5 (0,35)
Блокировочные контакты
Раствор, мм	4	6	4	5	5	4
Провал, мм	2	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
Нажатие, Н (кгс):	0,6 (0,06)	0,6-1 (0,06-0,l)	0,6 (0,06)	0,2 (0,02)	0,2 (0,02)	0,6 (0,06)
начальное
конечное	0,2 (0,02)	1,2-1,5 (0,12-0,15)	0,2 (0,02)	—	—	1,5 (0,15)

В ящике ЯК-31А на отдельных изоляционных панелях установлены пять контакторов КПП-113 силовой цепи и один контактор КПД-121А цепи управления. В ящике ЯК-4К-3 установлены три контактора вспомогательной цепи высокого напряжения: один МКИ-150Е и два ДБ-928. Контакторы разделены асбестоцементными перегородками, предотвращающими перебросы дуги.

На вагонах Еж3 электромагнитные контакторы установлены в металлических сварных ящиках ЯК-36А и ЯК-37В. В ящике ЯК-36А установлены три электромагнитных контактора вспомогательной цепи типа КПП-110 и панель с диодами и резисторами. Один кон­тактор — импульсный с механической защелкой, используется в цепях освещения, второй — обычного исполнения для включения мотор-компрессора, третий — для включения цепи подзаряда ак­кумуляторной батареи.

В ящике ЯК-37В расположены одна против другой две панели. На одной панели размещены три контактора КПП-113 (обозначе­ние на схеме силовой цепи КСБ1, КСБ2 и TP1). Контакторы КСБ1 и КСБ2 используются для включения ступеней ослабления воз­буждения тяговых двигателей в тормозном режиме, a TP1 — для выведения ступеней реостата в тормозном режиме. Здесь же распо­ложена панель с резисторами ПЭВ и тремя диодами В2. На другой панели расположены пять контакторов. Из них три контактора типа КПП-113 (на схеме обозначены КШ1, КШ2 и ТР2) используются в силовых цепях: первые два — для ослабления возбуждения тяго­вых двигателей в ходовом режиме, третий — для выведения ступе­ней реостата в тормозном режиме. Здесь же расположены два кон­тактора цепей управления типа КПД-110: один — в цепи 1-го по­ездного (Р1-5), другой - в цепи 25-го провода (К25).