МОбщая характеристика и расположение оборудования
Низковольтным считается электрооборудование, работающее при напряжении не выше 250 В относительно «земли» заземленного корпуса электрической машины. Установки с напряжением выше 250 В считаются высоковольтными. Исторически сложилось так, что низковольтное электрооборудование пассажирских вагонов без кондиционирования воздуха работает при напряжении постоянного тока 50 В, а вагонов с кондиционированием воздуха 110 В.
Низковольтное электрооборудование вагона по своему назначению подразделяется на несколько подсистем:
электрические машины (подвагонные генераторы, электрические двигатели постоянного и переменного тока, электромашинные преобразователи тока и напряжения);
аккумуляторные батареи;
приборы регулирования напряжения, коммутации и защиты;
тепловые приборы (электропечи, холодильники, охладители питьевой воды);
устройства сигнализации;
устройства освещения, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Парк пассажирских вагонов постоянно пополняется новыми комфортабельными вагонами, оборудованными установками кондиционирования воздуха, приборами люминесцентного освещения, новыми типами устройств сигнализации и т.п. Условия эксплуатации электрооборудовния в вагонах сложны: вибрации с непрерывно меняющейся нагрузкой, переменные климатические условия. Надежная работа электрооборудования в пути следования во многом зависит не только от тщательной подготовки вагона в рейс в пункте формирования состава, но и от того, насколько проводник вагона хорошо знает назначение всех приборов и умеет правильно ими пользоваться. Выполнение правил эксплуатации электрооборудования способствует предупреждению аварий, повышает культуру обслуживания пассажиров и обеспечивает пожарную безопасность в пассажирских поездах.
Перечень устройств и число потребителей электроэнергии зависят от типа пассажирского вагона. Во всех вагонах установлены устройства отопления, освещения, вентиляции, нагрева и охлаждения воды и т. п. В вагонах с кондиционированием воздуха, кроме того, установлены устройства для охлаждения воздуха. В вагонах-ресторанах электрооборудование используется в технологическом оборудовании кухни холодильниках, водоподогревателях, кофеварках и др. Мощность, приходящаяся на один вагон, составляет: для сети освещения, электробытовых приборов, цепи сигнализации и управления 2,54 кВт; для установки принудительной вентиляции 46 кВт; для установки кондиционирования воздуха 1726 кВт; для электрического отопления более 25 кВт.
t3
От токов короткого замыкания и перегрузок электрооборудование вагона защищается автоматическими выключателями, плавкими предохранителями, тепловыми реле перегрузки, а от повышенного напряжения реле и электронными блоками. Температура нагрева букс контролируется специальной релейной или электронной системой.
В вагонах с кондиционированием воздуха установлены электрические нагреватели и калорифер напряжением 125 В. Для освещения в пассажирских вагонах используют люминесцентные светильники с питанием однофазным током напряжением 220 В частотой 400425 Гц от специального преобразователя. Аварийное и служебное освещение осуществляется лампами накаливания от сети постоянного тока.
Вентиляторы вагона приводятся в действие электродвигателями постоянного тока со ступенчатым регулированием частоты вращения путем изменения силы тока в обмотке возбуждения и напряжения на коллекторе. В кипятильнике установлены электронагревательные элементы, а также предусмотрена возможность сжигания твердого топлива для нагрева воды. В охладителе питьевой воды применяется электродвигатель постоянного тока. В холодильной установке для привода компрессора используется электродвигатель мощностью до 13 кВт напряжением 125 В постоянного тока при автономной системе электроснабжения или встроенный трехфазный асинхронный двигатель при централизованной системе электроснабжения. Для привода вентилятора, охлаждения конденсатора применяется электродвигатель, аналогичный двигателю вентилятора вагона.
t4
t5
В качестве коммутационной аппаратуры в пассажирских вагонах используются аппараты с дистанционным управлением контакторы, переключатели, реле, а с ручным управлением пакетные выключатели, тумблеры, кнопки. В поездах специального назначения, таких как туристические и им подобные, электрооборудование вагонов получает питание от вагона-электростанции по трехфазной магистрали напряжением 380/220 В частотой 50 Гц.
Принимая вагон, проводник обязан тщательно проверить все электрооборудование: осмотреть распределительные щиты, панели автоматики, регуляторы; проверить функционирование потребителей электрической энергии и отсутствие утечек или замыканий тока на корпус вагона; проверить работу вентиляционного агрегата, циркуляционных насосов, агрегатов холодильной установки кондиционирования воздуха, охладителя питьевой воды, электрокипятильника, сети освещения (ламп накаливания и люминесцентных); осмотреть сигнальные хвостовые и посадочные фонари; настольные лампы, софитные светильники; проверить исправность контактных соединений, крепления электрощитов и защитных кожухов. О всех неисправностях в принимаемом вагоне проводник обязан сообщить начальнику поезда (ЛНП) и поездному электромеханику (ПЭМ). Категорически запрещается отправлять в рейс вагон с неисправным электрооборудованием, разряженной аккумуляторной батареей, с неисправным приводом генератора вагона.
Принципиально схемы размещения электрического оборудования в вагонах разных типов различаются мало. Все электрическое оборудование разделяется на внутривагонное и подвагонное.
t9
Расположение электрического оборудования купейных вагонов без кондиционирования воздуха показано на Рисунке 1, с кондиционированием на Рисунке 2. Внутри вагона находятся осветительные приборы, двигатель вентиляционного агрегата, нагревательные элементы кипятильника, электрических печей и воздухоподогревателя, двигатели циркуляционных насосов водяного отопления, аппаратура управления, защиты, контроля и сигнализации.
Рисунок 1 -Схема расположения электрооборудования купейного вагона без кондиционирования воздуха: 1-вызывная кнопка; 2-вентиляционный агрегат; 3-нивостат; 4-электрораспределительный шкаф; 5-питьевая вода -холодильная секция; 6-радио-щит (только на вагонах типа Д/рк); 7-ящик с резисторами; 8-умформер освещения; 9-ящик с батарейными предохранителями и клеммами подсоединения на зарядку; 10-датчик температуры в батарейном ящике; 11-батарейный ящик; 12-хвостовой сигнальный фонарь; 13-аппаратный ящик 3000 В; 14-выпрямитель; 15-термостат помещения; 16-ящик для подключения генератора; 17-генератор; 18-термостат в канале приточного воздуха; 19-кипятильник; 20-циркуляционный насос системы наполнения; 21-датчик температуры в подающем трубопроводе котла (90, 95С); 22-котел отопления; 23-магнитный вентиль
Рисунок 2 - Схема расположения электрооборудования купейного вагона с кондиционированием воздуха: 1-электрический воздухоподогреватель; 2-распределительный шкаф; 3-охладитель питьевой воды; 4, 19 -термостаты соответственно в канале приточного воздуха и в купе; 5-радиощит (только в вагоне с радиокупе); 6-коробка для подсоединения к сети трехфазного тока; 7-преобразователь люминесцентного освещения; 8 -ящик с резисторами (только на вагоне с радиокупе); 9 -ящик преобразователя (только на вагоне с радиокупе); 10, 22 -минусовые предохранители соответственно батарей и генератора; 11 -вентилятор аккумуляторного ящика; 12-аккумуляторная батарея; 13 -электронагреватели водоналивной трубы; 14 -сигнализаторы налива воды; 15 -хвостовые сигнальные фонари; 16 -кнопки вызывной сигнализации; 17 -электродвигатель компрессора; 18 - электромагнитный вентиль; 20 - вентилятор конденсатора; 21 - аппаратный ящик установки кондиционирования воздуха; 23 - электромашинный преобразователь; 24 - высоковольтный аппаратный ящик (3000 В); 25 - электрокипятильник; 26 - датчик температуры в отходящем от котла трубопроводе; 27 - котел отопления; 28 - электромагнитный вентиль воздухоподогревателя; 29 - вентиляционный агрегат
Под вагоном размещены источники электрической энергии, а также все потребители, коммутационная и защитная аппаратура, которые по своим размерам, условиям работы, уровню производимых при работе шумов и условию обеспечения безопасности не могут быть установлены внутри вагона (генераторы, аккумуляторные батареи, обогреватели водоналивных труб, электромашинные преобразователи люминесцентного освещения, двигатели компрессоров и вентиляторов конденсатора установки охлаждения воздуха, высоковольтные контакторы, предохранители и т. п.). Кроме того, под вагоном смонтированы низковольтная магистраль на напряжение 50 В, высоковольтная магистраль на напряжение 3000 В, электрическая магистраль электропневматического тормоза и междувагонные соединения магистралей.