Приборы регулирования, коммутаци и защиты

t27

Элементы регулирования (напряжения генератора, сети освещения, переключения нагрузок с генератора на аккумуляторную батарею и обратно аккумуляторной батарее, управления электроотоплением) выполнены на пассажирских вагонах в виде электронных полупроводниковых приборов- отдельных блоков. Эти приборы, а также приборы коммутаций (реле, контакторы, переключатели, кнопки и выключатели) и защиты (предохранители с плавкой вставкой и автоматические выключатели), реле максимального напряжения РМН, реле пониженного напряжения РПН расположены, как правило, внутри распределительного шкафа в служебном отделении. Исключение составляют реле максимальной температуры воды в котле отопления и реле минимального уровня воды в котле, которые находятся в зоне котла отопления, и высоковольтные контакторы цепей отопления- в высоковольтном подвагонном ящике. Указанное относится к вагонам без кондиционирования воздуха. На вагонах с кондиционированием воздуха часто коммутационная аппаратура находится в подвагонном ящике низковольтного электрооборудования.

Одним из основных узлов системы регулирования является регулятор напряжения генератора РНГ. В процессе движения частота вращения генератора может изменяться от нулевой до максимальной, соответственно изменяется и напряжение генератора, но лишь в определенных пределах, необходимых для обеспечения заряда аккумуляторной батареи и питания всех потребителей вагона. Чрезмерное повышение напряжения генератора сверх установленного недопустимо, так как это ведет к пробою изоляции, выходу из строя аппаратов и в крайнем случае к взрыву и пожару. На большинстве пассажирских вагонов без кондиционирования воздуха установлен полупроводниковый электронный регулятор напряжения генератора.

Конструктивно полупроводниковый регулятор напряжения представляет собой электронный блок в виде монтажных плат, закрытый металлическим кожухом. Он размещается в верхней части распределительного шкафа, установленного в служебном отделении вагона. Регулятор напряжения генератора регулирует выпрямленное напряжение основной обмотки генератора (напряжение на нагрузках) и зарядное напряжение аккумуляторной батареи.

Выпрямленное напряжение генератора (основной обмотки) поддерживается в пределах 47...53 В изменением тока в обмотке возбуждения генератора. Необходимый ток возбуждения генератора, зависящий от тока нагрузки, поддерживается регулятором напряжения генератора.

В состав регулируемой аппаратуры входят также переключающие устройства, которые обеспечивают переключение потребителей с аккумуляторной батареи на подвагонный генератор и обратно при изменении скорости движения вагона и, следовательно, частоты вращения генератора. Во всех системах электрооборудования ЭВ-10.02 переключения осуществляются устройством, сочетающим в себе блок реле частоты и контактор.

Блок реле частоты (БРЧ) - это измерительный элемент частоты. При достижении скорости движения поезда 35...45 км/ч и, следовательно, соответствующей скорости вращения ротора генератора БРЧ срабатывает и замыкающим контактом своего исполнительного реле включает контактор, размыкающим контактом отключает нагрузки от аккумуляторной батареи и замыкающим контактом включает батарею на суммарное напряжение выпрямителей, т.е. на заряд.

Обратный перевод потребителей на питание от батареи происходит при скорости ниже 35...45 км/ч, что обусловлено коэффициентом возврата реле частоты и предохраняет переключающее устройство от звонковой работы.

t29

В состав электронных регулирующих устройств кроме БРЧ входят блок защиты (БЗ), блок реле температуры, блок управления зарядом батареи и блок управления отоплением, установленные в средней части распределительного шкафа на металлическом основании, на котором для всех этих блоков имеются отдельные розетки и «ловители» (штепсели). «Ловители» - это отверстия, в которые входят штыри блоков. Наличие этих «ловителей» облегчает стыковку розеток и штепселей и исключает ошибочную установку блоков не в свое гнездо.

Коммутационная аппаратура - это электрические устройства для включения, отключения и переключения электрических цепей дистанционно и непосредственно на приборе.

По назначению коммутационная аппаратура подразделяется на следующие виды:

t30

- аппаратура, служащая для непосредственного включения, отключения или выключения электрических цепей (переключатели, кнопки, выключатели, рубильники); эти приборы приводит в действие проводник или поездной электромеханик;

- аппаратура, служащая для дистанционного включения, отключения или переключения электрических цепей (контакторы, реле); эти аппараты приводятся в действие при помощи коммутационной аппаратуры непосредственного включения и могут быть установлены на определенном расстоянии от распределительного шкафа.

t31

Коммутационная аппаратура в основном расположена внутри или снаружи распределительного шкафа (снаружи на передней панели) и в подвагонном ящике. Проводник имеет доступ только к передней панели, где имеются соответствующие надписи. При неисправности или отказе любого аппарата коммутационной аппаратуры требуется вызов поездного электромеханика.

Открывать переднюю панель распределительного шкафа и выполнять какой-либо ремонт аппаратуры проводнику без присутствия поездного электромеханика запрещается.

Часто встречающиеся неисправности коммутационной аппаратуры и рекомендации по их устранению приведены в таблице 2. Указанные неисправности устраняются в пункте приписки вагона.

Таблица 2 — Неисправности коммутационной аппаратуры

На всех пассажирских вагонах защита электрооборудования обеспечивается:

- предохранителями с плавкой вставкой от токов короткого замыкания и длительных токовых перегрузок (защита по току);

- автоматическими выключателями от токов короткого замыкания и токовых нагрузок (защита по току);

- специальным полупроводниковым электронным устройством  БЗ от превышения допустимых значений напряжения (защита по напряжению);

- шунтирующим диодом от недопустимого повышения напряжения (защита по напряжению);

- реле максимального и реле пониженного напряжения РМН и РПН от превышения допустимых значений напряжения (защита по напряжению);

- реле тепловое - от перегрева.

t33

Любая электрическая цепь вагона двухпроводная: от источника питания до потребителя (аппарата, узла, прибора) - это плюсовая цепь, от потребителя до источника питания - минусовая. Каждый участок цепи снабжается своим предохранителем с плавкой вставкой, защита по току - двухполюсная. Часть цепей вместо предохранителей однократного действия защищена автоматическими выключателями (автоматами) многократного действия.

Внутри предохранителя расположена плавкая вставка в виде калиброванной проволоки или пластины из легкоплавкого металла, которая расплавляется при прохождении по ней тока, опасного для защищаемой сети. Это значение номинального тока предохранителя указывается на нем и у гнезда предохранителя на панели предохранителей внутри распределительного шкафа. При перегорании предохранителей прекращается работа прибора или аппарата, защищенного этим предохранителем. Сигнализация о срабатывании предохранителей не предусмотрена.

Замена предохранителей низких напряжений должна производиться только при отключенных потребителях, для чего нужно воспользоваться рубильником. Если замененный предохранитель снова перегорает, следует определить неисправность в схеме.

Во время движения поезда определение неисправностей в большинстве случаев невозможно, особенно, если потребитель электропитания расположен под вагоном. Если после замены предохранителя потребитель не работает, следует проверить соответствующий минусовой предохранитель.

Менять предохранители с плавкой вставкой должен только поездной электромеханик. Проводнику этого делать нельзя.

Автоматические выключатели при срабатывании также размыкают электрическую цепь, но в отличие от предохранителя, который после срабатывания требует замены, автоматический выключатель включается или дистанционно, или вручную.

Автоматические выключатели находятся в распределительном шкафу за приборной панелью. Если рычажок выключателя поднят вверх - цепь замкнута, если опущен вниз - цепь разомкнута.

Минусовые и плюсовые автоматические выключатели одной цепи расположены рядом. Если рычажок обоих автоматов опущен вниз, цепь полностью отсоединена от сети. Это можно использовать при определении места замыкания на массу.

Открывать автоматические выключатели нельзя! Если же это необходимо, например при замене, делать это нужно очень осторожно, чтобы не повредить его. Обычно эта операция проводится в пункте приписки.

Блок защиты предотвращает:

- повышение среднего значения напряжения в цепях нагрузки выше (60 - 2) В с длительностью более (0,7 - 0,2) с;

- повышение амплитудного (пикового) значения напряжения в цепях освещения и управления выше (150 - 5) В.

t34

Этот блок обеспечивает:

- отключение генератора при обрыве одной из фаз генератора;

- отключение генератора при перегорании цепи предохранителя аккумуляторной батареи;

- отключение силовых нагрузок при снижении напряжения аккумуляторной батареи ниже (41 - 1) В для предупреждения глубокого разряда и выхода из строя аккумуляторной батареи.

Кроме БЗ защиту от увеличения амплитудного значения напряжения генератора, возникающего при переключении контактором нагрузок с аккумуляторной батареи на генератор и обратно в момент отключения аккумуляторной батареи от сети вагона и при аварийных сбросах нагрузок, осуществляет шунтирующий диод.

Таким образом, БЗ включает в себя реле максимального и пониженного напряжения и осуществляет другие виды защиты систем электроснабжения вагона.

В вагонах раннего выпуска могут быть отдельно смонтированы РМН и РПН.

При срабатывании РПН от аккумуляторной батареи отключаются все потребители, кроме системы сигнализации контроля нагрева букс, хвостовых сигнальных фонарей, аварийного освещения в купе и освещения внутри распределительного шкафа. Обратное включение реле происходит автоматически после заряда аккумуляторной батареи. Ручное повторное включение потребителей до заряда батареи не допускается из-за возможности звонковой работы реле и его повторном отключении.

Для защиты двигателей применяется тепловое реле, которое установлено в задней части распределительного шкафа.

При срабатывании РМН или РПН (аналогично БЗ) горит сигнальная лампа на передней панели распределительного шкафа. Восстанавливать работу РМН можно только один раз.

При повторном срабатывании любой защиты восстанавливать ее можно только после определения причины срабатывания.