отдельные термостаты Т1 и Т2, которые при помощи промежуточных реле ПР2 и ПРЗ включают и выключают контакторы К4 и К5. При этом на электропечи и электрокалорифер подается питание, или они отключаются от сети. Чтобы не допустить включения электрокалорифера Ж при неработающем вентиляторе (это привело бы к перегоранию электрокалорифера), в цепь катушки контактора К5 введены замыкающие контакты реле ПР1. Катушка этого реле присоединена параллельно якорю электродвигателя вентилятора ДВ. Поэтому, если двигатель ДВ не вращается (в результате неисправности или отключения контактора КЗ) и в обмотке его якоря не индуктируется ЭДС, ток в катушке реле ПР1 будет недостаточным для срабатывания реле, и его контакты в цепи катушки контактора К5 останутся разомкнутыми. Следовательно, электрокалорифер не сможет быть присоединен к питающей сети.

Для предотвращения одновременной работы устройств охлаждения и отопления вагона в цепи питания катушек контакторов К4 и К5 введены замыкающиеся контакты контактора К2 (или контакты промежуточного реле, управляемого этим контактором), подключающего к сети двигатель компрессора ДК. Следовательно, при подключении к сети электродвигателя компрессора ДК контакторы К4 и Кб не могут быть включены. Чтобы не вызывать недопустимой перегрузки источников электроэнергии, система управления электронагревательными приборами выполнена так, что они могут быть подключены к вагонной сети только при работающем генераторе (при движении поезда или на стоянках, когда двигатель электромашинного преобразователя присоединен к стационарной электросети). От аккумуляторной батареи система электрического отопления не работает. Это достигается включением в цепь катушек контакторов К4 и К5 замыкающихся контактов контактора Кг, подключающего генератор к вагонной сети (или контактов промежуточного реле, управляемого этим контактором). Сигнализация 4 о состоянии электрических печей и электрокалорифера осуществляется сигнальными лампочками Л1 и Л2, включенными параллельно этим приборам.

5.4. Электрическое отопление при централизованной системе электроснабжения

Система отопления с электрическими печами и калорифером. В пас-

сажирских вагонах с высоковольтной системой электроотопления применяется

87

комбинированное конвекционно-калориферное отопление. В вагоне устанавливается несколько групп электрических печей мощностью по 500 или 1000 Вт каждая и электрокалорифер, состоящий из нескольких секций, мощностью 19–22 кВт. Общая мощность электронагревательных устройств вагона составляет 46–48 кВт. Электропечи расположены вдоль боковых стен вагона, а электрокалорифер – перед воздушным каналом за вентилятором, подающим воздух внутрь вагона. Электрические печи ЭП объединены в несколько групп, каждая из которых управляется собственным контактором Д7, К2 и КЗ и защищена отдельным плавким предохранителем. Группа состоит из нескольких ветвей, имеющих по четыре последовательно соединенных электропечи. Этим обеспечивается возможность подключения их к высоковольтной (3000 В) питающей сети вагона. Чтобы поддерживалось равномерное распределение температуры в вагоне при выходе из строя одной из групп электропечей (перегорании группового предохранителя), их стремятся расположить вдоль вагона так, чтобы зоны действия электропечей, включенных в разные группы, по возможности перекрывались.

Электрокалориферы также разделены на несколько секций ЭК1 и ЭК2, которые управляются собственными контакторами К4, К5 и защищены отдельными плавкими предохранителями. Этим облегчаются условия регулирования температуры воздуха, поступающего в вагон. Все электроотопительные устройства защищены, кроме того, общим высоковольтным предохранителем, установленным в фидере, отходящем от подвагонной электромагистрали ПМ. Общий переключатель КГ подключает систему отопления к электромагистрали ПМ, а в выключенном состоянии – на корпус вагона, чтобы снять высокий потенциал, возникающий в результате наличия определенной емкости между электромагистралью и металлическим корпусом вагона.

Электрическая печь состоит из трех электронагревательных элементов, соединенных последовательно и смонтированных в металлическом корпусе на высоковольтных изоляторах. Корпус закрыт кожухом, в котором имеются жалюзи для улучшения теплообмена. Для обеспечения электробезопасности корпус каждой печи заземлен (соединен с кузовом вагона). Снаружи электропечь закрывается декоративным металлическим щитом. При закрытом щите и кожухе пассажиры надежно ограждены от соприкосновения с токоведущими частями электропечи. Нагревательный элемент печи выполнен в виде металлической трубки, внутри смонтирована проволочная спираль 5, окруженная кварце-

88

вым наполнителем. В электропечах мощностью 500 Вт мощность спирали составляет 167 Вт, сопротивление 375 Ом, номинальное напряжение 250 В.

Электрокалорифер представляет собой теплообменный аппарат, в котором тепло, выделяющееся в нагревательных элементах, передается воздуху, продуваемому через него вентилятором. Наиболее распространены двухсекционные электрокалориферы, у которых одна из секций имеет примерно вдвое большую мощность, чем другая. Так, например, на межобластных вагонах мощность секций электрокалорифера составляет 14,7 и 7,3 кВт. Наружный воздух, подаваемый вентилятором по каналу с некоторой начальной температурой tlt, при прохождении между нагретыми электронагревательными секциями калориферов приобретает соответственно температуру t2 и ta. Включение одной или двух секций электрокалорифера и изменение производительности вентилятора позволяют осуществить быстрое и плавное изменение температуры воздуха, подаваемого в вагон, и поддерживать внутри него заданный температурный режим. Электронагреватели в калорифере имеют такую же конструкцию, как и в электропечах; каждая ветвь состоит из нескольких последовательно соединенных электронагревателей.

Система высоковольтного электрического отопления может работать в нескольких режимах, которые устанавливают вручную с помощью специальных режимных переключателей в зависимости от населенности вагона и температуры окружающей среды. При этих режимах отопление может осуществляться одними электропечами, электропечами и электрокалорифером или одним электрокалорифером. Автоматическое регулирование температуры внутри вагона осуществляется таким же способом, как и в вагонах с автономной системой электроснабжения с помощью термостатов, которые подают сигналы на включение и выключение отдельных групп электропечей первой или второй секции электрокалорифера и изменяют производительность (частоту вращения) вентилятора. В целях экономии электроэнергии, когда вагон в отстое, САР устанавливает в нем пониженную температуру, равную 8 °С, но не ниже, иначе замерзнет система водоснабжения. В купе проводников ручным включением электропечей поддерживают нормальную температуру (18–22 °С).

Система отопления с электрическим нагревом водяного котла. Для того чтобы использовать существующую систему водяного отопления пассажирских вагонов при централизованном электроснабжении, на вагонах вместо обычных котлов с угольной топкой устанавливают комбинированный электроугольный

89

котел. При такой системе разводка труб в вагоне, циркуляционный водяной насос и контрольно-измерительные приборы системы отопления не изменяются.

Котел с электроугольным отоплением имеет обычную угольную топку – 24 трубчатых высоковольтных нагревательных элемента мощностью 2 кВт каждый (ранее выпускались котлы с 30 элементами мощностью 1,6 кВт. Н агревательные элементы расположены в водяной рубашке котла и установлены на опорном фланце. Они уплотняются резиновыми прокладками и закрываются защитным кожухом,на котором установлена защитная блокировка, отключающая высокое напряжение от нагревательных элементов при демонтаже кожуха. Высоковольтные провода для питания нагревательных элементов подводятся к котлу через изоляторы. Корпус каждого элемента и весь котел в целом заземлены.

Высоковольтный электронагревательный элемент выполнен в виде проволочной спирали, навитой на керамический стержень. Концы спирали присоединены к выводным зажимам. Снаружи проволочная спираль закрыта стальным кожухом с изоляцией в виде графитового порошка и кварцевого кожуха. С торца спираль закрыта фланцем с резиновым уплотнительным кольцом. При отвертывании болтов на фланце керамический стержень вместе со спиралью легко вынимается из металлического корпуса. Пространство внутри кварцевого кожуха сообщается с атмосферой через отверстие, вследствие чего предотвращается возможность недопустимого повышения давления внутри кожуха при коротком замыкании спирали. Образующийся внутри кожуха конденсат испаряется при нагреве спирали.

Расчетное напряжение нагревательного элемента 500 В, однако практически он может длительно работать при напряжении до 670 В. Сопротивление каждого элемента 118 Ом; длина 960 мм, срок службы не менее 10 000 ч при номинальном напряжении (не менее четырех лет).

Все 24 нагревательных элемента ЭН общей мощностью 48 кВт разделены на две параллельные группы, каждая из которых, в свою очередь, подразделяется на две параллельные подгруппы. Сопротивление группы составляет 354±7,5 Ом, а каждой подгруппы 708 ± 15 Ом. Группы могут включаться с распределительного щита в служебном отделении. Каждая группа нагревательных элементов защищена своим предохранителем и управляется своим высоковольтным электромагнитным контактором К1 и К2 с дугогасительными камерами и катушками, получающими питание от аккумуляторной батареи вагона напряжением 50 В.

90

Предохранители и контакторы смонтированы в подвагонном высоковольтном ящике. С левой стороны ящика расположены ножи / блокировочного устройства. Высоковольтный нож играет роль главного разъединителя ГР, отключающего высоковольтную сеть отопления вагона со всей аппаратурой от электромагистрали и замыкающего ее на землю для снятия высокого потенциала, который она может получить в результате наличия определенной емкости между этой сетью и землей. Внутри подвагонного ящика установлены: главный предохранитель на ток 25А, два групповых предохранителя на ток 10А, высоковольтный предохранительв цепи сигнализации высокого напряжения на ток ЗА.

Крышка ящика открывается снаружи и для обеспечения электробезопасности снабжена замком для блокировочного высоковольтного ключа. Этот ключ находится у машиниста локомотива и выдается бригадиру-механику поезда только при опущенном токоприемнике или при разъединенном составе.

Для защиты котла от перегрева в системе циркуляции воды установлен предохранительный термостат, который при повышении температуры воды свыше 95 °С отключает электронагреватели от питающей сети. При снижении уровня воды в котле ниже допустимого датчик уровня выключает нагреватели. При работе котла в режиме электрического отопления температура воды в нем поддерживается двумя термостатами, отрегулированными на температуру 60 и 90 °С. Автоматическое регулирование температуры в вагоне осуществляется термостатами в зависимости от температуры воздуха внутри и снаружи вагона так же, как и при автономном электроснабжении. Они регулируют интенсивность работы системы отопления и вентиляции.

В системах водяного отопления на головки наливных и сливных труб устанавливают электронагреватели. Эти нагреватели разогревают лед, образующийся в головках, обеспечивая нормальное водоснабжение вагона в пунктах заправки. В зависимости от типа вагона и года его постройки электронагреватели имеют различную конструкцию, мощность и разные схемы включения. Они выполнены в виде проволочной спирали, размещаемой вокруг сливных и наливных труб около соединительной головки. Проволочная спираль заключена в корпус, заполненный теплоизолирующим материалом. Питание к электронагревателю подводится по проводам, проходящим через штуцер. Электронагреватель вставляется через сквозное отверстие в полу кузова вагона. Для защиты электронагревателя от повреждений предусмотрен кожух.

91