Устройство и ремонт быстродействующего выключателя БВП-5

Устройство и ремонт быстродействующего выключателя БВП-5

Электровоз — локомотив, приводимый в движение находящимися на нем тяговыми электродвигателями, которые получают электроэнергию от стационарного источника — энергосистемы через тяговые подстанции и тяговую сеть от контактного провода либо от собственных тяговых аккумуляторных батарей. Выпускаются также комбинированные контактно-аккумуляторные электровозы, которые могут работать как от контактной сети, так и от аккумуляторной батареи. Подавляющее большинство находящихся в эксплуатации электровозов магистральных ж. д. являются неавтономными, т. е. не могут работать без контактной сети. На путях промышленных предприятий часто используются автономные электровозы, не зависящие от контактной сети. Для обеспечения маневровых работ наиболее подходящими являются контактно-аккумуляторные электровозы, которые используются также широко для обслуживания горных выработок, где прокладка контактного провода затруднена или невозможна. Таким образом, эксплуатируемые электровозы могут быть классифицированы по назначению, степени автономности, роду тока в тяговой сети; в зависимости от области использования и конструкции имеют ряд различных направлений.

Первые электровозы появились на ж.-д. транспорте в конце 19 в. как локомотивы, альтернативные паровозам. Развитие электротехники позволило создать мощные электродвигатели постоянного тока и двигатели переменного трехфазного тока. Были решены также проблемы генерирования электроэнергии и ее передачи по контактной сети. Идея реализации электрического локомотива с автономным или неавтономным питанием была высказана в первой половине 19 в., но первые практические результаты были получены в 1880 г. В России инженер Ф. А. Пироцкий установил электрический двигатель на пассажирском вагоне и провел первые опыты; в 1880 г. в Санкт-Петербурге был проложен для электровагона рельсовый путь. В том же году Э. В. Сименс в Германии и Т. А. Эдисон в США предложили свои конструкции. Новые локомотивы смогли заменить паровую тягу в специфических условиях эксплуатации ж. д.- в длинных тоннелях и на горных (перевальных) участках с большими уклонами. При этом проявились главные преимущества электровоза — отсутствие выбросов отработанных газов, возможность увеличения силы тяги путем форсировки тяговых электродвигателей на руководящем уклоне, реализация идеи рекуперативного торможения с возвратом энергии в тяговую сеть. Впоследствии область рационального применения электровозов существенно расширилась: их стали использовать и на равнинных участках с интенсивным движением поездов, где решающее значение имел высокий кпд самого электровоза (до 88−91%) и всей системы электрической тяги (до 30% при питании преимущественно от тепловых электростанций и до 50−60% при питании от гидроэлектростанций).

Первые электровозы на российских ж. д. появились в 1929;1930 гг. в связи с электрификацией Сурамского перевала на Закавказской железной дороге (линия Баку-Батуми). На линии эксплуатировались закупленные в Италии, США, и Германии 6-осные электровозы постоянного тока 3 кВ, получившие обозначение С (с индексом, соответствующим стране-изготовителю). В России было налажено производство электровозов на Коломенском заводе совместно с московским заводом «Динамо», который начал выпускать тяговые электродвигатели и электрооборудование. В 1932 г. был выпущен первый отечественный грузовой электровоз сети Сс, впоследствии — ВЛ19 (цифра 19 указывает осевую нагрузку в т на рельсы). Этот принцип сохранялся в обозначениях электровозов ВЛ22 и ВЛ23, позже перешли к указанию числа осей (постоянного тока ВЛ8), а затем добавили букву «О», которая обозначала род тока (электровозы, работающие на однофазном токе), соответственно 6-осные и 8-осные локомотивы ВЛ60, ВЛ80 (позднее буква трансформировалась в ноль).

Электровозы, имеющие обозначение ВЛ, были предназначены для грузового движения, хотя довольно часто используются и для тяги пассажирских поездов. Конструктивная скорость электровозов ВЛ обычно не превышает 110 км/ч. В 70-е гг. был реализован переход на более мощные 12-осные электровозы на базе двух 6-осных секций, в каждой из которых кузов опирался на три 2-осные тележки (постоянного тока ВЛ15 и переменного тока ВЛ85, ВЛ86). Однако одновременно получила распространение и концепция более гибкого типажного решения, когда выпускались 4-осные секции, из которых можно было формировать тяговые единицы из 2−4 секций (постоянного тока ВЛ11М, переменного тока ВЛ80С). По мере расширения электрификации ж. д. наряду с грузовыми электровозами начался выпуск скоростных электровозов, параметры которых были приспособлены для тяги пассажирских поездов. Первый пассажирский электровоз, получивший наименование ПБ (Политбюро), был выпущен Коломенским заводом в 1934 г. Электровоз имел 6 осей, групповой привод колесных пар. Небольшие партии грузовых электровозов ВЛ19, ВЛ22, ВЛ60 выпускались с измененным передаточным отношением от тяговых двигателей на колесные пары, что позволяло использовать их в пассажирских сообщениях (с дополнительной буквой П, например ВЛ60П).

В начале 90-х гг. произошло значительное снижение перевозочной работы, вследствие чего потребность в сверхмощных электровозах сократилась, имевшийся парк электровозов стал вполне достаточным для выполнения перевозок; выпуск новых электровозов сократился. Электровоз ВЛ85, имевший наиболее отработанную конструкцию, начали выпускать в односекционном исполнении (ВЛ65). Для возможности использования электровоза в пассажирском сообщении было применено опорно-рамное подвешивание тяговых двигателей, в результате чего конструктивная скорость повысилась до 140 км/ч. Было предусмотрено электрическое отопление пассажирского поезда от электровоза. Такой электровоз фактически относится к классу универсальных — грузопассажирских.

Основу эксплуатируемого парка пассажирских локомотивов составляют 6-осные электровозы ЧС2 и ЧС2Т постоянного тока, электровозы ЧС4 и ЧС4Т переменного тока, а также 8-осные электровозы ЧС6, ЧС7 и ЧС200 постоянного тока и с такой же ходовой частью электровозы ЧС8 переменного тока. С середины 90-х гг. на магистральных ж. д. эксплуатируются скоростные пассажирские электровозы (1994 г.), 8-осные односекционные электровозы ЭП200, конструктивную скорость которых предполагалось довести до 250 км/ч, и упрощенная модификация такого электровоза на конструктивную скорость 160 км/ч. В 2001 г. в связи с развитием скоростного движения выпуск электровозов на максимальные скорости 200−250 км/ч увеличился. Основные пассажиропотоки в высокоскоростном пассажирском сообщении реализованы моторвагонными электропоездами. В сер. 90-х гг. были изменены обозначения новых электровозов: в обозначение грузовых электровозов ввели букву Э (например, Э1, Э2, ЭЗ и т. д.), а для пассажирских и универсальных — буквы ЭП, в частности электровоз ВЛ65 получил обозначение ЭП1, электровоз, выполненный на базе его механической части, с возможностью питания от сети как постоянного, так и переменного тока, ЭП10.

Цель работы Заданием на письменную экзаменационную работу было предложено изучить назначение, конструкцию и принцип работы быстродействующего выключателя силовых цепей БВП-5, установленного на электровозе ВЛ-10. Я также должен детально описать технологию ремонта быстродействующего выключателя, его основные неисправности, разборку, ремонт основных узлов, сборку и испытание, инструмент и оборудование, применяемое при ремонте этого электрического аппарата.

Очень важное значение имеет соблюдение правил техники безопасности, которые я также должен отразить в своей письменной работе.

Теоретическую работу я должен увязать с производственной практикой, ознакомиться, как выполняется ремонт быстродействующего выключателя БВП-5, и научиться самостоятельно выполнять технологические операции, соответствующие квалификации слесаря 3 разряда.

1. Назначение, устройство и работа БВП-5

1.1 Назначение БВП-5

Электрическое оборудование электровозов рассчитано на работу при определенных условиях (напряжении, режимах, нагрузки и т. д.). При этих условиях обеспечивается их надежная работа с поездами. Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии выполняют необходимые осмотры и ремонты и ухаживают за ним в эксплуатации. Но даже при соблюдении всех этих условий в электрооборудовании могут появиться такие опасные режимы, которые, если их не устранить, приведут к повреждению оборудования. Наиболее опасными являются возникновения коротких замыканий в цепях, перенапряжения, перегрузки тяговых двигателей и вспомогательных машин.

При возникновении короткого замыкания по цепи протекает ток, в несколько раз превышающий допустимую величину. Если цепь своевременно не будет отключена, то машины или аппараты будут выведены из строя. Для разрыва силовых цепей тяговых двигателей электровоза при коротких замыканиях применяют быстродействующие выключатели. В том случае, когда возникает неполное короткое замыкание и ток не достигает уставки быстродействующего выключателя, срабатывает дифференциальное реле, воздействующее на быстродействующий выключатель, который и разрывает электрическую цепь.

В отличие от обычных автоматических выключателей быстродействующие выключатели очень быстро разрывают цепь при коротком замыкании, практически до достижения током установившегося значения.

При возникновении короткого замыкания в цепи, содержащей индуктивность (обмотки тяговых двигателей), ток I (рис. 1) возникает не мгновенно, а нарастает в течение некоторого времени — обычно долей секунды. Время t₁ или t'₁ требуется для достижения тока уставки, при котором автомат или быстродействующий выключатель начнет отключаться. Это время не зависит от аппарата, а определяется индуктивностью цепи.

Время t₂ или t'₂ от достижения тока уставки до момента расхождения контактов называется собственным временем срабатывания выключателя. Это время зависит от конструкции выключателя. У обычного автомата это время t'₂ составляет сотые доли секунды, а у быстродействующего выключателя t₂ = 0,0015 — 0,003 с, т. е. значительно меньше, чем у автомата. В течение времени t₃ или t'₃ гасится дуга. Это время зависит от тока к. з. и мощности дугогасительной системы выключателя.

Общее время отключения тока у обычного автомата равно 0,25—0,5 с, а быстродействующего выключателя 0,01—0,05 с, т. е. в 10—25 раз меньше. За счет этого быстродействующий выключатель разрывает ток раньше, чем он достигнет установившегося значения. В этом случае облегчаются разрыв цепи и гашение дуги.

1.2 Принцип действия БВП-5

Быстродействующий выключатель БВП-5 состоит из следующих основных узлов: корпуса, контактного устройства, включающего механизма, электромагнитного удерживающего устройства, дугогасительной системы и механизма блокировок. Общий вид выключателя (без дугогасительной камеры) показан на рисунке 1.

Рисунок 1 — Общий вид быстродействующего выключателя Принцип работы поясняется схемой, изображенной на рисунке 2. Неподвижный контакт 16 через дугогасительную катушку 17 соединен с цепью токоприемника. Подвижной контакт 15, укрепленный на контактном рычаге 14, соединен с цепью тяговых двигателей. Это соединение осуществлено следующим образом: рычаг 14 через гибкий шунт 3 связан с шиной, соединенной с параллельно включенными размагничивающими витками сердечника 19 и индуктивным шунтом 2. Рычаг 14 шарнирно связан со стальным якорем 13, который скреплен с якорным рычагом 12. Система якорного и контактного рычагов под действием двух выключающих пружин 11 находится в выключенном положении.

Рисунок 2 — Схема работы БВП-5

На магнитопроводе 18 находится удерживающая катушка 1. Во включенном положении быстродействующего выключателя магнитный поток, наведенный этой катушкой (на рисунке этот поток показан сплошными линиями со стрелками), держит якорь 13 в притянутом положении, противодействуя пружинам 11. Если выключить удерживающую катушку, то магнитный поток в магнитопроводе 18 будет уменьшаться и под действием пружин 11 подвижная система с контактом 15 перейдет в отключенное состояние. Следовательно, якорь удерживается в притянутом положении за счет электромагнитных сил удерживающей катушки. Через сердечник 19 замыкается часть магнитного потока, наводимого удерживающей катушкой. Размагничивающий виток включен в силовую цепь тяговых двигателей. Под действием тока силовой цепи размагничивающий виток наводит свой магнитный поток, замыкаемый с правой стороны через магнитопровод 18 и с левой стороны через якорь 13 (на рисунке этот поток показан штриховыми линиями). В правой части этот поток совпадает с магнитным потоком удерживающей катушки, а в зоне якоря направлен встречно и ослабляет его, размагничивая систему.

При коротком замыкании в силовой цепи ток увеличивается, магнитный поток, наводимый размагничивающим витком, возрастает, размагничивая, еще больше систему в зоне якоря. Магнитопровод в зоне якоря, якорь и сердечник размагничивающего витка шихтованные, они набраны из листов электротехнической стали для резкого снижения, времени изменения магнитного потока, от которого зависит время срабатывания быстродействующего выключателя. Остальная часть магнитопровода — сплошной стальной сердечник, в котором из-за задерживающего действия вихревых токов магнитный поток изменяется медленнее. Если магнитный поток в зоне якоря уменьшается настолько, что сила выключающих пружин 11 окажется больше магнитных сил, то якорь 13 будет оторван от магнитопровода 18, рычаги 12 и 14 повернутся против часовой стрелки и контакты 15 и 16 разорвут электрическую цепь.

Быстродействующий выключатель срабатывает за ничтожное время из-за резкого уменьшения магнитного потока в зоне якоря, применения сильных выключающих пружин, отсутствия промежуточных звеньев между электромагнитной системой и контактами и малой массы подвижных деталей.

Ускорению срабатывания способствует также индуктивный шунт 2, обладающий большой индуктивностью и малым омическим сопротивлением. Его включают параллельно размагничивающему витку. Когда по силовой цепи идет неизменный по значению ток, он разветвляется обратно пропорционально омическим сопротивлениям цепей. При возникновении короткого замыкания ток в цепи быстро увеличивается и наводит в размагничивающем витке и в шине индуктивного шунта э. д. с. самоиндукции, значение которой зависит от индуктивности цепи и степени изменения тока.

Так как индуктивный шунт обладает значительно большей индуктивностью, чем размагничивающий виток, в нем наводится большая э. д. с. самоиндукции, препятствуя прохождению тока. Через размагничивающий виток пройдет большая часть тока, вызывая ускоренное размагничивание магнитопровода в зоне якоря. При этом быстродействующий выключатель начнет раньше выключаться, уменьшая общее время разрыва цепи.

Быстродействующий выключатель БВП-5 автоматически за короткое время срабатывает при коротком замыкании только при определенном направлении тока — из контактной сети к пусковым резисторам и тяговым двигателям.

Если электровоз работает в режиме рекуперативного торможения, а тяговые двигатели — в генераторном режиме, то при коротком замыкании в контактной сети ток пойдет от тяговых двигателей к токоприемнику. В размагничивающем витке он создает поток, который в зоне якоря будет усиливать магнитный поток удерживающей катушки, и отрыва якоря не произойдет. Быстродействующий выключатель в этом случае не сработает. Поэтому его называют поляризованным, т. е. аппаратом, реагирующим на ток только определенной полярности.

Выключатель отключается также при разрыве цепи удерживающей катушки блокировочными контактами реле, включенными в ее цепь. Однако при этом время срабатывания из-за медленного уменьшения магнитного потока в сплошном (нешихтованном) магнитопроводе значительно возрастает по сравнению с автоматическим отключением под действием тока размагничивающего витка. Магнитный поток удерживающей катушки при нормальных условиях работы способен удержать якорь в притянутом положении, но не может притянуть его при включении быстродействующего выключателя из-за большого воздушного зазора. Для включения аппарата служит электропневматический механизм включения, состоящий из воздушного цилиндра 8 с поршнем 7 электромагнитного вентиля 6, соединенного с цилиндром шлангом 5, включающего рычага 9 с роликом 10 и оттяжными пружинами 4.

Этапы включения. При отключенном состоянии поршень 13, а следовательно, и ролик 3 под действием пружин 12 занимают крайнее левое положение (рис. 3, а).

Включение быстродействующего выключателя начинают с подачи напряжения на удерживающую катушку 9 для создания магнитного потока в магнитопроводе 8. Это делают нажатием соответствующей кнопки. Затем нажатием второй кнопки возбуждают электромагнитный вентиль, через который сжатый воздух поступает в цилиндр 1. Поршень 13 начинает перемещаться вправо. Вместе с ним перемещается вправо ролик 3, так как рычаг 2 поворачивается по часовой стрелке, преодолевая действие пружин 12. Ролик 3 нажимает на контактный рычаг 5 и поворачивает его относительно точки, А против часовой стрелки до упора нижним концом в якорный рычаг 10 (рис. 3, б). При дальнейшем движении поршня 13 и ролика 3 якорный и контактный рычаги поворачиваются относительно точки В, преодолевая действие пружин 4 до упора якоря 10.

В этом положении силовые контакты 6 и 7 еще не замкнулись, но якорь удерживается магнитным потоком удерживающей катушки. После отпускания кнопки и прекращения питания вентиля, через который подавался сжатый воздух в цилиндр 1, этот воздух из цилиндра выходит, а включающий рычаг 2 вместе с поршнем 13 и роликом 3 смещается влево, освобождая контактный рычаг 5, который под действием отключающих пружин 4 поворачивается относительно точки, А по часовой стрелке до замыкания контактов 6 и 7 (рис. 3, г). Следовательно, выключающие пружины 4 одновременно являются и контактными пружинами, создающими нажатие подвижного контакта на неподвижный.

Рисунок 3 — Этапы включения БВП-5

Из процесса включения видно, что замыкание контактов быстродействующего выключателя происходит после выключения привода. Это делают для того, чтобы обеспечить срабатывание быстродействующего выключателя даже в том случае, когда он будет включен на короткое замыкание. Без такой связи между контактным и якорным рычагами быстродействующий выключатель включился бы при нажатии кнопки, подающей питание на вентиль, и в случае короткого замыкания в цепи он не мог бы отключиться до тех пор, пока не будет отпущена кнопка, ибо привод удерживал бы контакты в замкнутом положении.

1.3 Устройство БВП-5

Все части быстродействующего выключателя укреплены на двух отлитых из алюминия боковых рамах 5 (рис. 4), которые опираются на изолированные миканитом стержни 6, укрепленные на уголках 7. Между рамами находится магнитопровод 4 с удерживающей катушкой 3. Якорный рычаг 1, шарнирно связанный с ним контактный рычаг 20, отключающие пружины 17 и оттяжные пружины 15 также находятся между рамами. Натяжение отключающих пружин регулируют болтом 16, который затем пломбируют, чтобы в эксплуатации не изменили их регулировку, влияющую на время отключения быстродействующего выключателя.

Рисунок 4 — Устройство быстродействующего выключателя БВП-5

К нижней части контактного рычага крепят гибкие шунты 10, соединенные с шиной 9, идущей к размагничивающим виткам 2 и параллельно ему к индуктивному шунту 8. Размагничивающие витки представляют собой два витка медной шины, намотанных вокруг сердечника, входящего в зазор магнитопровода. Индуктивный шунт состоит из медной шины, на которую через изолирующую прокладку насажен пакет стальных листов, создающих большое индуктивное сопротивление цепи.

Вторые концы размагничивающих витков и индуктивного шунта подведены к выводной шине, к которой присоединяют провода, идущие в цепь тяговых двигателей. Подвижные части вместе с рамой и системой включения связаны с подвижным контактом и при включенном положении находятся под высоким напряжением. Электромагнитный вентиль и система блокировок 12 включаются под напряжение цепей управления, и на них не должно попадать высокое напряжение. Поэтому вентиль укрепляют на заземленные угольники, а с цилиндром 11, находящимся под высоким напряжением, его соединяют через гибкий изолированный шланг 13. Панель блокировок 12 также крепят к заземленным угольникам. На подвижные контакты блокировок мостикового типа, срабатывающих при включении быстродействующего выключателя, воздействует контактный рычаг через тягу 19, двуплечий рычаг 18 и изоляционную тягу 14.

На рамах сверху укреплена гетинаксовая плита 21, к которой крепят дугогасительную систему, состоящую из магнитопровода 22 с дугогасительными катушками 23 и веерообразными полюсами 24 дугогасительной камеры 25. На рис. 5 дугогасительная камера показана с противоположной стороны. Она состоит из асбестоцементных стенок 4, к которым приклеены асбестоцементные перегородки 2, расходящиеся лучами и образующие при сборке камеры лабиринт. В зоне контактов камера сужена, а к верхней части расширяется. Для ускорения прохождения дуги входную щель делают уже за счет асбестоцементной вставки 5. Дуга горит между дугогасительными рогами 7, из которых один соединен с неподвижным контактом, а второй со стальным шарниром 6 и через него с подвижным контактом. По мере удаления от контактов дуга растягивается, удлиняется и гаснет.

Рисунок 5 — Дугогасительная камера

В верхней части камеры установлены деионные решетки 1, представляющие собой набор стальных пластин на изолированной гребенке.

Деионные решетки служат для охлаждения и деионизации газов и предотвращения выброса плазмы из камеры. При разрыве больших токов дуга дойдет до деионных решеток, разобьется на ряд коротких дуг, охладится о стальные пластины и погаснет. Деионные решетки предохраняются от выпадания держателем 3 из стеклопластика.

С торцов камера закрыта асбестоцементными планками 9. При установке камеры контакты, имеющие толщину 33 мм, оказываются под вставкой 5 в. непосредственной близости от дугогасительных рогов на которые дуга переходит с контактов. Для осмотра контактор дугогасительная камера может быть наклонена поворотом на. шарнире 6. Для поворота необходимо ослабить крепление камеры, состоящее из планки с винтом и барашком, который захватывает камеру за выступ 8.

Регулирование тока уставки. Быстродействующий выключатель регулируют на ток уставки при токе в удерживающей катушке, равном 1,18 А, и прилегании якоря к полюсам магнитопровода по площади не менее 75%. Площадь прилегания проверяют отпечатком на бумаге. Если она оказалась недостаточной, то якорь пришабривают.

Вначале при замкнутых контактах регулируют их нажатие изменением натяжения выключающих пружин регулировочным болтом и устанавливают нажатие не менее 22 кгс. В этом положении регулировочный болт пломбируют. Затем силовую цепь выключателя подключают к многоамперному низковольтному (6—-12 В) агрегату и изменением положения трех регулировочных винтов 1, 4 и 6 на магнитопроводе удерживающей катушки добиваются отключения при нужном токе (токе уставки).

Рисунок 6 — Регулирование тока уставки При вывернутых винтах сечение магнитопровода за счет отверстий меньше, чем при завернутых винтах, следовательно, и магнитный поток Ф₁ удерживающей катушки будет также меньше. Этот поток в зоне якоря может быть размагничен меньшим потоком Ф₂, а следовательно, и током размагничивающих витков, т. е. отключение наступит при меньшем токе в силовой цепи. Таким образом, вывертывание регулировочных винтов приводит к меньшим токам срабатывания. Для увеличения тока винты ввертывают в тело магнитопровода. Около винтов установлена пластина 5 с делениями в амперах. Деление против уровня головной части винта ориентировочно указывает на ток уставки, После регулирования тока уставки в шлицы регулировочных винтов вставляет фиксирующие планки 2 и 3 и пломбируют.

1.4 Технические данные БВП-5

Номинальное напряжение …3 000 В Ток уставки …3100 + 10 — 50 А Номинальное давление воздуха в цилиндре …5 кгс/см²

Собственное время срабатывания …0,0015 — 0,003 с Напряжение блокировочных контактов … 50 В Разрыв силовых контактов …35−40 мм Нажатие силовых контактов, не менее …22 кгс Разрыв блокировочных контактов …15 мм Нажатие блокировочных контактов …0,18−0,25 кгс Площадь поверхности прилегания рычага якоря к полюсу, не менее … 75%

Масса …228 кг

2. Технология ремонта БВП-5

2.1 Система технического обслуживания и ремонта электровозов

Для поддержания электровозов в работоспособном состоянии и обеспечения надежной и безопасной их эксплуатации существует система технического обслуживания и ремонта электроподвижного состава. Она введена приказом МПС России от 30 декабря 1999 г. N ЦТ-725 и положением № 3р от 17.01.2005 г.

Предусматривается проведение следующих видов технического обслуживания и текущего ремонта электровозов постоянного тока серий ВЛ:

— технические обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3 для предупреждения появления неисправностей, поддержания электровозов в работоспособном и надлежащем санитарно-гигиеническом состоянии, обеспечения бесперебойной, безаварийной работы и пожарной безопасности. Техническое обслуживание ТО-3 может быть упразднено начальником железной дороги по согласованию с Департаментом локомотивного хозяйства МПС России;

— техническое обслуживание ТО-4 для обточки бандажей колесных пар без выкатки их из-под электровоза при достижении оптимальных для данного участка эксплуатации или предельных величин проката и толщины гребней бандажей;

— техническое обслуживание ТО-5, выполняемое:

в процессе подготовки электровоза для постановки в запас МПС России и длительного содержания в резерве железной дорогиТО-5а;

в процессе подготовки электровоза к отправке в недействующем состоянии в капитальный ремонт на заводы или в другие депо, в текущий ремонт в другие депо, передачи на баланс другим депо или передислокации-ТО-5б;

в процессе подготовки электровоза к эксплуатации после постройки, ремонта на заводах или в других депо, после передислокации-ТО-5в;

в процессе подготовки электровоза к эксплуатации перед выдачей из запаса МПС России или РУД-ТО-5г;

— текущие ремонты ТР-1, ТР-2 и ТР-3 для поддержания работоспособности электровозов, восстановления основных эксплуатационных характеристик и обеспечения их стабильности в межремонтный период путем ревизии, ремонта, регулировки, испытаний и замены деталей, узлов, агрегатов.

— капитальные ремонты (КР-1 и КР-2) являются главным средством «оздоровления» электровозов и предусматривают восстановление несущих конструкций кузова, сложный ремонт рам тележек, колесных пар и редукторов, тяговых двигателей и вспомогательных машин, электрических аппаратов, кабелей и проводов, восстановление чертежных размеров деталей и т. д. Капитальные ремонты электровозов осуществляют на ремонтных заводах.

Ремонтный цикл включает последовательно повторяемые виды технического обслуживания и ремонта. Порядок их чередования определяется структурой ремонтного цикла.

Периодичность ремонта магистральных электровозов, т. е. пробеги между техническими обслуживаниями и ремонтами, а также нормы простоя электровозов при этом устанавливаются начальниками дорог с учетом конкретных эксплуатационных условий на основе нормативов приказа МПС (рис.7)

Рисунок 7 — Нормативы межремонтных пробегов в км Нормы продолжительности технических обслуживаний ТО-4, ТО-5, текущих ремонтов ТР-1, ТР-2 и ТР-3 устанавливаются начальником железной дороги, исходя из технической оснащенности депо, рационального использования ремонтной базы, равномерной загрузки участков по ремонту, обеспечения высокого качества ремонта, проведения испытания и приемки электровозов после ремонта, а также с учетом выполнения установленной нормы деповского процента неисправных электровозов.

2.2 Основные неисправности БВП-5

Основными неисправностями быстродействующих выключателей являются: загрязнение мест соприкосновения полюсов якоря и магнитопровода, задевание подвижного рычага за стенки дугогасительной камеры, возникновение трещин в шинах индуктивного шунта и размагничивающего витка, перекос рамы основания при установки выключателя на электроподвижной состав, замыкание шины дугогасительной катушки на сердечник магнитопровода, утечка сжатого воздуха через вентиль или привод, перекрытие электрической дугой воздухопроводящего изоляционного шланга, изменение тока уставки из-за нарушения характеристик регулировочных пружин, обрыв обмотки удерживающей катушки. Кроме того, у быстродействующих выключателей электропоездов происходит подгорание одного из двух силовых контактов вследствие нарушения их одновременного отключения.

2.3 Разборка БВП-5

При каждом ремонте быстродействующий выключатель снимают с электровоза для ремонта в аппаратном цехе. Перед снятием БВ отсоединяют провода и воздухопровод. Дугогасительную камеру снимают отдельно и направляют тоже в цех. Перед разборкой и ремонтом БВ продувают в специальной камере с сжатым воздухом, давлением 2−3 атмосферы и затем проверяют на стенде включения и отключения. БВ при номинальных значениях напряжение в цепи управления и давления воздуха в пневматическом приводе для выявления скрытых дефектов.

Закончив проверку работы БВ, отличают узлы и детали подлежащие ремонту и приступают к разборке, причем если этого не требуется для устранения выявлений неисправностей полной разборки не производят. Обычно производят все шарнирные соединения, производят ревизию пневматического привода. Удерживающую катушку снимают для пропитки, отсоединив вертикальный стержень магнитопровода. Дугогасительную катушку и размагничивающий виток снимают лишь в случае явной необходимости. На отечественных электровозах проверяют также состояние контактных поверхностей якоря и полюсов магнитной удерживающей системы и пришабривают их так чтобы площадь касания была не менее 80% всей плоскости прилегания якоря.

Дугогасительную катушку разбирают, снимают деионную решетку, наружные стенки и внутренние перегородки. Дугогасительные устройства включающие в себя полюсные башмаки, дугогасительные катушки, сердечники, накладки и рога, снимают со стенок только в случае повреждения.

2.4 Ремонт основных частей

При ремонте быстродействующего выключателя для выполнения перечисленных работ сначала полностью ослабляют натяжение отключающих пружин, а затем снимают оттягивающие пружины пневматического привода. Таком положении все подвижные части автомата освобождаются от натяжения и могут быть легко передвинуты в положение, удобное для работающего.

Приступая к ремонту пневматического привода, отсоединяют колодку вентилем от опорной рамы, выбивают валик и разъединяют шток поршня с включающим рычагом. Освободив болты, снимают цилиндр с поршнем, воздухопроводом и вентилем. Цилиндр закрепляют в слесарных тисках, отсоединяют резиновый или полиэтиленовый шланг, а затем и поршень от штока, вынимают соединяющий валик, укрепленный стопорным болтом.

Собирая привод, к поршню подбирают такой поршневой валик, который свободно входил бы не только в поршень, но и в шатун. Проверяют зазор между валиком и шатуном. Валик шатуна фиксируют стопорным болтом. Затем смазывают цилиндр легким слоем смазки Циатим 201 и вводят в него поршень с надетыми и смазанными уплотняющими кольцами.

Подушку буфера при наличии трещин, повышенного износа и потери упругости резины заменяют полиэтиленовой трубкой.

При обнаружении трещин или отколов в раме БВ, их ремонт производят газовой сваркой. Важную роль в работе БВ играет рычаг якоря. Он испытывает большие нагрузки и перемещения при каждом включении и отключении аппарата. Помимо большого износа втулок, осей, при осмотре рычага могут быть обнаружены трещины особенно в месте крепления якоря, и ослабление болтов скрепляющих пластины якоря. Подвижные неподвижные контакты БВ заменяют при уменьшении их толщины более допустимых размеров или наличии сильных оплавлений. Прилипание контактов подгоняют так, чтобы обеспечить их прикосновение на площади не менее 85%. Разрыв контактов устанавливают в пределах 36−41 мм.

Отключив удерживающую катушку автомата, осматривают контактную поверхность подвижного контакта и штифт, и убеждаются в отсутствии на них следов взаимного соприкосновения при отбросе подвижного контакта от буфера. Ремонт блокировочного механизма и его привода не содержит каких-либо специфических операций по сравнению с другими аппаратами. Разрыв блок контактов устанавливают равным не менее 4,5 мм провал регулируют в пределах 5−6,5 мм, нажатие 0,3−0,4 кг.

Подвижный контакт заменяют в редких случаях; при уменьшении толщины более допустимых норм, сильных оплавлениях или заедании в шарнирах. При необходимости у подвижного контакта БВ заменяют только съёмную контактную пластину. Новую пластину плотно притягивают к подвижному контакту тремя винтами. Стенки из гетинакса, являющиеся основными изолирующими и несущими деталями автомата, протирают салфетками, увлажненными бензином и внимательно осматривают. При обнаружении отколов или трещин или распущенной стенки заменяют вновь изготовленными.

Дугогасительную камеру ремонтируют снимая деионную решетку, наружные стенки и внутренние перегородки. Деионную решетку разбирают. Пластину её тщательно отчищают от нагара и окислов. Накладки и планки из гетинакса или миканита с трещинами, отколами заменяют новыми.

Рога, соединенные дугогасительными катушками зачищают напильниками и стеклянной шкуркой от наплавлений, копоти, а имеющие сильные наплавления заменяют.

Поврежденные накладки дугогасительных катушек из прессшпана заменяют, нарушенную изоляцию восстанавливают.

2.5 Сборка БВП-5

Вставить стержень в отверстие прижимов рам. Закрепить стержень болтами к раме. Надеть на них изоляционные трубки и угольники. Совместить отверстия угольников и гетинаксовой накладкой, вставить в них болты. Закрепить раму БВ на плите стойками и болтами. При установке рамы заменить изоляционные трубки, так чтобы они были плотно заняты угольниками к раме. Собрав контактный рычаг просверлить в новом контакте 4 отверстия диаметром 10,5 по листу. Вставить болты в контактный рычаг и закрепить гайкой Мб. Выступающие болтов концы опилить, совместить до уровня гайки и закрепить. Совместить отверстия упорной пластиной с отверстием рычага, вставить в них ось и зашплинтовать. Зазор между осью и втулкой должен быть 0,015−0,25 мм. Совместить отверстия гибких кабелей с отверстием рычага и закрепить кабель болтами М 10*40 постановкой шайб простых и пружинных. Вставить в отверстия гибких кабелей болты М 10*40 надеть на них держатель и закрепить гайками М10. Совместить отверстие ролика включения с отверстием включающего рычага вставить в них ось и зашплинтовать. Зазор между осью и отверстиями рычага должен быть в пределах 0,06−0,3 мм. Совместить отверстие контактного рычага с отверстием рычага якоря, вставить в них ось и зашплинтовать. Зазор 0,02−0,3 мм. Собрать буферы рычага контактного совместить отверстия каркаса буфера с отверстием рам БВ, вставить в них болт М 10*45 и закрепить. Вставить в раму валик, крепления вкл. рычага и рычага якоря. Надеть на них рычаг якоря вместе с контактными и включающими рычагом. Валики зашплинтовывают с двух сторон. Проверить рычаг наличием муфты в осевом положении. Допускается зазор 0,5 мм. Собрать механический привод. Вставить новые резиновые манжеты в поршень. При поставки манжеты осмотреть МТКЗ-65. Включить шатун в поршень, вставить валик через отверстия поршня и шатуна. Закрепить валик бинтом. Зазор между валиком и отверстием поршня должен быть в пределах 0,02−0,3 мм. Вставить поршень вместе со штоком в цилиндр. При постановке рабочего поверхность смазать ЖТ-7г. Совместить отверстия корпуса буфера с отверстием в приливах цилиндра, вставить в них винты и закрепить.

Совместить отверстия в приливах цилиндра с отверстием в раме, вставить в них болты М10×55 и завернуть их. Ввернуть болт в прилив цилиндра и повернуть на болт держатель пружин, надеть на держатель и на ось контактного рычага пружины. Совместить отверстия угольника основание и закрыть скобу болтами М 2×15. Вставить в корпус вентиля выключения болты М 10*60 надеть на них паронитовую прокладку, вставить болты в отверстия, закрепить их. Ввернуть в цилиндр и воздухопровод (шунта) штуцера. На штуцере повернуть гайки и закрепить. Надеть пружины. Подогнать друг к другу поверхности рычага якоря и полюса. Надеть катушку на сердечник манжета. Болт вставить в отверстия шарнирной скобы и ярма. Ввернуть болт в стержень эл.манжета. Сопрягаемые поверхности ярма и стержня ярма смазать ЖТКЗ, ввернуть регулировочные болты, закрепить шпильки и гайки. Собрать блокировку БВП-5. Соединить между собой крючок, рычаг, изоляционную жилу зашплинтовать. Совместить отверстия рычага с отверстием в приливы рамы БВ, вставить в них валик и зашплинтовать. Вставить в углубление рамы БВ пружину. Крючок надеть на ось. Ось зашплинтовать. Соединить отверстия соединительной скобой с отверстиями в жим вставить оси и зашплинтовать их. Наложить скобу на угольник основания рамы, совместить отверстия, вставить в них винты и ввернуть их.

Надеть на шину блокировки соединительную скобу и защемить её гайкой с постановкой шайб.

Совместить скобы, вставить в них валик и зашплинтовать.

Наложить шины размагничивающего витка на приливы рамы БВ, вставить стойки и завинтить. Наложить скобы, планку на плиту, совместить отверстия, вставить болты и закрепить. Наложить на планку козырек изоляционный и закрепить его.

Наложить плиту на раму БВ закрепить двумя болтами М 10*40. Ввернуть в изоляторы шпильки, вставить их в отверстия плиты и затянуть. Надеть на магнитопровод гильзы и дугогасительные катушки. Наложить угольник и лапы на магнитопровод и закрепить.

Наложить магнитопровод на изоляторы и закрепить его. Наложить шину соединительную на выводах катушки дугогасящих и закрепить её. Вставить полюса. Вставить замок в шарнирную скобу, вставить валик и зашплинтовать его.

Поставить левую стенку камеры на собранный БВ вставить валик. Подогнать левый рог к следу камеры с аппаратами и собираем обе половины дугогасительной камеры. Устанавливаем собранную камеру на аппарат и подгоняем дугогасительные полюса к камере. После подгонки камеру снимают и проверяют зазор.

2.6 Испытания и регулировка БВП-5

Быстродействующий выключатель кроме общих требований предъявляемых к БВ, должно дополнительно удовлетворить следующие технические условия:

между торами алюминиевых пластинок рычага подвижного контакта якоря и нижним краям стенок дугогасительной камеры при включенном положении якоря зазор должен быть не менее 4 мм;

зазор между левым рогом камеры и следом движения неподвижного контакта должен быть в пределах 3 5 мм;

правый рог камеры должен входить своим шипом в шпиц неподвижного контакта, при этом плоскость торца рога должна опираться на неподвижный контакт не менее чем на 80% своей поверхности; допускается оставлять зазор в задней части рога, если он не превышает 1 мм. Перечисленные зазоры должны проверяться при одной установленной на выключателе стенки дугогасительной камеры, провал правого рога при посадке неподвижного контакта должен быть 5 7 мм.

Прилегание рычага якоря к поверхности опорного буфера при отключенном якоре должно быть по всей плоскости.

При перекосах во время отключения происходит скручивание якоря, что приводит к нарушению плотного соприкосновения якоря к электромагниту и к изменению регулировки выключателя.

Специальным приспособлением проверяют аппарат на отсутствие повторного включения контактов при отключении якоря отключателя.

Приспособление устанавливается на неподвижный контакт. Утопающий конец штифта обмазывают мелом или сухой краской.

При включенном положении контактов, штифт опирается на верхнюю часть подвижного контакта. После отключения подвижного контакта штифт под действием пружин проваливается между контактами. При нормальной работе аппарата на штифте отсутствуют следы от ударов подвижного контакта. Наличие следов свидетельствуют о повторном включении якоря. Проверяют индуктивный шунт на отсутствие замыкания между токопроводящей шиной и пакетом. Индуктивный шунт, шунтируя размагничивающий виток, способствует повышению тока установки, и уменьшают собственное время срабатывания. Индуктивное сопротивление шунта больше индуктивного сопротивления размагничивающего витка, поэтому при резком нарастании тока, большая часть его проходит по размагничивающему витку.

При регулировке БВП-5 необходимо:

— установить выключатель на вибростенд, соединить вилку эл. двигателя вибростенда с её розеткой и присоединить к выключателю сжатый воздух давлением 5 атм.;

— от клемм источника напряжением 75 V подвести соединительные рукава к клеммам удерживающей катушки электромагнита и от клемм БВП — 5 к катушке вентиля пневмопривода;

— регулятором напряжения источника установить на катушке вентиля напряжение 35 В и включить импульсионную кнопку стенда, проверить работу привода при указанном на вентиле напряжении и минимальном давлении сжатого воздуха 3,5 Атм.

Производят предварительную проверку нажатием главных контактов для чего пропускают через отверстие в прилив подвижного контакта стальную проволоку и связывают её в кольца. В случае отсутствия отверстия проверку давления производят с помощью петли, выполненной из киперной ленты и пропущенной через середину подвижного контакта.

Контроль момента размыкания главных контактов в первом случае производят контрольной лампой, подключенной к выводным высоковольтным клеммам аппарата. Во втором случае, контроль момента размыкания осуществляется вытаскиванием полоски бумаги, проложенной между контактами.

Проверку нажатия производят так, чтобы направление тяги динамометра было перпендикулярно через центр. Напряжение на удерживающей электромагнитной катушке должно быть 50 V.

Напряжение отключающих пружин устанавливают нажатие главных контактов, равное 24−26 кг. При включенном положении аппарата проверяют свободный ход тяги блокировочного механизма, которое должно быть не менее 2−3 мм.

Подсоединяют от клемм многоамперного источника тока соединительные гибкие провода типа марки ПЩ, сечением не менее 200 мм к выводным клеммам в следующей полярности: «+» — к верхней выводной клемме. И плавным повышением величины тока проверить значение тока отключения аппарата. Равномерным ввертыванием трех регулировочных болтов сделать предварительную регулировку выключателя на ток отключения. При ввертывании ток уставки увеличивается, при вывертывания уменьшается. Для увеличения магнитного насыщения сердечника магнитопровода, и следовательно для уменьшения влияния на ток установки выключателя колебаний напряжения цепи управления электровоза, регулировочные винты должны быть ввернуты в тело сердечника магнитопровода, не менее чем на половину соей длины. При этом увеличивается нажатие главных контактов при прохождении через них больших токов, а повышение нажатия от отключающих пружин способствует увеличению скорости движения подвижного контакта и уменьшения времени задержки дуги между контактами в момент отключения аппарата.

После получения прогрева регулятором напряжения устанавливается в удерживающей катушке ток 1,18 А, контроль за установлением осуществляется измерительным амперметром имеющим предельную шкалу измерения до 3 А. Устанавливают выключатель вибростенда во включенном положении и производят окончательную регулировку аппарата в динамическом его состоянии.

Ток уставки для электровоза ВЛ-10 3050−3200 А т. е. 3100 + 100/-50. Включают вибростенд и проверяют ток установки в статистическом и динамическом состоянии аппарата. Разница токов при статистическом и динамическом состоянии не должна превышать 250 А. После окончательной регулировки проверяют нажатие главных контакторов, которое должно быть не менее 22 кг. Главным снижением напряжения в цепи управления удерживающей катушки определяется минимальным напряжением удерживания якоря.

Напряжением, при котором происходит отпадения якоря, не должно превышать 19 V. При более высоком напряжении отпадания проверяют плотность соприкосновения подвижного якоря с электромагнитной удерживающей катушкой, а так же наличие свободного хода тяги блокировочного механизма. В притянутом состоянии якоря прикладывают между главными контактами личной напильник и поступательными движениями в строго вертикальном положении очищают контактные поверхности от нагара, возникшего от разрыва контактами от больших токов установки. Площадь прилегания должна составлять не менее 85% площади контактов. В крестообразные шлицы регулировочных витков вставляют фиксирующие пластины. Регулировочный винт натяжения отключающих пружин и фиксирующие планки закрепляют гайками и пломбируют.

На вводные клеммы удерживающей катушки наносят краской величину прикладываемого напряжения.

Дугогасительную камеру испытывают на электрическую прочность изоляции напряжением 9500 V приложенным между рогами. Сопротивление изоляции должно быть не менее 5 Ом. Устанавливают дугогасительную камеру и веерные полюса электромагнита гашения дуги ставят на выключатель и проверяют зазор между верхними концом полюса и камерой, который должен быть не более 6 мм. Производят контрольную проверку тока установки с установленной дугогасительной камерой. Изменение тока установки свидетельствует от трения главных контакторов о стенки камеры, что может иметь место при перекосе камеры во время установки.

Перекос устраняют припиловкой поверхности изоляционной колодки, на которую опирается камера. При установке быстродействующего выключателя на электровоз необходимо следить за тем, чтобы постановочная плита была строго параллельна прилегающим уголкам БВ.

Производим регулировку блок контактов. Разрыв не менее 4,5 мм. Провал 5,0−6,5 мм. Замеряем разрыв силовых контактов, который должен быть равен 35−40 мм. Давление не менее 20 кг. Регулировку давления производят подтягиванием пружин. Смещаем отверстия изоляционных пузырьков с отверстием в буфере и ввертываем винты. Затем пишем эмалью на индуктивном шунте № электровоза к предъявлению быстродействующего выключателя ОТК.

2.7 Инструменты и материалы

Инструменты

1. Газосварочный аппарат АВН — 1,25.

2. Инжекторная горелка Г -3.

3. Очки защитные со светофильтром.

4. Станок сверлильный НС. — 12.

5. Токарно — доделочный станок С — 193 Н.

6. Электросварочный генератор ПСО/300

7. Гайковерт Г П Р — 2.

8. Головки К Г П Р — 2 = 11;12;12;14;24;17;27;19.

9. Машина для снятия характеристик пружин.

10. Штангенциркуль Щ Ц — 1, Щ Ц — 2.

11. Набор щупов 0,1 — 1, в 100 мл.

12. Кисть малярная (филеночная).

13. Отвертка, А — 7.

14. Молоток 7850−0033/001.

15. Напильник 2820−0003.

16. Надфиль плоский, тупоносый 80 № 3.

17. Шкурка шлифовальная.

18. Плоскогубцы.

19. Паяльник электрический, бытовой П С Н — 100.

20. Динамометр Д П У — 0,5 — 2.

21. Испытательная установка, А М И — 60.

22. Тигель для пайки наконечников СМ — 0,22.

23. Микрометр гладкий МКО — 25.

24. Шлифовальная машинка ШР — 06.

25. Сверлильная машинка СП — 9С.

26. Ключи гаечные 8×10; 12×14; 17×19; 19×22; 22×24; 24×27.

27. Ключ торцевой 14;

28. Кувалда медная Н — 32;

29. Развертки цилиндрические диаметр 12, 15, 20.

30. Сварочный аппарат для точечной сварки — АТП — 150.

31. Выколотка.

32. Ножницы ручные для резки металла.

33. Щетка металлическая.

34. Мост постоянного тока Р — 333.

35. Мегомметр на 2500 В МС — 05.

36. Канат стальной диаметр 9,6 мм.

37. Метчики М 6×10, М 8×1,25,; М 12хх1,75; М 10×1,5; М 16×2;

М 27×1,5.

38.Воротки для метчиков.

39. Тисы слесарные.

40.Кернер.

41. Станок вертикально — сверлильный.

42. Станок горизонтально — фрезерный.

43. Бородок слесарный Н — 60.

44. Шабер.

45.Шаблон.

46. Сверла.

47. Развертка.

48. Зубило слесарное 60° х 120.

49. Шаблоны для контактов.

50. Мерник.

Материалы:

1. Полотно нетканое, обтирочное.

2. Бензин, А — 72.

3. Паста.

4. Эмаль красная ГФ — 92 — ХК.

5. Пруток Л — 53 — Т пр — 4 — 6.

6. Пломбы полиэтиленовые диаметр 10 мм-бмм.

7. Лак6Т-99.

8. Припой ПОССУ 30 — 2.

9. Канифоль.

10. Смазки ЦИАТИМ-201.

11. Нитроэмаль.

12. Масло приборное МВП.

13. Керосин осветительный КО.

14. Припой ПСР — 25 или ПСР — 45.

15. Смазка ЖТ-72.

3. Требования техники безопасности при ремонте и испытании электрооборудования

Работы по ТО и ТР, испытанию и наладке электрического и электронного оборудования ТПС необходимо производить в соответствии с требованиями Правил эксплуатации электроустановок потребителей (ПЭЭП). Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТБ) и технологическими процессами.

Перед началом ремонта электрооборудования ТПС должны быть обесточены все силовые электрические цепи, отключены выключатели тяговых электродвигателей, крышевой разъединитель поставлен в положение «Заземлено», выпущен воздух и перекрыты краны пневматической системы электроаппаратов. Кроме того, при необходимости ремонта отдельных аппаратов, должны быть вынуты предохранители данного участка, предусмотренные конструкцией.

Внешние электрические сети питания переносных диагностических приборов напряжением более 42 В переменного или 110 В постоянного тока должны быть оборудованы защитным заземлением («занулением» или устройством защитного отключения).

Стенд для диагностики и ремонта электронного оборудования должен иметь защитное заземление («зануление» или устройство защитного отключения).

Испытания электрических машин, аппаратов и счетчиков электрической энергии на электрическую прочность изоляции после ремонта перед установкой на ТПС (кран) должны производиться на специально оборудованной станции (площадке, стенде), имеющей необходимое ограждение, сигнализацию, знаки безопасности и блокирующие устройства.

Перед началом и во время испытаний на станции (площадке) не должны находиться посторонние лица.

Сборка схем на испытательных стендах должна осуществляться при полном снятии напряжения. Питающие кабели для испытания электрических машин и аппаратов высоким напряжением должны быть надежно присоединены к зажимам, а корпуса машин и аппаратов заземлены.