ТЕМА 4.14 УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ РЕЛЕ ЭЛЕКТРОВОЗА ВЛ10
1 Краткая характеристика реле электровозов ВЛ10
1.1. Общие сведения о реле
Развитие техники немыслимо без широкого внедрения автоматических устройств, осуществляющих управление, контроль и защиту различного рода машин и агрегатов. В современных машинах многие процессы протекают очень быстро, и человек не успевает управлять ими без автоматических устройств. Эти устройства позволяют освободить людей от напряженного труда, уменьшить численность обслуживающего персонала.
Одним из широко распространенных средств автоматики является реле, представляющее собой прибор, который под воздействием какого-либо фактора (электрического, теплового, механического и т. д.), достигающего определенной величины, осуществляет скачкообразное изменение процесса, протекающего в управляемой им системе. ( От французского слова relayer — сменять, заменять)
Рассмотрим назначение и устройство реле, примененных на электровозах ВЛ10.
1.2 Реле перегрузки
Для защиты электрических машин и аппаратуры от больших токов, которые могут привести к перегреву и повреждению оборудования, применяют реле перегрузки (реле максимального тока). Токовая катушка реле включается последовательно в цепь электрической машины. При протекании тока по силовой цепи выше уставки, якорь притягивается к сердечнику, переключая блок-контакты. Как правило, большинство реле имеют механический указатель срабатывания (флажок).
На электровозах серий ВЛ10, ВЛ11 в силовой цепи тяговых двигателей применены реле перегрузки РТ-502 (рис. 1), имеющие силовую катушку из шинной меди.
Рисунок 1 – Реле перегрузки РТ-502
1- изоляционная панель; 2 – токовая катушка; 3 – магнитопровод; 4 – якорь;
5 – указатель срабатывания; 6,7,8 – регулировочные шпильки;
9 – блок-контакты; 10 — пружина
Якорь 4 реле (рис. 1) при срабатывании переключает блок-контакты 9, что приводит к подаче питания на сигнальные лампы и отключению режима ослабления поля. Указатель срабатывания (блинкер) 5 позволяет определить какое именно реле сработало в силовой цепи.
На электровозах ВЛ-10 до № 1597 устанавливали реле перегрузки РТ-406В (рис.2) , а начиная с № 1587 вместо него устанавливают реле перегрузки РТ-502.
Рисунок 2 – Реле перегрузки РТ-406В
1 – токовая катушка; 2 – ярмо магнитопровода; 3 – отключающая пружина; 4 – скоба; 5 – якорь; 6 – Указатель срабатывания (флажок);
7 – изолированный рычаг; 8 – блок-контакты; 9 – текстолитовая панель
В цепях вспомогательных машин установлены унифицированные по конструкции (но различные по параметрам катушек) реле: перегрузки преобразователя РТ-500 (рис. 3,а), которое разрывает цепь катушки дифференциального реле, что приводит к отключению БВ, а также токовое реле РТ-067 (рис. 3,6) для сигнализации о наличии тока в цепи мотор-вентилятора.
Рисунок 3 – Реле перегрузки РТ-500(слева) и токовое реле РТ-067
1 – изоляционная панель; 2 – катушка; 3 – магнитопровод; 4 – якорь; 5,6 – регулировочные шпильки; 7 – пружина; 8 – блок-контакты
1.4 Реле напряжения
Уровень напряжения в контактной сети, а следовательно, и на токоприемнике электровоза не остается номинальным, а изменяется в широких пределах. Поэтому электрическое оборудование электровоза рассчитывают на работу при максимальном напряжении до 4000 В. В режиме рекуперативного торможения напряжение на токоприемнике может превысить эту величину и создать опасность пробоя изоляции или возникновения кругового огня по коллекторам тяговых двигателей или вспомогательных машин. Для устранения таких режимов на электровозах устанавливают реле повышенного напряжения. Реле срабатывает и подает световой сигнал машинисту о повышенном напряжении.
Если электровоз работал в режиме тяги, то реле отключает ослабление возбуждения и переводит тяговые двигатели на полное возбуждение. В режиме рекуперации реле уменьшает ток независимого возбуждения генератора преобразователя для снижения э. д. с. тяговых двигателей, а если это не помогает, то отключает быстродействующий выключатель БВП-5 с выдержкой времени.
Кратковременное понижение напряжения на токоприемнике не опасно для оборудования электровоза. Однако за ним может последовать резкое увеличение напряжения, которое представляет опасность. Большое понижение напряжения связано, например, с отключением ближайшей от электровоза тяговой подстанции, когда энергию приходится получать от далеко расположенных соседних подстанций с большим падением напряжения в проводах контактной сети. Бросок напряжения в момент включения отключенной подстанции может вызвать опасный для оборудования электровоза бросок тока. Для предупреждения машиниста о понижении напряжения на электровозах устанавливают реле низкого напряжения, которые подают световой сигнал машинисту с тем, чтобы он принял необходимые меры (отключил тяговые двигатели или ввел в их цепь пусковой резистор).
Реле повышенного напряжения предназначено для подачи светового сигнала при повышении напряжения свыше 4000 В. При параллельном соединении тяговых двигателей в режиме тяги оно служит для отключения всех ступеней ослабления возбуждения, а в рекуперативном режиме — для уменьшения независимого возбуждения генератора преобразователя и отключения БВП-5 с выдержкой времени.
На электровозах ВЛ10 до № 1587 постройки ТЭВЗ устанавливали реле повышенного напряжения РПН-018, а, начиная с № 1587, взамен него устанавливают реле новой конструкции РПН-496, максимально унифицированное с конструкциями реле: низкого напряжения РНН-497, рекуперации РР-498, реле перегрузки РТ-500 иРТ-502 и реле времени РЭВ-294.
Рисунок 6 – Реле повышенного напряжения РПН – 018
1 – пружина; 2 – якорь; 3 – катушка; 4 0 изоляционный рычаг; 5,6 — контакты
Фрагмент работы с оформлением в формате PDF можно посмотреть ЗДЕСЬ
В комплект входят чертежи нескольких реле на формате А1 в программе «Компас» (формат CDW)
Источник
Ремонт реле защиты электровоза
49. Реле защиты
Все реле обычно снимают с электровоза для ревизии в аппаратном цехе и последующей регулировки. Неисправность реле защиты не только несоизмеримо увеличивает отрицательные последствия отказов электрической аппаратуры, но и сама по себе может быть причиной серьезных осложнений в работе локомотива на линии. Так, из всех случаев требования вспомогательного локомотива из-за неисправности защитной аппаратуры 25-30% приходится на реле защиты.
Чтобы правильно определить объем работы по ремонту реле, полезно до его осмотра проверить токи или напряжения срабатывания. Характерными причинами нарушения уставки являются потеря жесткости некачественными пружинами, перекос пружин или заедания якоря и подвижных частей из-за попадания в шарнирные и призматические соединения грязи и металлических опилок, являющихся продуктом износа деталей.
Для осмотра и ремонта отдельных наиболее изнашиваемых или расположенных в труднодоступных местах деталей выполняют частичную разборку реле. Поскольку для ремонта катушек и магнитопроводов обычно требуется полная разборка аппаратов, дефектовку реле начинают с определения исправности этих узлов.
Проверяют крепление многовитковой катушки на магнитопроводе и при необходимости укрепляют ее прокладками из прессшпана. Катушку, обмотка которой проворачивается на каркасе, также закрепляют с прокладками, смазанными клеем.
Катушку, имеющую значительные повреждения покровной изоляции, снимают для ремонта. Сняв поврежденную изоляцию до проводов, заново изолируют катушку лако- тканью. Сверху накладывают слой электрокартона и бандажи из кордовых нитей. Затем катушку пропитывают в электроизоляционных лаках или компаундируют.
Трещины в выводах и витках катушки токового реле заваривают газовой сваркой с последующей механической обработкой.
Шихтованные магнитопроводы подлежат ремонту при смятии и распушении листов. Ослабшие или неисправные заклепки и винты заменяют. При ремонте магнитопро водов стараются не наносить сильных ударов по листам, чтобы не ухудшить магнитные свойства в результате наклепа. При наличии трещин в боковых латунных кронштейнах реле Д-4 их снимают с магнитопровода и заменяют новыми. Допускается заварка трещины латунью. Сорванную резьбу в лапах кронштейнов заваривают латунью и нарезают новую.
Щупами проверяют суммарный воздушный зазор В (рис. 210) между сердечником магнитопровода 14 и магнитным шунтом, который у дифференциального реле Д-4 (Д-4В) должен быть равным 0,3-0,5 мм, а у реле Д-5 не должен превышать 1,5 мм. При сборке или установке этих реле на электровоз после вывода проводов нижний магнитопровод 15 болтами равномерно и плотно стягивают с сердечниками. Зазоры по привалочным поверхностям проверяют щупами, убеждаясь, что они не превышают 0,5 мм. Такие же зазоры выдерживают при сборке реле дифференциальной защиты РДЗ-504, устанавливаемых на электровозах ВЛ10 с № 1587. Принципы действия, настройка и проверка регулировки реле РДЗ-504 и Д-4В аналогичны. После ремонта деталей магнитной системы проверяют площадь прилегания якоря 3 к полюсам. При необходимости пришабривают якорь так, чтобы площадь прилегания равнялась 70-80% рабочей поверхности. Удаляют следы коррозии с поверхностей соприкасания якоря и сердечника. После сборки реле рабочий зазор между якорем 3 и серединой сердечника магнитопровода устанавливают равным 12-15 мм.
Ослабшие диамагнитные прокладки закрепляют. Взамен утерянных или изношенных диамагнитных прокладок в зависимости от конструкции реле изготовляют новые из латуни Л-62 или меди Ml соответствующей толщины. Способ закрепления прокладок (заклепками или припайкой) определяется конструкцией аппарата. Например, новую латунную пластинку толщиной 0,5 мм припаивают к сердечнику реле РП-1 латунным припоем Л-50 с помощью газовой сварки. Реле с нормированным коэффициентом возврата регулируют припиловкой диамагнитной прокладки, если для этой цели не предусмотрен специальный регулировочный винт.
Шарнирные соединения со следами коррозии или повышенным износом разбирают, выбив шплинты и вынув валик. Осматривая отверстия и места перегибов деталей подвижной системы, убеждаются в отсутствии трещин.
Сильно изношенную втулку выбивают, предварительно спилив отбуртованный край. Длину новой втулки устанавливают на 6-7 мм больше толщины детали, в которую она должна быть поставлена. Запрессовывают втулку легкими ударами, а затем развальцовывают края вручную или с помощью механизированного инструмента. После развальцовки втулку развертывают до нужного диаметра. Появившиеся заусенцы удаляют личным напильником.
У реле отечественных электровозов последних выпусков, как и у реле электровозов ЧС, проверяют исправность призматических соединений подвижной системы. Убеждаются в отсутствии закругления вершины призмы и при необходимости запиливают его напильником на глубину не более 0,5 мм, не снимая верхнего твердого слоя.
Большое внимание уделяют установке выключающей пружины. При небольшом смещении любого конца выключающей пружины 2 (см. рис. 210) и 7 (рис. 211) в сторону ее ось будет находиться под углом к оси регулировочной шпильки 4. При этом шпилька смещается вверх или вниз от линии пружины, и ток срабатывания реле изменяется на 25-30% по сравнению с током уставки.
Рис. 210. Схема регулировки дифференциального реле Д-4
Устранить возможность смещения пружины можно уменьшением свободного хода всех деталей системы. Муфту 1, опирающуюся на призму 2, жестко закрепляют на конце регулировочной шпильки 4, иначе может появиться дополнительный шарнир. При необходимости концы выключающей пружины 7 обтачивают на наждачном камне строго под прямым углом так, чтобы она упиралась в колпачки 6 всей окружностью крайних витков. Искривленную, с остаточной деформацией или отклонением от характеристики более 8% пружину заменяют. Чтобы предотвратить возможность залипания якоря реле Д-4 при быстром нарастании тока небаланса, натяжение выключающей пружины устанавливают не менее 190 Н (19 кгс).
Рис. 211. Смещение от нормального положения выключающей пружины дифференциального реле Д-4В: 1 — муфта; 2 — призма; 3 — планка; 4 — регулировочная шпилька; 5 — скоба якоря; 6 — колпачок; 7 — выключающая пружина; 8 — регулировочная гайка; 9 — якорь; 10 — катушка
Крепежные детали всех реле, имеющие сорванную или поврежденную более чем на двух крайних нитках резьбу, разработанные шлицы или смятые грани, заменяют. Новые крепежные детали, применяемые для сборки реле, обязательно должны быть оцинкованными.
Изоляционные детали из текстолита, других прессованных материалов или дерева при необходимости промывают бензином и окрашивают одним или двумя слоями дугостойкой покровной эмали ГФ-92-ХС или НЦ-929. При обнаружении отколов или трещин в этих деталях, могущих привести к нарушению нормальной работы реле, их заменяют.
У контактов реле наиболее часто заменяют изношенные или оплавленные контактные пластины и притирающие пружины. В зависимости от конструкции серебряные контакты 4 (см. рис. 210) крепят к держателям точечной сваркой с применением в качестве флюса буры или пайкой электродуговым паяльником с использованием припоя — ПСр-45. Иногда контакты крепят расклепкой. Наиболее часто поверхности серебряных контактов реле выполняют в форме полусфера — плоскость. Очищая их от подгаров и окислов хромированной стальной или серебряной палочкой, стараются сохранять такую форму. Толщина серебряных контактов всех реле отечественных электровозов должна быть не менее 0,6 мм, а в эксплуатации — не менее 0,1 мм. Поперечное смещение контактов допускается не более 1,0 мм.
Контактную систему собирают так, чтобы смещение контактов было не более 1,5 мм. У большинства реле провал контактов (1,5-2,0 мм) устанавливают изменением высоты контактных шпилек. Раскрытие контактов в этом случае не регулируется и определяется рабочим зазором при открытом якоре. Провал размыкающих контактов быстродействующих реле делают минимально возможным. Контактное нажатие обычно устанавливают 0,6-1,2 Н (60-120 гс). У некоторых реле, контакты которых включены в цепи с большими токовыми нагрузками, нажатие доводят до 2,0-2,4 Н (200-240 гс).
Полностью закончив сборку реле, проверяют работу всех подвижных деталей при перемещении от руки, убеждаясь в отсутствии заеданий и чрезмерного трения. После этого аппарат закрепляют на стенде и регулируют на определенный ток уставки. Дифференциальное реле Д-4, предназначенное для включения в цепь тяговых двигателей, регулируют на ток небаланса 100 А при одном проводе, заведенном внутрь сердечника магнитопровода. Реле Д-4 вспомогательных цепей электровоза регулируют на ток небаланса 50 А при двух витках проводов, заведенных внутрь сердечника. Поскольку реле Д-4 является поляризованным, следует обязательно убедиться в правильности подсоединения катушки и направлении 382 тока в проводе, заведенном внутрь сердечника.
Выводы катушки подсоединяют к источнику постоянного тока, позволяющего регулировать значение тока в пределах от 45 до 105 А с помощью реостата 12 (см. рис. 210). Ток контролируют по показаниям амперметра 16. Источник постоянного тока напряжением 75 В подсоединяют к зажимам а и б, расположенным на панели. Сигнальная лампа 11 позволяет контролировать замыкание контактов 10 реле, подсоединенных к зажимам в и г.
Приступая к регулировке реле, соединяют перемычкой 6 зажимы в и д и убеждаются в том, что якорь реле четко включается при напряжении на катушке (без добавочного резистора 5) 30 В и надежно удерживается при напряжении 40 В и введенном в цепь катушки добавочном резисторе 5, установленном на реле. Напряжение регулируют реостатом 9 и контролируют по вольтметру 8. Ток в катушке контролируют по амперметру 7.
Реле регулируют путем изменения натяжения пружины 2 так, чтобы оно срабатывало при требуемом токе небаланса и напряжении на катушке (с включением добавочного резистора) 50 В. Если якорь реле при прохождении тока не отпадает, изменяют полярность подсоединения катушки. После установки реле на электровозе обязательно проверяют правильность его подсоединения и четкость срабатывания. Убеждаются в том, что при нажатии вручную на якорь реле, включенного в цепь тяговых двигателей электровоза ВЛ8, размыкание блокировочных контактов вызывает отключение БВ. Необходимо также убедиться, что кожуха дифференциального реле и реле боксования не замыкают токоведущих цепей и не касаются подвижных деталей. Таким же образом осуществляют регулировку реле дифференциальной защиты РДЗ-504.
Для регулировки реле перегрузки используют многоамперный агрегат, представляющий собой генератор постоянного тока напряжением 6-12 В, приводимый в движение асинхронным двигателем. Изменяя ток возбуждения генератора, устанавливают ток, равный требуемому значению тока уставки аппарата. Затем изменяют регулировочными винтами натяжение пружины или в незначительных пределах раствор между якорем и сердечником до тех пор, пока реле не сработает. Убеждаются в правильной установке натяжения пружины и зазора между якорем и сердечником путем повторных четырех-пяти включений. После этого винт регулятора пружины пломбируют, а винт регулировки воздушного зазора фиксируют контргайкой и закрашивают красной краской.
Реле перегрузки РТ-406В электровозов ВЛ10 (первых выпусков), ВЛ8 и ВЛ23 и реле перегрузки РТ- 502, устанавливаемое в цепи тяговых двигателей электровозов ВЛ10 последних выпусков, регулируют на ток уставки 750±30 А. Коэффициент возврата этих реле должен быть не менее 0,6. Это означает, что правильно отремонтированное реле после включения должно обязательно выключаться при уменьшении тока до значения 0,6X750=450 А.
Реле перегрузки РТ-050 и РТ-500, включаемые в цепи преобразователя электровозов ВЛ10 соответственно первых и последних выпусков, регулируют на ток срабатывания 50±2,5 А.
У реле РТ-050 и РТ-406В разрыв контактов регулируют в пределах 2,5-3,0 мм, а провал — в пределах 1,5-2,0 мм. У реле РТ-502 разрыв и провал контактов соответственно 1,7-2,3 и 1,2-1,8 мм.
Реле напряжения, реле боксования и реле рекуперации включают в высоковольтную цепь электровоза через многоомные добавочные резисторы, сопротивления которых имеют большой разброс. Однако регулировка реле совместно с резисторами требует работы на установке с высоким напряжением и связана с рядом неудобств. Поэтому эти реле также настраивают на ток срабатывания, используя для этой цели источник постоянного тока напряжением 100-150 В. Соответствие сопротивления добавочного резистора установленным нормам проверяют непосредственно на электровозе с помощью измерительного моста.
Регулировку указанных реле осуществляют в той же последовательности, что и регулировку реле перегрузки. Например, реле повышенного напряжения РПН-3 электровоза ВЛ8, так же как реле повышенного напряжения РПН-018 и РПН-496 электровозов ВЛ10 первых и последних выпусков, регулируют на срабатывание при токе 0,218 А, что соответствует напряжению 4000 В при включении реле в цепь электровоза последовательно с добавочным резистором сопротивлением 18 кОм. Уменьшая ток в катушке реле до 0,164 А, убеждаются в отключении аппарата при этом токе с допуском ±0,008 А, что соответствует напряжению 3000 В. При отклонении сопротивления в цепи реле от номинального в пределах ±10% ток регулировки реле соответственно пересчитывают.
Известно, что ток рассчитывается делением напряжения на полное сопротивление в цепи реле. Чтобы не затруднять себя пересчетом, полезно иметь на рабочем месте регулировочные характеристики реле (рис. 212, а) — зависимости тока срабатывания (линия 1) и отключения (линия 2) от сопротивления в цепи реле. При этом необходимо, помимо сопротивления резистора, учитывать сопротивление обмотки реле, номинальное значение которого 480 Ом.
При настройке реле низкого напряжения РНН-048 и РНН-497 электровозов ВЛ10 соответственно первых и последних выпусков регулируют, подключив на напряжение 60 В и установив ток в катушке 0,103 А. Изменением натяжения пружины добиваются выключения реле при этом токе, что соответствует напряжению 1900 В при номинальном значении сопротивления добавочного резистора 18 кОм. Включение реле при повышении тока не более чем до 0,147 А соответствует его срабатыванию при напряжении 2700 В. Корректировку токов срабатывания с учетом сопротивления в цепи реле выполняют на основе его характеристик (рис. 212, б). Отклонения токов срабатывания от номинальных значений допускаются в пределах ±5%.
Аналогичным образом с использованием характеристик (рис. 212, в) регулируют реле рекуперации РР-498 (электровозы ВЛ10 последних выпусков) и РР-4 (электровозы ВЛ8 и ВЛ10 первых выпусков). Ток срабатывания регулируют в пределах 0,005-0,006 А, что соответствует разности напряжений тяговых двигателей и контактной сети 80-100 В. Включение реле РР-4 происходит при токе 0,025-0,03 А, а реле РР-498 — при токе 0,04- 0,06 А. В худшем случае включение реле РР-498 должно происходить при токе не более 0,1 А.
Рис. 212. Регулировочные характеристики реле РПН-496 (а), РР-498 (в)
Для регулировки реле боксования РБ-3 электровоза ВЛ23 одну из катушек аппарата подключают к источнику тока напряжением 60 В, 384 оставляя другую катушку обесточенной. Изменяя натяжение пружины, добиваются притяжения якоря к сердечнику при токе 0,013-0,016 А, который соответствует разности напряжений 70-86 В на катушках при работе реле в схеме электровоза. Срабатывание реле боксования РБ-4М электровозов ВЛ10 происходит при токе 0,007-0,0075 А, что соответствует разности напряжений 20,3-21,75 В.
Чтобы снять с электровоза, отремонтировать, отрегулировать и вновь поставить на локомотив дифференциальное реле Д-4В, слесарь затрачивает 1 ч при расценке работы по 5-му и 4-му разрядам. Примерно такое же время требуется на текущий ремонт реле перегрузки и реле максимального напряжения отечественных электровозов.
Источник