Выключатель быстродействующий вб 021 ремонт
ОСОБЕННОСТИ ОБСЛУЖИВАНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Опыт сервисного депо Иркутское
Б ыстродействующие выключатели ВБ-021 и ВБ-8, установленные на электровозах переменного тока, например, серии ВЛ80, ВЛ65, ВЛ85, ЭП1 (П), Э5К, 2(3)ЭС5К наиболее часто срабатывают из-за уменьшенной токовой уставки и оплавления или от-гара силовых контактов. Это приводит к отказам оборудования и неплановым ремонтам, Рассмотрим некоторые причины возникновения таких неисправностей.
В основном, они обусловлены нештатной работой регулировочных пружин. Так, несколько лет назад в нашем депо, называвшемся до 2013 г., ремонтное депо Иркутское, были случаи, когда через два-три месяца после заводского ремонта локомотивов ВЛ80Р в одной или двух секциях некоторых машин начинали отпадать под токовой нагрузкой все ВБ. Проверка в аппаратном цехе показывала, что ток уставки снятых ВБ-021 был в пределах 1300. 1400 А вместо положенных 2000 ± 100 А. Пришли к выводу, что за непродолжительное время после выхода с завода изменились упругие характеристики отключающих пружин. Было оформлено несколько рекламаций, по результатам которых ремонтный завод довольно оперативно отреагировал, и подобные неисправности больше не повторялись.
Нередко ток уставки ВБ снижается после замены поврежденной отключающей пружины: они ломаются довольно часто. Выявляют это, в основном, при проведении ТО-2 на пункте технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ). Там же заменяют неисправные пружины новыми. При этом ток уставки может остаться таким же, а может и уменьшиться в зависимости от соотношения жесткости поврежденной и установленной пружин.
По большому счету, в таком случае аппарат защиты надо снимать и проверять. Однако, согласно требованиям существующей нормативной документации, на ТО-2 аппараты защиты должны проверять и заменять только при нарушении их опломбирования. При замене пружины пломба не нарушается, поэтому формально все делается правильно.
Чтобы оценить возможное отклонение тока уставки ВБ после замены одной из отключающих пружин, в аппаратном цехе депо выключатель ВБ был отрегулирован на ток срабатывания 2000 А. Затем одну из пружин заменили новой из партии, поступившей с завода-изготовителя. Результат замеров оказался совершенно неожиданным: ток уставки выключателя уменьшился до 650 А, т.е. практически втрое, а не как ожидали — в крайнем случае, до 1500 А.
Получив такие наглядные результаты, было решено контролировать смену отключающих пружин в процессе эксплуатации. Для этого их стали окрашивать на всех выключателях ВБ, выходящих из аппаратного цеха (в основном, после ремонта ТР-2). При последующей постановке электровозов на плановые виды ремонта различие цвета пружин укажет на замену отключающей пружины. Поэтому, установив факт замены, снимают выключатель для его проверки и регулировки в аппаратном цехе.
Следует отметить, что если на ПТОЛ отсутствует переходный запас аппаратов защиты и нет возможности заменить ВБ из-за излома отключающей пружины, то ограничиваются заменой пружины. После этого необходимо проверить работу ВБ под контактным проводом, отключив все двигатели, кроме двигателя с контролируемым ВБ.
Затормозив электровоз, следует подать кратковременную токовую нагрузку (до 1500 А) на конкретный двигатель. Если ВБ не срабатывает, значит, электровоз передают в эксплуатацию. Можно быть уверенным, что в рабочем диапазоне токовой нагрузки электровоза данный выключатель не будет срабатывать. Данную проверку удобно выполнять на электровозах, оборудованных микропроцессорной системой МСУД, поскольку она позволяет контролировать токи на каждом двигателе.
На таких локомотивах, как ВЛ80Р, амперметры установлены в цепи только половины тяговых двигателей. Для проверки ВБ, в цепи которого нет измерительного прибора, можно дать нагрузку на группу из двух двигателей, отслеживая ток на соседнем, предполагая, что токи одинаковые. Чтобы предотвратить перемещение электровоза, рекомендуется объединять его с заторможенной сплоткой электровозов. На ПТОЛ это не вызывает затруднений, так как такие сплотки практически постоянно имеются на входе и выходе с ПТОЛ.
Следует остановиться на взаимосвязи тока уставки ВБ и величины нажатия силовых контактов. Достаточно опытные работники знают, что в процессе регулировки при увеличении нажатия контактов уменьшается ток уставки, и наоборот. Данная особенность на ПТОЛ не всегда используется во благо.
Так, при наличии записей в бортовом журнале формы ТУ-152 о срабатывании ВБ слесарь способен уменьшить нажатие силовых контактов, чтобы отреагировать на замечание. Это можно сделать вполне незаметно, если на регулировочных пружинах пломбы поставлены так, что при вращении регулировочных винтов пломба не нарушается. Однако после такого регулирования отгорают силовые контакты.
С другой стороны, при оплавлении или подгаре силовых контактов ВБ идут на то, чтобы регулировкой пружин повысить их нажатие. При этом уменьшается токовая уставка ВБ, и в процессе
Рис. 1. Внешний вид приспособлений для измерения нажатия контак- Рис. 2. Рабочее положение приспособления для измерения нажатия
Источник
Выключатель быстродействующий ВБ-021
Выключатель предназначен для оперативных отключений и защиты тяговых двигателей электровоза от перегрузок и сверхтоков в режимах тяги и рекуперации. Технические данные выключателя следующие:
Номинальное напряжение силовой цепи, В. 2000
Номинальный ток силовой цепи, А. 1000
Ток уставки, А. 2000±100
Пределы регулирования тока уставки, А. 1500-2500
Номинальное напряжение постоянного тока цепи управления, В . . . . 50
Номинальный ток удерживающей катушки, А. 1,3
Номинальное давление сжатого воздуха привода, МПа (кгс/см2) . . . 0,5 (5)
Собственное время отключения при начальной скорости нарастания тока
150 А/мс, не более, мс. 3
Конструкция и принцип действия. Все основные узлы выключателя крепятся на раме, которая состоит из двух изоляционных боковин 33 (рис. 102), склепанных по концам распорками 6, имеющими отверстия для крепления выключателя на электровозе. Между изоляционными боковинами расположены два силумино-вых кронштейна 7 и 31 и привод 3. К кронштейнам прикреплена изоляционная панель 23 с расположенными на ней неподвижным контактом 20, магнитной дугогасительной системой и низковольтными блокировками 27. Контактный рычаг 8, рычаг якоря 9 и электромагнит 2 с удерживающей катушкой 32 и размагничивающей 4 размещены на оси 5, установленной на раме выключателя.
Две отключающие пружины 10 зацеплены одним концом за тягу 12, а другим — за якорь. Усилие обеих пружин через стержень 15 передается на ось 16, установленную на электромагните. Для ограничения перемещения якоря и контактного рычага на крон-
Рис. 102. Быстродействующий выключатель ВБ-021
штейне 7 установлен упор, перемещение электромагнита ограничено штоком привода.
Между контактным рычагом и якорем установлены две группы контактных пружин сжатия 11. Каждая группа состоит из двух концентрически расположенных пружин. Винты 22 служат для регулировки тока уставки путем изменения магнитной проводимости магнитопровода. Торцовые поверхности полюсов электромагнита защищены от попадания твердых частиц резиновой диафрагмой 13, которая закреплена с помощью скобы 14.
Дугогасительная система выключателя состоит из магнитопровода 25, двух дугогасительных катушек 21, полюсов 19 и лабирин-тно-щелевой дугогасительной камеры 18 с деионной решеткой. Верхний рог 17 дугогасительной камеры электрически соединен с подвижным контактом через гибкий шунт и стойку, с которой он шарнирно связан. Нижний рог камеры опирается на неподвижный контакт. Нажатие на неподвижный контакт рогом осуществляется с помощью пружины замка 24.
Для управления потоком воздуха, поступающего в цилиндр привода, установлены электропневматический вентиль 26 и воздухопроводы 1 и 30.
На выключателе применены две универсальные блокировки 28, имеющие по одному размыкающему и замыкающему контакту. Регулировку разрыва и провала контактов блокировок осуществляют винтом 29.
Параллельно размагничивающей катушке включен индуктивный шунт, который увеличивает быстродействие выключателя по мере увеличения скорости нарастания тока за счет снижения динамической уставки, т. е. делает его работу селективной, зависящей от скорости нарастания тока.
Выключатель включается при подаче напряжения на удерживающую катушку электромагнита и катушку включающего электропневматического вентиля (рис. 103). Вентиль включается кратковременно для подачи сжатого воздуха в пневматический привод. Шток пневматического привода поворачивает электромагнит до соприкосновения с якорем. В этом положении якорь притягивается к полюсам электромагнита — выключатель готов к включению. После снятия напряжения с катушки вентиля шток пневматического привода возвращается в исходное положение, также в исходное положение под действием отключающей пружины возвращается электромагнит, увлекая за собой якорь и контактный рычаг. При этом после соприкосновения силовых контактов якорь с электромагнитом за счет избыточного вращающего момента поворачивается до упора на дополнительный угол, обеспечивающий провал силовых контактов.
Выключатель — поляризованного действия. Ток в размагничивающей катушке создает поток в якоре, направленный встречно потоку в якоре от удерживающей катушки. При достижении тока уставки результирующий поток в якоре уменьшается. Якорь под действием сил отключающих пружин отрывается от полюсов элек тромагнита и ударяет по контактному рычагу. Выключатель отключается.
Принудительное отключение выключателя осуществляется снятием напряжения с удерживающей катушки электромагнита. Электрическая дуга, возникающая при расхождении силовых контактов, гасится в дугогасительной камере.
Источник
Выключатель быстродействующий ВБ-021
Выключатель быстродействующий (ВБ) (рис. 41) предназначен для защиты тяговых двигателей электровоза при аварийных режимах работы.
Все основные узлы крепят на раме, которая состоит из двух боковин и распорок, имеющих отверстия для крепления выключателя. Между боковинами размещены силуминовые кронштейны и привод. На кронштейнах установлена панель с неподвижным контактом, дугогасительной системой и блокировками с винтом и пружиной для регулирования. На раме закреплена ось, на которой находятся контактный рычаг и рычаг якоря, а также электромагнит с удерживающей и размагничивающей катушками. Винты в магнитопроводе служат для регулирования тока уставки путём изменения магнитной проводимости магнитопровода.
Рис. 41. Выключатель быстродействующий ВБ-021.
Две отключающие пружины создают усилие между якорем и тягой, которое через стержень передаётся на ось электромагнита, прижимая его к упору-штоку привода. Перемещение якоря и контактного рычага ограничено упором на кронштейне. Контактный рычаг и якорь прижаты друг к другу пружинами сжатия.
Дугогасительная система состоит из магнитопровода, двух дугогасительных катушек, полюсов и лабиринтно-щелевой дугогасительной камеры с деионной решёткой. Верхний рог камеры соединён с подвижным контактом гибким шунтом, нижний – опирается на неподвижный контакт, нажатие осуществляется при помощи пружины замка.
Для управления пневматическим приводом установлены электропневматический вентиль и воздухопроводы. Параллельно размагничивающей катушке включен индуктивный шунт, который ускоряет быстродействие выключателя в зависимости от нарастания тока. На выключателе применены две универсальные блокировки с сочетанием контактов: один размыкающий и один замыкающий.
Регулировка зазора и провала контактов блокировок осуществляется винтом, переключение – пружиной.
Рис. 42. Структурная схема выключателя быстродействующего.
Оперативное включение (рис. 42) выключателя осуществляется путем подачи напряжения на удерживающую катушку электромагнита и включающую катушку (электромагнитного вентиля).
Электромагнитный вентиль включается кратковременно для подачи сжатого воздуха в пневматический привод. Шток пневматического привода поворачивает электромагнит до соприкосновения с якорем.
В этом положении якорь притягивается к полюсам электромагнита – выключатель готов к включению, главные контакты разомкнуты.
После снятия напряжения с катушки вентиля шток пневматического привода возвращается в исходное положение. В исходное положение также, под действием отключающих пружин, возвращается электромагнит, увлекая за собой якорь и контактный рычаг, главные контакты замыкаются. При этом, после соприкосновения главных контактов, якорь с электромагнитом за счет избыточного вращающего момента поворачивается до упора на дополнительный угол, обеспечивающий провал главных контактов.
Выключатель поляризованного действия. Ток в размагничивающей катушке создает поток в якоре, направленный встречно потоку в якоре от удерживающей катушки.
При достижении тока уставки результирующий магнитный поток в якоре уменьшается. Якорь под действием сил отключающих и контактных пружин отрывается от полюсов электромагнита и ударяет по контактному рычагу. Выключатель отключается. Электрическая дуга, возникающая при расхождении главных контактов, гасится в дугогасительной камере.
Принудительное отключение выключателя осуществляется снятием напряжения с удерживающей катушки электромагнита.
Источник
Лабораторная работа № 10 Исследование быстродействующего выключателя ВБ-021
Лабораторная работа № 10
Исследование быстродействующего
выключателя ВБ-021
Цель: изучение конструкции, схемы включения, причин срабатывания, особенностей эксплуатации, ремонта и регулировки быстродействующего выключателя ВБ-021.
Быстродействующие выключатели ВБ-021 применяются на электровозах переменного тока с рекуперативным торможением (ВЛ80Р, ВЛ65, ВЛ85, ЭП1 и т. д.)
Выключатель предназначен для защиты тяговых двигателей электровоза при аварийных токах в режимах тяги, рекуперации и нечастых оперативных отключениях.
3.2. Технические данные быстродействующего выключателя ВБ-021
1. Номинальное напряжение главной цепи, В
2. Номинальный ток главной цепи, А
3. Ток уставки, А
4. Пределы регулирования тока уставки, А
5. Номинальное напряжение постоянного тока цепи управления, В
6. Номинальный ток удерживающей катушки, А
7. Номинальное давление сжатого воздуха привода, МПа
8. Собственное время отключения, мс, при начальной скорости нарастания тока 150, А/мс, не более
Все основные узлы выключателя крепятся на раме, которая состоит из двух боковин 33 (рис. 3.1) и распорок 6, имеющих отверстия для крепления выключателя. Между боковинами размещены силуминовые кронштейны 7, 31 и привод 3. На кронштейнах установлена панель 23 с неподвижным контактом 20, дугогасительной системой и блокировками 27 с винтом 29 и пружиной 28 для регулирования. На раме закреплена ось 5, на которой находятся рычаги контактный 8 и якоря 9, а так же электромагнит 2 с удерживающей 32 и размагничивающей 4 катушками. Винты 22 служат для регулирования тока уставки путем изменения магнитной проводимости магнитопровода.
Две отключающие пружины 10 создают усилие между якорём и тягой 12, которое через стержень 15 передаётся на ось 16 электромагнита, прижимая его к упору-штоку привода. Перемещение якоря и контактного рычага ограничено упором на кронштейне 7. Контактный рычаг и якорь прижаты друг к другу пружинами сжатия 11. Полюсы электромагнита и прилегающая поверхность якоря защищены от попадания твёрдых частиц резиновой диафрагмой 13, закреплённой с помощю скобы 14.
Дугогасительная система выключателя состоит из магнитопровода 25, двух дугогасительных катушек 21, полюсов 19 и лабиринтно-щелевой дугогасительной камеры 18 с деионной решёткой. Верхний рог 17 камеры электрически соединён с подвижным контактом через гибкий шунт; нижний – опирается на неподвижный контакт; нажатие осуществляется при помощи пружины замка 24.
Для управления пневматическим приводом установлены электропневматический вентиль 26 и воздухопроводы 1 (изоляционный) и 30. В параллельно размагничивающей катушке включён индуктивный шунт, который ускоряет быстродействие выключателя при увеличении скорости тока за счёт снижения динамической уставки, т. е. делает его работу селиктивной, зависящей от скорости нарастания тока.
Рис. 3.1. Выключатель быстродействующий ВБ-021
Выключатель включается при подаче напряжения на удерживающую катушку электромагнита и катушку включающего электропневматического вентиля (рис. 3.2). Последний включается кратковременно для подачи сжатого воздуха в привод. Шток привода поворачивает электромагнит до соприкосновения с якорем и якорь притягивает к полюсам электромагнита – выключатель готов к включению. После снятия напряжения с катушки вентиля электромагнит под действием отключающих пружин поворачивается до упора, увлекая за собой якорь и контактный рычаг.
При этом после соприкосновения силовых контактов между якорем и рычагом образуется зазор, обеспечивающий провал силовых контактов.
Выключатель – поляризованного действия. Ток в размагничивающей катушке создаёт поток в якоре, направленный встречно потоку в якоре от удерживающей катушки.
При достижении тока уставки результирующий поток в якоре уменьшается и якорь под действием сил отключающих пружин отрывается от полюсов электромагнита и ударяет по контактному рычагу, выключатель отключается.
Рис. 3.2. Схема быстродействующего выключателя ВБ-021
Принудительное отключение выключателя осуществляют снятием напряжения с удерживающей катушки электромагнита. Электрическая дуга, возникающая при расхождении силовых контактов, гасится в дугогасительной камере.
3.4. Цепи управления ВБ-021 электровоза ВЛ80Р
Силовые контакты быстродействующего выключателя в цепи тяговых двигателей электровоза 80Р имеют обозначение 51–54.
ВБ-021 имеет две катушки: удерживающую 51 
54 уд и включающую 51 
54 вкл. Для включения быстродействующих выключателей 51–54 необходимо:
1) включить автоматические выключатели ВА1 и ВА2 на блоке автоматов 2/5, которые подают напряжение +50 В на проводе Н146 (рис. 3.3);
2) включить кнопки “Пантограф передний” (или “ Пантограф задний”), “Выключение ГВ”; кратковременно (1–3 с) включить кнопку “Выключение ГВ и возврат реле”; эти операции обеспечивают включение главного выключателя 4 и промежуточного реле 207.
Рис. 3.3. Цепи управления быстродействующих выключателей 51–54
Замыкаются блокировки 4 главного выключателя и блокировка 207 (провод 34), подаётся напряжение +50 В на удерживающие и включающие катушки быстродействующих выключателей 51–54 по двум параллельным цепям: провод Н146, блокировки главных выключателей 4, провода Н15 и Н16, блокировки переключателей 81–82, провода Н17 и Н18, блокировки переключателя БП в тяговом режиме (временно шунтированы), провода Н19 и Н20, блокировки реле 264, провода Н23 и далее через соответствующие блокировки разъединителей тяговых двигателей ОД1–ОД4.
Быстродействующие автоматы 51–54 включаются и блокируются нормально замкнутыми собственными контактами.
Блокировка реле 264 в цепях удерживающей и включающей катушек осуществляется контроль включения быстродействующих выключателей только на позициях “0” и “ПО” главной рукоятки, когда ток якоря тягового двигателя равен нулю.
При передвижении главной рукоятки контроллера машиниста в рабочее положение, когда отключается реле 264, быстродействующие выключатели остаются включенными.
При этом удерживающие катушки получают питание через соответствующие блокировки контактов 129 и 130, шунтирующих контакты реле 264.
В случае отключения переключателей 81 (82) или контакторов 129 (130) отключается соответствующая группа быстродействующих выключателей 51, 52 (53, 54). При отключении разъединения ОД1 (ОД2-ОД4) отключается быстродействующий выключатель, стоящий в той же цепи тягового двигателя, что и разъединитель.
Конденсаторы 161–164, установленные в цепи удерживающих катушек, служат для защиты блок-контактов главного выключателя от перенапряжений, возникающих при отключении главного выключателя.
Перенапряжения возникают в цепи с большой индуктивностью удерживающих катушек быстродействующих выключателей.
Подача питания (+50 В) удерживающим катушкам, при передвижении электровоза от деповского источника тока, осуществляется включением соответствующих разъединителей 19 и 20. При этом блокировки с проводами Н146 разъединителей 19 и 20 шунтируются разомкнутыми блок-контактами главного выключателя 4 и реле 246.
Отчет должен содержать:
1. Наименование и цель работы.
2. Устройство ВБ-021; кинематическая схема.
3. Технические данные.
4. Силовую схему.
5. Цепь управления автоматом.
7. Список литературы.
3.5. Контрольные вопросы
Назначение автомата, его место в силовой цепи электровоза. Схемы включения и отключения ВБ. Работа механизмов включения и отключения ВБ. Порядок работы ВБ при автоматическом отключении. Чем обеспечивается нажатие силовых контактов. Назначение индуктивного шунта. Регулировка тока уставки. Влияние тока в удерживающей катушке на ток уставки. Распределение магнитных потоков в магнитопроводе ВБ. Причины отключения ВБ. Влияние нагрева удерживающей катушки на ток уставки.
1. Тихменев, состав электрических железных дорог. Теория работы электрооборудования / , . – М.: Транспорт, 1999.
2. Захаренко, электрические аппараты: Учеб. для вузов ж.-д. транспорта / . – М.: Транспорт, 1991.
3. Электровоз ВЛ85. Руководство по эксплуатации. – М.: Транспорт, 1992.
Источник