Реле заземления (РЗ) служит для снятия нагрузки с тягового генератора при пробое изоляции на корпус. На большинстве тепловозов установлены РЗ типа Р-45Г2-11 (сопротивление катушки 0,106 Ом, ток срабатывания 10 А).
По конструкции реле заземления (рис. 7.27, а) отличается от реле управления типа Р-45М наличием зашелки, удерживающей якорь в притянутом положении после срабатывания, а также усиленной изоляцией катушки.
Катушка реле РЗ последовательно с разъединителем ВРЗ и резистором СРЗ включена между корпусом тепловоза и минусовым зажимом тягового генератора (рис. 7.27, б). При пробое изоляции на корпус часть тока проходит от плюса генератора Г, через корпус тепловоза, катушку РЗ, резистор СРЗ, выключатель ВРЗ, минус генератора Г. Реле срабатывает, и его контакты отключают контакторы возбуждения возбудителя и генератора, в результате чего снимается напряжение с генератора Г, а реле становится на защелку.
Реле заземления срабатывает при повреждении изоляции, когда оголившийся проводник в силовой цепи касается металлических частей тепловоза, а также при перебросах дуги на корпус в тяговых электродвигателях или тяговом генераторе. Следует заметить, что пробой изоляции в участках цепи, расположенных вблизи подключения реле заземления, не вызывает срабатывания реле из-за малого значения падения напряжения на этой части цепи. Реле может сработать, если потенциал в точке пробоя изоляции относительно
Рис. 7.27. Реле заземления: а - конструкция; б - схема включения в цепь тепловоза ТЭЗ: 1- панель; 2- упорная шпилька; 3- магнитопровод (скоба); 4- катушка; 5- сердечник; 6, 9, 11 - пружины; 7- рычаг защелки; 8- якорь; 10- винт; 12- подвижной контакт; 13- неподвижный контакт; 11 - падение напряжения при 1г = 2000 А и Уг = 620 В; стрелки - направление тока при заземлении в силовой цепи корпуса ие менее 80 -90 В. Часть элементов силовой цепи - обмотки возбуждения двигателей, контакторы и резисторы ослабления возбуждения, реверсор, шунт амперметра -- не защищена от заземления, поэтому эти цепи необходимо проверять особенно тщательно. Нельзя допускать ^замыкания на корпус в минусовых цепях, так как при появлении «земли» даже в плюсовых непях реле заземления не сработает, а это приведет к повреждениям электрического оборудования с возникновением очага пожара.
После срабатывания реле, прежде чем освободить защелку, необходимо определить причину включения аппарата. Если обнаружено постоянное заземление плюсовой стороны силовой цепи, причем электродвигатели и генератор не повреждены, то можно рубильник реле отключить и продолжать следование с поездом.
Однако такая мера допустима только как временная (аварийная): при первой возможности заземление силовой цени должно быть устранено и рубильник реле снова включен.
Для повышения надежности тепловозов за счет своевременного обнаружения замыканий на корпус в любой точке силовой цепи в последнее время применяются реле заземления типа РМ-1110. Реле состоит из электромагнита 1 и блока контактов, установленных на панели 5 (рис. 7.28). Электромагнит включает в себя ярмо 12, якорь 9, сердечник 11, удерживающую РЗ (У) и рабочую РЗ (Р) катушки.
Якорь 9 прикреплен к противовесу 2, поворачивающемуся вокруг оси 4, размешенной в пазу ярма 12. Сердечник 11 электромагнита закреплен на ярме при помощи пружинного плоского кольца 14. Блок контактов состоит из колодки, на которой укреплены один замыкающий и один размыкающий контакты. Каждый контакт имеет две пары контактов, соединенных последовательно. При включении электромагнита траверза 6 перемещает подвижные контакты 7, вследствие чего замыкающий контакт замыкается с неподвижным 8, а размыкающий - размыкается. Контакты реле имеют серебряные наплавки. Реле закрыто кожухом. Для регулировки нажатия возвратной пружины 3 используется винт (упор) 13. Обмотки катушек размещены в пластмассовых обоймах и залиты эпоксидным компаундом. Ход якоря регулируется винтом (упором) 10.
Реле имеет следующую техническую характеристику.
Номинальное напряжение, В 110
Наирячение изоляции, В 900
Номинальный ток, А 1
Ток рабочей катушки (ток установки), А 0,04
Ток удерживающей кагушки, А 0,16
Раствор контактов, мм 1 - 1,5
Конечное нажатие контактов, Н 0.25 1
Удерживающая катушка постоянно включена на напряжение цепи управления тепловоза 75 или ПО В через соответствующий
резистор (440 или 605 Ом), но ее м. д. с. недостаточна для включения реле. Если в силовой цепи тепловоза произошло замыкание па корпус, то через рабочую катушку реле будет протекать ток. Так как м. д. с. обмоток РЗ (Р) и РЗ (У) направлены согласно, то в результате их совместного действия реле включится и якорь притянется к сердечнику. Траверса..прикрепленная к якорю, произведет переключение контактов. При снятии напряжения с катушки РЗ (Р) реле останется под действием м. д. с. катушки РЗ (У) во включенном, состоянии. Для отключения его необходимо снять напряжение с удерживающей катушки при помощи кнопки КРЗ (рис. 7.29). Для повышения быстродействия реле не имеет затолки, а ее функции выполняет катушка РЗ (У).
Настройка реле производится следующим образом: устанавливается в удерживающей катушке ток 0,16 А, регулируя винтом 13 нажатие возвратной пружины 3 (см. рис. 7.28) добиваются, чтобы реле сработало при токе в рабочей катушке 0,04 А. Отключение роле должно произойти при токе катушки РЗ (У) в пределах 0,112 0,008 А и выключенной катушке РЗ(Р).
Катушка РЗ(Р) подключена к выпрямительному мосту ВЯЗ, кото рый соединен с корпусом тепловоза и через рубильник ВР32 с делителем напряжения СР32 - СРЗІ. Резистор СР31 соединен с «минусом» тягового генератора 1', а СР32 через рубильник ВР31 -с его «плюсом». Такое подключение катушки РЗ(Р) обеспечивает
Рис. 7.30. Реле боксования типа РК-221: а - конструкция реле; б, в, г- схемы включения катушки реле при последовательном и параллельном соединении двигателейсрабатывание реле заземления при повреждении изоляции в любой точке силовой цепи. Например, при замыкании на корпус плюсового провода ток по рабочей катушке потечет по следующей пепи: плюс генератора Г, корпус тепловоза, диод Д2, резистор СРЗЗ, катушка РЗ(Р), диод ДЗ, рубильник ВР32, резистор СР31, шунт амперметра 104, обмотка добавочных полюсов, минус Г (на рис. 6.33 сплошные стрелки).
Если произошло замыкание минусового провода в точке А, то создается следующая цепь: плюс Г, рубильник ВР31, резистор СР32, рубильник ВР32, диод Д4, катушка РЗ(Р), диод Д1, корпус тепловоза, место пробоя А, шунт амперметра 104 и далее на минус Г, (на рис. 7.29 показано штриховой линией стрелки). Ток независимо от места повреждения изоляции по рабочей обмотке РЗ(Р) протекает в одном направлении.
Следует отметить, что при отключении неисправного электродвигателя необходимо выключить и рубильник ВР31, так как при появлении нагрузки реле РЗ будет срабатывать.
При отключении рубильника ВР32 реле заземления отключается полностью.
Реле боксования (РБ1. РБ2, РБЗ) позволяет своевременно обнаружить боксование колесных пар, частично снять нагрузку с электродвигателей для прекращения боксования и подать сигнал машинисту о его возникновении. Три реле боксования (два тина РК-221 и одно РК-231), смонтированные на панели и закрытые кожухом, образуют блок ББ-320 А.
Реле (рис. 7.30, сі) имеет незамкнутую магнитную систему. На кронштейне 3 смонтирована катушка 2 с коротким сердечником 12. Якорь 7 с вырезом в средней части качается на оси 8, проходящей через кронштейн. В нижней части к якорю винтом прикреплен плунжер 9, входящий внутрь катушки. Для предотвращения прилипания плунжера к сердечнику на торец плунжера припаивают латунный диск толщиной 0,33 мм. В верхней части к якорю на плоской пружине прикреплен двусторонний контакт 5 (перекидной).
При обесточенной катушке нижний коней якоря оттянут пружиной 1/, а подвижной контакт 5 замкнут с задним неподвижным контактом 4. Когда ток проходит по катушке 2, создается поток, замыкающийся через сердечник 12, кронштейн 3, воздушный зазор между кронштейном и якорем, плунжер и воздушный зазор между плунжером и сердечником. Пели поток достаточен для преодоления силы натяжения пружины, якорь притягивается к катушке. При этом подвижной контакт размыкается с неподвижным 4, питание катушки контактора возбуждения возбудителя прекращается, одновременно замыкается подвижной контакт с неподвижным контактом 6, обеспечивая питание зуммера. Машинисту подаются звуковой и световой сигналы о боксовании колес.
Принцип обнаружения боксования основан на сравнении па-пряжений (при последовательном соединении двигателей) или токов (при параллельном включении) тяговых двигателей боксу го-шей и небоксующей колесных нар. Снижение тока в катушке (вследствие уменьшения и,) вызывает уменьшение силы ее притяжения, и пружина возвращает якорь в первоначальное положение. Ток, при котором якорь отойдет от катушки, определяется тем, насколько усилился магнитный поток после срабатывания реле (поток увеличивается из-за уменьшения воздушного зазора между якорем и сердечником). Так как общий воздушный зазор по сравнению с зазором между якорем и сердечником достаточно велик, то уменьшение его мало сказывается на усилении магнитного потока. Следовательно, для отпадания якоря необходимо очень небольшое уменьшение тока, что весьма важно для правильной работы реле.
При последовательном соединении двух электродвигателей в схеме электропередачи (рис. 7.30, б) катушка реле РБ1 включается в диагональ моста, плечи которого образованы якорями электродвигателей 1 и 6 и двумя резисторами СРБ1, равными но значению. Когда боксование осей, привод которых осуществляетсяэлектродвигателями У и 6, отсутствует, мост уравновешен и в катушке реле ток не протекает. При появлении боксования напряжение на зажимах электродвигателя боксующей оси увеличивается, а напряжение па зажимах другого электродвигателя уменьшается, равновесие моста вследствие этого нарушается, в катушке реле' появляется ток, который вызывает срабатывание реле. При параллельном соединении электродвигателей (рис. 7.30, в) и боксовании первой колесной пары э. д. с. ее электродвигателя возрастает, потенциал точки а уменьшится и ток потечет от точки б к точке а. Боксоваыие второй колесной нары вызовет протекание тока в обратном направлении. Таким образом, ток любого направления вызовет срабатывание реле, если он достиг заданного значения.
Рассмотренные схемы при одновременном боксовании с примерно равными скоростями колесных пар боксования не обнаружат. Поэтому на современных тепловозах используется схема, показанная на рис. 7.30, г. Предположим, боксует колесная пара с тяговым электродвигателем У; потенциал точки а уменьшится, и через катушку реле РБ потечет ток от точки с большим потенциалом б или в через диод Д2 (ДЗ), катушку РБ, диод Д4 к точке а. Рассматриваемая схема обнаруживает боксование, если имеется хотя бы одна не-боксуюшая колесная пара.
Ток включения реле изменяется винтом 10 (см. рис. 7.30, а). регулирующим натяжение пружины; при вывертывании винта ток уменьшается. Можно также регулировать реле винтом плунжера 9. После регулировки необходимо снова проверить ток включения. Требуемый зазор между контактами устанавливают изменением положения неподвижных контактов. Катушки реле боксования Р-46Б1 и РК-22! имеют сопротивление 5,26 и 5,1 Ом.
Реле обрыва полюсов (РОП) типа Р-45Г5-11 предназначено для снятия нагрузки с тягового генератора при обрыве обмотки возбуждения тягового электродвигателя. Конструкция его аналогична реле заземления. Включение реле в схему тепловоза (см. на вкладке рис. 11.1).
Реле ограничения тока (РТ) служит для зашиты тягового генератора от перегрузки. На тепловозах ТЭМ2 устанавливают реле типа Р-27А, которое смонтировано на панели У, где также установлены резисторы с двумя независимыми регулируемыми секциями I и II (рис. 7-31, а, б). На тепловозах ТЭ1, ТЭ2 и ТЭМ1 используют реле типа Р-47А-0, которое отличается только некоторыми параметрами. Данные, относящиеся к этому реле, приведены в скобках. Реле ограничения тока имеет две катушки: токовую 2 и напряжения 5 с сердечником 4, смонтированные на кронштейне 6 Г-образной формы. Токовая катушка имеет 1 (1,25) виток, выполненный из шинной меди 12,5X20 (8X18) мм. Она рассчитана на ток 1100 (750) А.
Рис. 7.31. Реле ограничения тока: а - устройство реле; б - схема включения в цепь тепловоза, реле показано во включенном положении; сплошными стрелками показано направление тока срабатывания, штриховыми направление тока после срабатывания реле
Легкий якорь 11 с вырезом в средней части качается на оси 10, в нижней части к якорю винтом 12 кренится плунжер 3 с латунной наплавкой, входящий внутрь токовой катушки. Вверху к якорю прикреплен двусторонний серебряный контакт 8, расположенный между двумя неподвижными контактами 9 и 7. При обесточенных катушках нижний конец якоря оттягивается пружиной 13, вследствие чего подвижной контакт 8 замкнут с задним неподвижным контактом 7, к которому присоединен резистор У.
Токовая катушка включена в цепь одной параллельной группы тяговых электродвигателей, а катушка напряжения (вибрационная) -- в непь обмотки возбуждения возбудителя Ш1 - 1112 последовательно с подвижным контактом 8. В зависимости от положения этого контакта ток в катушке напряжения меняет свое направление.
Пели замкнуты контакты 8 и 7, то катушка напряжения включена параллельно резистору СВВН обмотки возбуждения возбудителя В, при этом направление тока таково, что поток катушки напряжения действует согласно с потоком токовой катушки. Если замкнуты контакты 8 и 9, то катушка напряжения включается параллельно обмотке возбуждения возбудителя, направление тока меняется и поток катушки напряжения действует против потока токовой катушки.
При токе 860 (660) Л в токовой катушке якорь реле притягивается к сердечнику и размыкает контакты 8 и 7, при этом катушка напряжения выключается, усилие, действующее на якорь, умень-
іііается и он пол действием пружины занимает первоначальное положение. Пели нагрузка в силовой цепи не снижается, то процесс повторяется, что приводит к вибрации якоря у размыкающего контакта 7. При увеличении тока в силовой цени вибрация происходит между двумя неподвижными контактами 9 и 7, а затем постепенно переходит на замыкающий контакт 9.
Когда контакт 8 замкнется с контактом 9, направление тока в катушке напряжения реле изменяется, т. е. магнитный поток ее противодействует токовой катушке (на рис. 7.31, б направление тока показано штриховыми стрелками). Вследствие этого пружина оттянет контакт 8, цепь катушки напряжения разорвется и магнитный поток ее исчезнет. Следовательно, результирующий поток реле возрастет и якорь реле займет первоначальное положение (контакты 8 и 9 замкнутся). Это и приводит к вибрации якоря. Вибрация контакта 8 увеличивает сопротивление в цепи обмотки возбуждения возбудителя, а это снижает ток возбуждения и напряжение тягового генератора. Если ток в цепи электродвигателей продолжает расти, то контакт 8 притягивается к переднему контакту 9, который соединен с резистором 1/, включенным параллельно обмотке возбуждения возбудителя. Ток в обмотке становится еще меньше, напряжение возбудителя резко падает, вызывая снижение мощности тягового генератора.
Если нагрузка генератора все же не уменьшается, то дальнейшее падение напряжения тягового генератора (а следовательно, и скорости движения) приведет к остановке тепловоза. Параллельно контактам 8 и 7 включен конденсатор с резистором, предназначенный для уменьшения подгорания контактов.
Ток в катушке напряжения регулируется изменением сопротивления секции 1, а в токовой катушке - винтом 14 пружины 13. Зазор между контактами 1,2 1,6 мм. Чтобы обеспечить требуемое соотношение токов в катушке напряжения и токовой, одновременно регулируют сопротивления в секциях 1 и 1/. Регулировка реле изменением положения плунжера 3 производится на реле, снятом с тепловоза. Нельзя допускать заклинивания реле ограничения тока, так как это может вызвать перегрузку тягового генератора.
Реле давления масла (РДМ1, РДМ2) защищают детали дизеля от возможного задира трущихся поверхностей при понижении давления в масляной системе. На тепловозах ТЭМ1 и ТЭМ2 устанавливается по одному реле давления масла, которые предназначены для остановки дизеля при падении давления масла ниже 160 кііа. На тепловозах ТЭЗ типов 2ТЭ1 16 и др. применяется два реле давления масла: одно (РДМ1) контролирует давление масла на низших позициях контроллера, а другое РДМ2 на высших позициях. На тепловозах типа 2ТЭ10Л при падении давления ниже 50 кПа дизель останавливается, а при уменьшении давления масла на высших позициях до 90-100 кПа - с дизеля снимается нагрузка. Схема реле РДК-3 показана на рис. 7.32. При увеличении давления масла выше заданного значения рычаг 3 поворачивается против часовой стрелки (иод действием давления Р), а его правый конец освобождает кнопку микропереключателя 8 и контакты замыкаются. Если давление уменьшилось, рычаг под действием пружины 4 начнет поворачиваться по часовой стрелке, и при достижении установленного давления правый конец рычага нажмет на кнопку микропереключателя и контакты разомкнутся. Настройка реле производится изменением затяжки пружины. После настройки винт 6 стопорится пробкой 7. Настройка реле на срабатывание 0-250 кПа.
Реле комбинированное (КРМ) контролирует давление масла в масляной системе дизеля и температуру воды и масла в системах тепловоза. Контакты реле в электрической схеме предотвращают пуск дизеля и снимают нагрузку с дизеля, если давление масла ниже допустимого, также снимается нагрузка с дизеля, если температура воды и масла в системе тепловоза достигла предельных значений. Комбинированное реле изготавливают с датчиками давления или с датчиками температуры. Уставка срабатывания реле 0,01 -1 МПа и 0 - 125 °С. Принцип действия реле основан на уравновешивании силы, создаваемой давлением контролируемой среды на сильфон и пружину.
Реле, измеряющие температуру, имеют датчик, представляющий собой термобаллон, заряженный специальным наполнителем, который совместно с капиллярной трубкой и сильфоном образует герметичную термосистему. При изменении температуры контролируемой среды, окружающей термосистему, объем жидкости в ней изменяется и воздействует на сильфон. При повышении давления контролируемой среды сильфон 4 растягивается, преодолевая сопротивление пружины 6 (рис. 7.33), и вместе с толкателем 5 перемещается вверх, нажимает на рычаг переключателя 9, контакты 8 переключаются. При уменьшении давления пружина сжимает сильфон, что приводит к обратному переключению контактов. Для настройки прибора служит винт 7. С 1985 г. вместо температурных реле КРМ на тепловозах устанавливают датчики -- реле температуры Т-35.
Реле давления воздуха (РДВ) типа АК-ПБ контролирует давление воздуха в тормозной магистрали. При давлении менее 0,35 МПа реле сбрасывает нагрузку с дизеля, чем предотвращает трогание
Рис. 7.32. Реле давления масла типа РДК-3:
/- сильфон; 2 шток сильфона; 3 рычаг; 4- пружина; 5. 7- пробки; 6- винт ходовой; 8-- микропереключатель
Рис. 7.33. Реле комбинированное КРМ: Рис. 7.34. Реле давления
1 ниппель; 2 прокладка; Я корпус; воздуха ■1 сильфом; 5- толкатель; в пружина: 7- винт; #- контакты; 9- переключатель; 10 - разъем штепсельныйтепловоза при недостаточном давлении воздуха в тормозной магистрали. Реле замыкает свои контакты при давлении воздуха свыше 0,5 МПа.
На рис. 7.34 реле показано в состоянии, когда давление воздуха.мало и контакты реле разомкнуты. При увеличении давления воздуха мембрана 8 вместе со штоком 3 перемешаются влево, преодолевая усилия пружины 2 и поворачивая рычаг 4 вокруг оси 7. Подвижной контакт 6 замыкается с неподвижным контактом 5, создавая цепь питания контакторов возбуждения генератора и возбудителя. Реле регулируется на замыкание контактов винтом 1, а на размыкание винтом 5. Раствор контактов 6 12 мм.
Дифференциальный манометр (КДМ) предназначен для измерения разрежения в картере дизеля и остановки его в том случае, если в картере появится давление. Каналы манометра заполнены жидкостью (подсоленная вода с хромпиком). Левый канал соединен трубкой с картером дизеля, а в правый вставлена колодка с контактами, которые включены в цепь катушки реле управления РУ7. В верхней части манометра расположено отверстие, соединенное с атмосферой; к передней части привернута шкала. При неработающем дизеле в обоих каналах жидкость должна устанавливаться на нулевом делении, а при работе в картере дизеля должно быть разрежение в пределах 0,1 0,6 кПа. Контакты не должны касаться друг друга; их устанавливают на 15 мм выше нулевого деления. При повышении давления до 0,3-0,35 кПа жидкость поднимается в правом канале настолько, что замыкает контакты, чем создается цепь питания катушки реле.
Трубчатые предохранители типа ПР на тепловозах защишают низковольтные цепи от перегрузок и коротких замыканий. На тепловозах применяются два вида предохранителей -- разборные и неразборные. Предохранители в цепях управления, освещения вспомогательных электродвигателей имеют плавкие вставки от 5 до 20 А (неразборные). Они представляют собой медную проволоку диаметром от 0,19 до 0,44 мм. В этих цепях устанавливают автоматы, обеспечивающие защиту при перегрузках.
В цепях аккумуляторных батарей предохранители имеют вставки на 160 и 100 А, в цепях вспомогательных генераторов - на
125 и 80 А, в цени электродвигателя маслопрокачиваюшего насоса.....
на 100 А (разборные). Разборный предохранитель (рис. 7.35, а)
состоит из фибровой трубки 2, в которую помещена плавкая вставка 3 из листового цинка толщиной 0,6 мм. Вставка болтами прикреплена к контактным ножам 1, которые врубаются в пружинящие контактные стойки, соединенные с соответствующей цепью. Вставка перегорает, когда по ней проходит ток, превышающий номинальное значение для данного предохранителя. Трубку заполняют асбестовой бумагой, толченым мелом, кварцевым песком или мраморной крошкой, которые способствуют гашению дуги и защищают трубку от выгорания.
Извещатель (датчик) пожарный локомотивный типа ИПЛ (ДТ1 - ДТ21) предназначен для включения пожарной сигнализации при появлении очага пожара и повышении температуры в месте установки извещателя до 105 115 °С. Извещатель (рис. 7.35, б) состоит из основания 4 и крышки 5, в которой установлены пружинные контакты 6, соединенные между собой заклепкой 7. Если температура повысилась до указанного значения, заклейка расплавляется, контакты 6 расходятся на 6- 8 мм и прерывают электрическую цепь.
Конечные выключатели нажимные и рычажные ВПК-21 10, ВПК-2112 и ВК-220 (БД1 - БД4) служат для блокирования открытых дверей аппаратных камер, шкафов выпрямительной установки и валоповоротного механизма (105). Они переключают контакты при нажатии на их шток или рычаг. В исходное положение контакты возвращаются пружиной.
⇐ | Аппараты автоматического управления и регулирования | | Рудая К. И., Логинова Е. Ю. Тепловозы. Электрическое оборудование и схемы. Устройство и ремонт | | Остальные аппараты | ⇒