Выключатель быстродействующий предназначен для защиты электрооборудования тягового привода от токов короткого замыкания. Отсек снабжен вентиляционной решеткой для доступа воздуха. Выключатель является расцепителем максимального тока прямого действия, не содержащего каких-либо электронных цепей управления. Включение выключателя производится путем подачи управляющего напряжения по определенному алгоритму на его катушку.
Выключатели оснащаются расцепителями непосредственного действия для токов протекающих в двух направлениях. Настройка уставки срабатывания расцепителя осуществляется независимо для каждого направления протекания тока, в рамках установленного диапазона настройки.
Рис. 58. Выключатель быстродействующий
Механизм привода быстродействующего выключателя IR2015SV производства Microelettrica scientifica (приведен на рисунке) — независимый, со свободным расцеплением, с приводом от электромотора. Главные контакты удерживаются в закрытом положении по средством электромагнитной удерживающей катушки.
Для формирования этого алгоритма служит панель управления выключателем, (2) которая по командам БУТП обеспечивает:
- формирование включающего импульса напряжения катушки;
- перевод ВБ в режим электрического удержания с током 5% от тока замыкания;
- выключение ВБ путем прерывания тока удержания.
Выключатель быстродействующий закреплен в стальном сварном каркасе при помощи 4-х болтов (3) и двух поддерживающих изолированных шпилек (1). Два круглых соединителя служат для передачи сигналов управления выключателем и сигналов вспомогательных контактов ВБ.
Подключение силовых внешних кабелей осуществляется к шинам выключателя.
Работа выключателя
Включение ВБ осуществляется БУТП с выдержкой времени (5-10сек.), после включения аккумуляторной батареи и подачи напряжения (54-82в) на контейнер тягового привода, так как в блоке управления тяговым приводом формируется команда управляющему реле системы управления ВБ на его включение.
Если, в результате какой-либо неисправности быстродействующий выключатель не включился, то БУТП автоматически повторяет три попытки включения ВБ, после чего формируется сигнал «Блокировка ВБ», запрещающий дальнейшее включение выключателя, и на монитор машиниста выдается сигнал о неисправности тягового привода («Неисправность ТП»). При отключении быстродействующего выключателя ВБ в процессе работы привода по сигналу БУТП или по сигналу его собственной защиты от тока КЗ БУТП автоматически производит повторное включение ВБ. Выдержка времени! на повторное включение (4,5 – 5,5сек), но не более трех раз в течение 30 сек, после чего формируется сигнал «Блокировка ВБ». При выключении ВБ линейный контактор (ЛК) выключается.
Рис. 59. Устройство ВБ: 301 – верхний силовой контакт, 302 – нижний силовой контакт, 303 – кронштейн крепления выключателя, 304 – демпфер, 305 – дугагасительная камера, 306 – неподвижный главный контакт, 307 – подвижный главный контакт, 308 – неподвижный дугагасительный контакт, 309 – подвижный дугагасительный контакт, 310 — удерживающий соленоид, 311 – электромотор, 312 – вспомогательные контакты, 313 – низковольтный разъем, 314- шток уставки расцепителя, 315 – плата управления, 316 – концевой выключатель
Срабатывание ВБ по команде БУТП
Срабатывание ВБ при перенапряжении в контактной сети. При появлении повышенного напряжения в контактной сети БУТП, в первую очередь, по сигналам электронной защиты включает чоппер тормозного резистора. Если при этом напряжение по каким-либо причинам не понижается БУТП дает команду через систему управления БВ на принудительное его отключение.
При срабатывании дифференциальной защиты в режиме тяги (в силовой схеме смотри датчики ДТ1 и ДТ2 дают сигнал БУТП, который принудительно отключает БВ).
На левой боковой стенке отсека установлена панель разрядного резистора конденсатора сетевого фильтра. На дальней стенке отсека установлен датчик входного тока в цепи силового питания контейнера. При поступлении сигнала с БУТП-2 на систему управления ВБ на его отключение с катушки электромагнита снимается питание, при этом якорь вместе с управляющей рейкой и изолированным наконечником силой возвратной пружины отрывает подвижный рычаг от неподвижного контакта – происходит отключение выключателя.
Включение ВБ
Рис. 60. Схема включения выключателя быстродействующего.
Для того, чтобы включить БВ, в БУТП необходимо единовременно включить контакты «К» реле «Вкл. БВ» и реле «Выкл.БВ». Через контакт реле «Вкл. БВ» получит питание катушка К1.4 и одновременно происходит заряд конденсатора С через резистор R5 по цепи: +80В – контактор «Вкл. БВ» в БУТП – НЗ контакты В1 и В2 на панели управления БВ – Х23 – 2 параллельные цепи: 1. Х23 – катушка К1.4 – Х26 2. Х23 -R5 – С+ ; далее: обкладка С- питания от Х26 – 207 провод – 0В.
Катушка К2.1 включившись, замыкает контакт К2.2 и К2.3 подготавливая вторую цепь (цепь удержания) к работе.
Катушка К1.4 включившись, замыкает контакты К1.1, К1.2, К1.3 и получает питание включающая катушка БВ по цепи: +80В – К1.1 – К1.2 – К1.3 – включающая катушка БВ – Х25 -0В.
Включающая катушка БВ, получив питание, размыкает контакты В1 и В2 и замыкает контакты В3 и В4, так же размыкаются контакты Е1 и Е2 и замыкаются Е3 и Е4.
При размыкании контактов В1 и В2 снимается напряжение с катушки К1.4, но она остается во включенном состоянии, так как на нее в течение 0,5с будет разряжаться конденсатор С для обеспечения выдержки на включение контактов В3 и В4. Контакты В3 и В4 включились и включающая катушка БВ получает питание через резисторы R1 и R2 по цепи: +80В – К2.2 – К2.3 -В3 – В4 – R1 параллельно R2 – Х210 – включающая катушка БВ – Х25 – 0В.
Отключается контактор К1.4 т.к. истощается заряд конденсатора С. Отключились контакты К1.1, К1.2, К1.3 в цепи питания включающей катушки БВ.
Таким образом:
- БВ включился и перешел в режим удержания.
- Через разомкнувшиеся контакты Е1 и Е2 БУТП получает информацию о вкл. состоянии БВ.
- Через замкнувшиеся контакты Е3 и Е4 получают питание цепи управления ЛК, подготавливая условия для включения ЛК.
Схема включения БВ производства Microelettrica Scientifica IR2015SV
Обычно при включении аккумуляторной батареи и подачи бортового питания на контейнер, происходит автоматическое, без задержек, включение БВ. Однако впоследствии был реализован алгоритм включения, при котором включение БВ происходит по команде машиниста при нажатии соответствующей кнопки на пульте, либо при переходе в режим резервного управления.
Рис. 61. Схема включения БВ
Аппаратная реализация алгоритма приведена на схеме, где ГР – гальваническая развязка, К -выходное реле БУТП.
Включение БВ производится с помощью реле «Вкл. БВ» в БУТП. При его включении в блок управления БВ подается напряжение 80В.
Электромотор привода БВ включается и главные контакты БВ замыкаются. Далее выключатель остается включенным при помощи электромагнитной удерживающей катушки.
Для контроля за состоянием БВ используются его размыкающие блок-контакты. Если БВ выключен, то на вход БУТП подается напряжение 80В, система информируется о разомкнутом состоянии БВ. После включения БВ блок – контакты размыкаются, цепь питания ГР в БУТП размыкается и формируется сигнал о замкнутом состоянии БВ. Резистор R2 предназначен для обеспечения необходимого тока нагрузки блок – контактов.
Система управления контролирует включенное состояние БВ и, если БВ не взвелся, автоматически повторяет три попытки его включения, выключая и вновь включая реле «Вкл. БВ». После третьей неудачной попытки включения, формируется сигнал «Блокировка БВ», и на монитор машиниста выдается информация о неисправности тягового привода.
Во время работы в случае необходимости может происходить отключение БВ по собственной токовой защите при протекании недопустимо больших токов, так и по команде системы управления тяговым приводом при сбойных ситуациях или при обнаружении неисправностей в узлах и аппаратах привода.
В первом случае, при срабатывании токового реле, система управления автоматически производит включение выключателя с выдержкой времени 60с, требуемой для восстановления условий нормального гашения дуги. При этом система управления допускает только два повторных срабатывания БВ по токовой защите, после чего считается, что в тяговом приводе произошло короткое замыкание силовых цепей и формируется сигнал «Блокировка БВ».
Во втором случае, при возникновении сбоя в работе привода, система управления выключает реле «Вкл. БВ» в БУТП. Тем самым размыкается цепь питания блока управления БВ и выключатель размыкает свои силовые контакты. После выключения БВ с выдержкой времени 4,5 -5,5с. автоматически происходит повторное включение БВ.
Машинист имеет возможность отключения БВ на конкретном вагоне по команде на мониторе машиниста. При отключении БВ всегда отключается ЛК, поскольку в цепь питания управляющей катушки ЛК включены нормально разомкнутые блок – контакты выключателя.
Разрядный резистор
Разрядный резистор конденсатора фильтра обеспечивает безопасный разряд конденсатора фильтра перед проведением технического обслуживания.
Рис. 62. Разрядный резистор
Резисторы обеспечивают разряд конденсатора сетевого фильтра (С) от номинального линейного напряжения 750в постоянного тока до напряжения менее 50 в за время около двух-пяти минут, что обеспечивает безопасность проведения профилактических работ при ремонте. Разрядный резистор имеет естественное охлаждение, устанавливается снаружи отсека БВ и крепится болтами. Номинальная мощность разрядного резистора 600 Вт. Резистор конденсатора фильтра состоит из восьми постоянных проволочных резисторов сопротивлением 2,2 кОм +/- 10 каждый. Общим сопротивлением 1,1 кОм. Масса резистора 8 кг. Каждый резистор закреплен в специальном металлокерамическом держателе, установленном на стеклотекстолитовую электроизоляционную панель.
