Рис. 2.6. Быстродействуующий выключатель ВБ-11 (ВБ-14): 1 - дугогасительные камеры; 2 - изоляционная панель; 3 - кронштейн; 4 - тяга; 5, 6 - цилиндры пневмопривода; 7 - отключающая пружина; 8 - изоляционная боковина; 9 - кронштейн рамы; 10 - стержень: 11 - пружина якоря; 12 - контактный рычаг; 13 - ось; 14 - якорь; 15 - магнитопровод; 1 б - шунт; 17 - винт регулировки тока уставки; 18 - удерживающая катушка; 19 - распорка рамы; 20 - уголок; 21 - пластина; 22 - магнитопровод дугогасителыюй системы; 23 - дугогасительная катушка

Быстродействующий выключатель предназначен для защиты электрооборудования электропоезда от токов короткого замыкания и перегрузок. Собственное время срабатывания выключателя составляет несколько миллисекунд, поэтому при его отключении ток короткого замыкания не успевает достигнуть максимума и ограничивается значением, не опасным для электрооборудования. На электропоездах серий ЭР2Т, ЭТ2, ЭД2Т установлены выключатели типа БВП105А, а на серии ЭТ2М - ВБ-11 (ВБ-14). В качестве примера рассмотрено устройства и принцип работы выключателя ВБ-11 (ВБ-14).

Быстродействующий выключатель ВБ-11 установлен в корпусе, закрытом кожухом. Корпус блока состоит из каркаса с крышкой и пластикового кожуха с резиновыми уплотнениями. Внутри корпуса имеются выводы для подсоединения низковольтных проводов, две пары электрических блокирующих контактов, кабель и воздухопровод. Штоки блокирующих контактов упираются в пружинные планки на крышке и кожухе. После снятия крышки или кожуха шток устройства освобождается и контакты размыкаются.

На боковой стенке каркаса установлен блок резисторов, включенный между контактным мостиком подвижных контактов и неподвижными контактами главной цепи (у ВБ-14 данные резисторы отсутствуют). На верхнем основании каркаса блока имеются четыре бобышки для крепления корпуса под кузовом вагона и пятая для ввода проводов. Рабочее положение аппарата горизонтальное, охлаждение естественное.

Рама, на которой закреплены основные узлы быстродействующего выключателя, состоит из кронштейна 9 (рис. 2.6) и двух изоляционных боковин 8, установленных при помощи распорок 19 и стальных уголков 20 на гетинаксовой панели.

На оси 13 между боковинами 8 находятся: магнитопровод 15, якорь 14 и контактный рычаг 12, которые могут поворачиваться относительно этой оси на некоторый угол. На контактном рычаге 12 закреплен мостик подвижных главных контактов выключателя. К торцам стержней 10 прикреплен магнитопровод с установленной на нем удерживающей катушкой 18.

Противоположные торцы стержней магнитопровода 15 выполняют функцию полюсов. Концы обмотки токовой катушки, через которую проходит магнитный шунт 16, расположены между сердечником магнитного шунта и магнитопроводом 15 навстречу друг другу. Винты 17, ввернутые в отверстия стержней магнитопровода 15, служат для регулировки тока уставки аппарата.

К уголкам 20 рамы приварены пластины 21, на которых установлены изоляторы. Через них к кронштейну 9 прикреплена изоляционная панель 2. На ней находятся неподвижный главный контакт и стойка с осью, на которой установлен подпружиненный второй главный контакт. На панели 2 размещены две пары магнитопроводов 22 системы дугогашения. Главные контакты установлены между полюсами этих магнитопроводов.

На каждом магнитопроводе 22 установлена дугогасительная катушка 23. Концы обмотки одной катушки подсоединены к неподвижному главному контакту и клемме с обозначением "+" для подключения выключателя. Вторая дугогасительная катушка также имеет два вывода, один из которых подсоединен к оси подвижного главного контакта, а второй к одному из концов токовой катушки удерживающего электромагнита через шину, имеющую выводное отверстие, обозначенное Шина прикреплена к кронштейну 9 через изолятор.

На заднем конце контактного рычага 12 закреплена изоляционная планка, которая воздействует при замыкании главных контактов на рычаг, переключающий низковольтные блокировочные контакты. Возвращает рычаг в исходное положение пружина.

На панели 2 размещены две стойки, на которых закреплены две дугогаси-тельные камеры 1 и кронштейн 3 с тягой 4. Тяга 4 шарнирно соединена стержнями 10 с магнитопроводом 15 удерживающего электромагнита.

На кронштейне 9 установлены упор, толкатель и два цилиндра 5 и 6 пневматического привода. Шток цилиндра 5 соединен с тягой 4, закрепленной на оси, а привод 6 может воздействовать на толкатель. Тягу 4 и якорь выключателя связывают отключающие пружины 7, которые стремятся прижать якорь и контактный рычаг к упору, а магнитопровод 15 к упорам, закрепленным на боковинах 8. Пружины 11 прижимают якорь и контактный рычаг друг к другу и обеспечивают замыкание главных контактов, когда якорь прижат к полюсам.

На одном из уголков 20 рамы установлен вентиль, от которого к цилиндру 5 привода контактора подходит воздухопровод. На втором уголке закреплена панель с выводами "+" и "—" удерживающей катушки 18. На этой же панели установлены диоды, снижающие коммутационные перенапряжения при отключении катушки.

Работа быстродействующего выключателя

Работу выключателя удобнее рассмотреть, пользуясь кинематической схемой (рис. 2.7). Включение аппарата происходит в два приема. После включения кнопки ВУ напряжение подается по проводу 20А на удерживающую катушку 5. Протекающий через нее ток создает магнитный поток Ф. Однако он ослаблен, так как замыкается через воздушный зазор между полюсами электромагнита, поскольку якорь 8 еще не прижат к полюсам. Якорь 8, контактный рычаг 1 с мостиком подвижных контактов и магнитопровод 4 могут поворачиваться относительно оси 9.

После нажатия кнопки "Возврат защиты" подается электропитание на вентиль и сжатый воздух поступает в цилиндры 11 и 14 пневмопривода. Поршень цилиндра 11 поднимается и поворачивает тягу 12 по часовой стрелке, растягивая тем самым отключающие пружины 13. Поскольку стержни 2 вместе с тягой 12 также перемещаются вверх, магнитопровод 4 начинает поворачиваться вокруг оси 9 против часовой стрелки.

Рис. 2.7 Кинематическая схема быстродействующего выключателя
Рис. 2.7 Кинематическая схема быстродействующего выключателя

Ряс. 2.7. Кинематическая схема быстродействующего выключателя ВБ-11: а - выключатель выключен; б - промежуточное положение; в - выключатель включен; 1 - контактный рычаг с мостиком подвижных контактов; 2 - стержень; 3 - неподвижный контакт; 4 - магнитопровод; 5 - удерживающая катушка; 6 - упор; 7 - токовая катушка; 8 - якорь; 9 - ось; 10 - пружина; 11, 14 - цилиндры пневмопривода; 12 - тяга; 13 - отключающая пружина; 15 - толкатель; Ф - магнитный поток удерживающей катушки; Фт - магнитный поток токовой катушки

Одновременно поршень цилиндра 14 под действием сжатого воздуха перемещается вниз и толкателем 15 воздействует на контактный рычаг 1 с якорем 8, поворачивая их по часовой стрелке до прижатия якоря 8 к полюсам электромагнита. При этом между главными контактами остается зазор, так как дальнейший ход контактного рычага 1 ограничивает повернутый ему навстречу магнитопровод 4. Магнитный поток удерживающей катушки Ф теперь замыкается через прижатый якорь, усиливается и прочно удерживает якорь.

После отпускания кнопки "Возврат защиты" вентиль обесточивается. Сжатый воздух из цилиндров привода БВ выходит в атмосферу, и поршни возвращаются в исходное положение. Якорь остается притянутым к полюсам электромагнита. Отключающие пружины 13 сжимаются и поворачивают магнитопровод 4 по часовой стрелке до замыкания главных контактов. При этом контактный рычаг 1 воздействует на блокировочное устройство и блокировочные контакты переключаются, т.е. сигнальная лампа гаснет в момент отпуска кнопки "Возврат защиты" в отличие от ранее применявшихся выключателей БВП105А, при использовании которыхлампа гасла при нажатии кнопки "Возврат защиты".

Отключающие пружины 13 продолжают доворачивать магнитопровод 4 до упора 6. Между якорем 8 и контактным рычагом 1 образуется зазор, благодаря чему обеспечивается провал и замыкание главных контактов при притянутом якоре.

Ток силовой цепи тяговых двигателей проходит по токовой (размагничивающей) катушке 7, витки которой охватывают магнитный шунт. Он создает в магнитопроводе и якоре магнитный поток Фт, направленный навстречу магнитному потоку Ф удерживаюшей катушки. Выключатель отрегулирован на силу тока 650 А (ток уставки аппарата). Это значит, что при таком токе магнитный поток размагничивающей катушки 7 становится больше магнитного потока удерживающей катушки 5, что возможно, например, при пробое на "землю" силовой цепи тяговых двигателей. Результирующий магнитный поток в якоре уменьшается, и отключающие пружины 13 отрывают якорь 8 от полюсов электромагнита. Якорь 8 ударяет по контактному рычагу 1, и главные контакты размыкаются. Отрыв подвижных контактов от неподвижных происходит без предварительного перекатывания контактов.

Возможно и принудительное отключение аппарата при снятии питания с удерживающей катушки (под действием дифференциальной защиты или вручную). В этом случае быстродействующий выключатель отключает малые токи или вообще отключается без разрыва тока. Электрическая дуга, возникающая при размыкании главных контактов, гасится в дугогасительных камерах.

Техническое обслуживание

Проверяют состояние подвески и крепление аппарата. При необходимости подтягивают детали крепления. Проверяют состояние уплотнений и замков ящика в камере. Протирают поверхности изоляционных деталей чистыми салфетками. Продувают ящик сухим воздухом. Проверяют состояние дугогасительных камер, контактных ножей, подвижного и неподвижного контактов, крепление проводов.

Быстродействующие выключатели ВБ-11 (ВБ-14) и БВП 105 А являются взаимозаменяемыми. Замена производится вместе с корпусом (ящиком).

Причина неисправности

Способ устранения

Выключатель включается, но не удерживается во включенном положении

Пыль, ржавчина и влага на шлифованных поверхностях якоря и ярма

Неисправны цепи включения

Чрезмерно натянуты отключающие пружины

Удалить салфеткой пыль и влагу со шлифованных поверхностей якоря и ярма. Отшлифовать поверхности

Проверить цепи и устранить неисправность Проверить величину усилия нажатия главных контактов и при необходимости отрегулировать натяжение пружин

Выключатель не включается

Контакт задевает за стенку дугогасительной камеры

Изменить положение дугогасительной камеры

Выключатель остается в промежуточном положении

Залипание включающего вентиля или выпадения валика, удерживающего пружину 10

Поставить валик, заменить вентиль

Технические характеристики быстродействующих выключателей

  БВП-105А ВБ-11 (ВБ-14)
Максимальное напряжение, В  4000 4000
Номинальный длительный ток, А  250 260
Номинальное напряжение цепи управления, В  110 110
Предельный отключаемый ток (при индуктивности цепи около 10 мГн, напряжении сети 3000 В), А  20000 20000
Ток уставки, А  600±50 600±50
Номинальное давление воздуха, МПа (кгс/см2) 0,5 (5) 0,5 (5)
Время срабатывания, с 0,02-0,05 0,04