Головний вимикач ВОВ-25-4М

1. Призначення, будова і дія.

2.Електричні і пневматичні схеми головного вимикача. Основні дані.

Повітряний однополюсний вимикач ВОВ-25-4М призначений для оперативної комутації (включення-відключення) первинної обмотки силового трансформатора, а також для автоматичного відключення електроустаткування електровоза при коротких замиканнях, перевантаженнях і інших аварійних режимах.

​

Основою вимикача ВОВ-25-4М, встановленого на вітчизняних електровозах, є силуминовий корпус 12, яким вимикач кріпиться до даху електровоза. Ущільнення між корпусом і дахом забезпечується гумовим шнуром. До корпусу за допомогою патрубка прикріплено повітря резервуар11 місткістю 32 л. Під час процесу відключення стисле повітря з резервуару подається в дугогасну камеру через патрубок 10 і порожнину похилого ізолятора 9. З резервуару виведена трубка, призначена для випуску стислого повітря і конденсату. Трубка закінчується в корпусі штуцером, до якого під'єднується труба із замковим вентилем. Інший штуцер служить для з'єднування живлячого повітропроводу.

• На верхній частині корпусу змонтована високовольтна частина вимикача, до якої відноситься роз’єднувач, що складається з ножів 3, укріплених на поворотному ізоляторі 2, нерухомого контакту 4 і дугогасної камери, змонтованої в горизонтальному порожнистому ізоляторі 5, укріпленому на похилому ізоляторі. На горизонтальному ізоляторі встановлений нелінійний резистор 6.
• Між ножами роз’єднувача шарнірно укріплена основа 1, призначена для приєднання вимикача до високовольтного ланцюга. Другим виведенням вимикача є фланець 7, встановлений на порожнистому ізоляторі 5. На корпусі закріплений кронштейн 8, на який заземляються ножі роз’єднувача у відключеному положенні. Усередині корпусу змонтовані механізми управління вимикачем. Підведення низьковольтних проводів управління і сигналізації до вимикача від ланцюгів електровоза здійснюється через штепсельні роз'єми.

​

• Силовий електричний ланцюг вимикача включає затиск 21, ніж 17 роз’єднувача, нерухомий контакт роз’єднувача 14, циліндр 13, трубку 8 з пружинними контактними ламелями б, пересувний контакт 5, зв'язаний штоком 9 з поршнем 10, нерухомий контакт 4, фланець 3 з вивідним затиском. Поршень 10 постійно віджимається пружиною 12 у бік замикання дугогасних контактів 5 і 4. Для пом'якшення ударів поршня при переміщенні його управо
• (це буває при відключенні вимикача) на нім влаштований демпфер 11, набраний з гумових і сталевих шайб. Контактне натиснення між дугогасними контактами складає 450 Н. До фланця 3 прикріплений ковпак 1 і обмежувач дуги, що закінчується тугоплавким наконечником 2. Місце кріплення ножів роз’єднувача до ізолятора покрите ковпаком 19.

​

• Контактна поверхня струмоведучих деталей з метою забезпечення надійного електричного контакту покрита шаром срібла. струмоведучий ланцюг ізольований від корпусу опорними ізоляторами 15 і 20.
• Повітряний вимикач є основним захисним апаратом, тому він повинен бути постійно готовий до дії — до відключення. Можливо і помилкове включення вимикача на короткозамкнутий ланцюг, при цьому він повинен негайно відключитися. Отже, до включення вимикача в його резервуарі повинне бути стисле повітря. Спеціальне реле тиску 44 не допускає включення вимикача при недостатньому тиску в резервуарі і викликає його відключення, якщо тиск, знижуючись, досягає мінімального рівня.

• Для включення вимикача (точніше, для включення його роз’єднувача) необхідно, щоб в резервуарі 39 було стисле повітря при певному тиску, який контролюється манометром 43 і реле тиску 44. Контакт 45 замикається у тому випадку, коли тиск більше 5,6 кг/с. Якщо тиск менший, то розімкненим контактом відключений загальний дріт ланцюгів управління і включити вимикач неможливо. Забігаючи вперед, відзначимо, що якщо вимикач був включений, а тиск став нижчий 4,70кг/с, контакти реле тиску приведуть в дію відключаючий механізм вимикача і відбудеться відключення. Стисле повітря підводиться до резервуару 39 по каналу 41 через зворотний клапан 42. Зворотний клапан поставлений для запобігання витоку повітря з резервуару у разі зниження тиску в пневматичній системі електровоза. З резервуару повітря поступає по каналу 47 в порожнину 49 клапана відключення 31 і по каналу 50 в порожнину 51 пускового клапана 58. Одночасно через патрон аерації 22 по каналу 23 здійснюється постійна дозована вентиляція порожнин похилого 15 і горизонтального 7 ізоляторів.

​

• Утримуюча котушка 32 складається з обмотки 35, якорі 33 і пружини 34. Коли на котушку подана напруга, вона утримує якір тим, що 33 притягають в правому положенні. Якщо вимикач (роз’єднувач) відключений, то штовхач 37, знаходячись в правому положенні, не стискає пружину і вона незалежно від наявності напруги на утримуючій котушці не впливає на якір 33. При включеному вимикачі штовхач стискає пружину, і її зусилля прагне перемістити якір вліво. Проте якір утримується електромагнітними силами котушки в правому положенні. Якщо розірвати ланцюг утримуючої котушки, то якір під впливом пружини переміститься вліво і важелем 28 відкриє клапан 31, що є початковою операцією відключення вимикача.

​

Розглянемо спочатку операцію включення вимикача.

Щоб включити вимикач, машиніст спочатку включає кнопку Виключення ГВ. При цьому напруга 50 В подається на обмотку 35 утримуючої котушки. Потім машиніст короткочасно, протягом 2—3 з, натискає кнопку Включення ГВ і повернення реле, що має пружину повернення. Напруга 50 В через відповідні блок-контакти в ланцюги управління і блок-контакт вимикача, замкнутий в його відключеному положенні, подається на включаючий електромагніт 59. Він впливає на пусковий клапан 58. Коли клапан відкриється, стисле повітря з порожнини 51 по каналу 56 спрямується в циліндр і перемістить поршень 55 в ліве крайнє положення. Швидкість переміщення поршня і відповідно швидкість включення роз’єднувача обмежується завдяки стисненню повітря з лівого боку поршня. Повітря в порожнину 52 перетікає через верхню діафрагму, площа перетину якої регулюється, і клапан 53, завдяки чому встановлюється потрібна швидкість включення. При русі поршня з штоком 60 і тягою 62 вліво важіль 63 повертає вал 61 з ізолятором 20 на кут 60° — до замикання ножа 17 роз’єднувач з контактом 14 (на вигляді зверху ніж повертається проти годинникової стрілки).

• В кінці повороту валу важіль перемикає блок-контакти 38, один з яких розмикає ланцюг вмикаючого електромагніту 59. Сердечник електромагніту повертається в початкове положення, пусковий клапан закривається, і стисле повітря з циліндра по каналах 56 і 57 йде в атмосферу. Поршень 55 залишається в крайньому лівому положенні.
• При повороті валу 61 убік, відповідну включенню вимикача, штовхач 37 переміщається вліво, стискає пружину 34, яка у свою чергу впливає на якір 33. Проте якір електромагнітними силами утримується в притягнутому стані. У тому випадку, коли з яких-небудь причин по утримуючій котушці не протікає струм, під дією пружин якір переміщається вліво, і починається відключення вимикача.

​

Щоб відключити вимикач, потрібно привести в дію клапан 31. Для цього необхідно або розімкнути ланцюг утримуючої котушки, або подати напругу на відключаючий електромагніт 27. Ланцюг утримуючої котушки може бути розімкнений або кнопкою Виключення ГВ, або контактами реле того або іншого захисту. Наприклад, на восьмиосних електровозах цей ланцюг розривається при спрацьовуванні захисту від перевантаження тягових двигунів, диференціального захисту, захисту випрямних установок, захисту від сповільненого обертання валу перемикача ступенів, земляного захисту, струмового захисту допоміжних ланцюгів і струмового захисту силового ланцюга.

Відключаючий електромагніт впливає на відключаючий механізм вимикача при подачі на його котушку змінної напруги. При дії як утримуючої котушки, так і відключаючого електромагніту важіль 28 повертається за годинниковою стрілкою, долаючи зусилля пружини 29. Пусковий клапан 31 відкривається, з порожнини 49 стисле повітря по каналу 30 спрямовується до поршня 26, при переміщенні якого вліво стискається пружина 46 і відкривається головний пусковий клапан 25. Тепер з резервуару 39 потік стислого повітря по каналах 24, 16 поступає в дугогасну камеру горизонтального ізолятора і одночасно по каналу 48 в камеру 52 і через діафрагму 54, площа перетину якою регулюється гвинтом, в циліндр поршня 55 приводу роз’єднувача.

​

У дугогасній камері під дією зростаючого тиску поршень 10 і пов'язаний з ним пересувний контакт 5, стискаючи пружину 12, перемістяться управо на 25 мм. Між розривними контактами виникне електрична дуга. Дуга, що утворилася між рухомим 5 і нерухомим 4 контактами, видувається і гаситься потоком стислого повітря, яке потрапляє в порожнину головки, а потім виходить в атмосферу. Для прискорення гасіння дуги в зоні її інтенсивного горіння поміщений тугоплавкий наконечник 2, який ділить дугу на декілька частин, полегшуючи її гасіння. Відключення вимикача завжди супроводжується звуком удару і бавовною, відповідною викиду стислого повітря в атмосферу. Контакти роз’єднувача не повинні починати розмикатися до згасання дуги на дугогасних контактах. Для забезпечення необхідної витримки часу у вимикачі передбачена порожнина 52 і діафрагма 54 з регульованим перетином: чим менше перетин діафрагми, тим більше буде витримка часу. Через 0,30—0,35 з після початку розмикання дугогасних контактів поршень 55 під дією стислого повітря переміщається в крайнє праве положення, розмикаючи струмоведучій ланцюг і повертаючи ніж роз’єднувача до замикання із заземлюючим кронштейном 18.

​

При повороті валу 61 у бік відключення штовхач 37 переміщається управо і перестає стискати пружину. Якір 33, важіль 28 і клапан 31 звільняються від дії пружини 34. Пружина в порожнині 49 закриває клапан 31. Повітря з-під поршня 26 йде в атмосферу, закривається головний клапан 25. Після цього тиск в камері падає, і поршень 10 з рухомим контактом 5 повертається в крайнє ліве положення: дугогасні контакти замикаються. Як у відключеному, так і у включеному положеннях вал 61 фіксується механізмом, що доводить, 36 із стислою пружиною. Конденсат з резервуару 39 віддаляється через трубку 40.

​

Комплектно з повітряним вимикачем ВОВ-25-4М поставляється

нелінійний резистор, спеціальний трансформатор струму на прохідному

ізоляторі і реле, за допомогою якого здійснюється захист від

коротких замикань в силовому ланцюзі електровоза.

Нелінійний резистор призначений для зменшення перенапружень,

що виникають на дугогасних контактах при розриві дуги. Після розмикання розривних контактів головного вимикача на них виникає дуга, яка гасне зазвичай тоді, коли струм переходить через нульове значення. У певних умовах дуга може згаснути і раніше, що супроводжується різким спадом струму. Швидке зменшення струму викликає перенапруження, які можуть бути небезпечні для устаткування. Для зменшення перенапружень слід розтягнути в часі процес спаду струму. Це і виконує нелінійний резистор. Відмітною його особливістю є непостійність опору— нелінійність. При збільшенні напруги, прикладеної до резистора, його опір стає менше, і навпаки. У разі виникнення перенапружень у момент обриву дуги між розривними контактами його опір стає менше — через резистор протікає струм, який знижує і часто зовсім знімає перенапруження. Після цього його опір збільшується, що обумовлює необхідне зменшення струму для відключення його роз’єднувачем.

​

трансформатор струму ТПОФ-25

Через трансформатор струму ТПОФ-25 здійснюється введення дроту з напругою 25 кВ, що йде

від головного вимикача, розташованого на даху, до первинної обмотки тягового трансформато

ра, встановленого в кузові електровоза. Крім того, трансформатор ТПОФ-25 використовується

для контролю струму в ланцюзі з напругою 25 кВ.

У прохідний ізолятор 1 (мал. 188) вбудований трансформатор струму, первинною обмоткою якого

є струмоведучій стрижень 2 ізолятори. Вторинна обмотка трансформатора струму намотана на

кільцевий сердечник 3. Вона має 16 витків. Таким чином, коефіцієнт трансформації рівний 16.

Це означає, що струм в вторинній обмотці трансформатора в 16 разів менше, ніж в первинній, тобто в стрижні 2. Вторинна обмотка трансформатора струму сполучена з обмоткою реле максимального струму (РМТ), з вмонтованого в повітряному вимикачі. У їх ланцюзі завжди протікає струм, пропорційний струму вимикача. РМТ спрацьовує, якщо струм вимикача перевищує струм уставки. Котушка реле

має шість затисків, якими вона може бути приєднана до трансформатора струму. Міняючи число

робочих витків котушки, можна змінювати уставку реле максимального струму. Чим більше витків в котушці реле, тим менше струм його спрацьовування.

​

​