На ЭВС «Сапсан» установлены:
- четыре токоприемника постоянного тока 8WLO 139-6YH47-2 (по два на каждом дроссельном вагоне (02 и 09) на всех типах поездов);
- два токоприемника переменного тока 8WLO 185-6YH95 (по одному на каждом трансформаторном вагоне (03 и 08) только на поездах двойного питания В2).
Токоприемники имеют ассиметричную конструкцию (для уменьшения приведенной массы) и отличаются друг от друга в основном только конструкцией полозов и кареток.
Основные элементы токоприемника показаны на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Токоприемник переменного тока 8WLO 185-6YH95: 1 — полоз; 2 — шунт полоза; 3 — параллельная направляющая; 4 — разъем для подключения воздуха; 5 — сильфонный привод; 6 — электрический соединитель; 7 — опорный изолятор; 8 — основание токоприемника; 9 — демпфер; 10 — нижний рычаг; 11 — шатун; 12 — электрический соединитель; 13 — верхний рычаг; 14 — каретка
На рис. 5.2 изображены каретки, установленные на токоприемниках переменного и постоянного тока.
Рис. 5.2. Каретки токоприемников переменного (а) и постоянного (б) тока
В табл. 5.1 приведены сравнительные характеристики токоприемников постоянного и переменного тока.
Таблица 5.1. Сравнительные характеристики токоприемников постоянного и переменного тока
| Характеристики | Токоприемник переменного тока В2 | Токоприемник постоянного тока В1/В2 |
| Конструктивное исполнение | Однорычажный сочлененный токоприемник | |
| Тип привода | Пневматический подъемный привод | |
| Профиль полоза | Согласно UIC 608 профиль D1 | Согласно спецификации заказчика |
| Длина полоза | 1950 мм | 2000 мм |
| Длина контактной вставки | 1200 мм | 1000 мм |
| Рабочая область | 1300—2250 мм | 1300—2200 мм |
| Усилие прижима к контактному проводу | 50—120 Н | 50—150 Н |
| Поперечная жесткость токоприемника | Минимально 17 Н/м до высоты подъема 1400 мм от опущенного состояния; при высоте подъема больше 1400 мм допускается снижение на 10 Н/мм | |
| Неподрессоренная масса полоза токоприемника с непосредственным контактом с проводом контактной сети | В общей сложности максимально 10 кг | В общей сложности максимально 20 кг |
| Расчетная скорость | 300 км/ч | 250 км/ч |
| Номинальное напряжение | 25 кВ | 3 кВ |
| Номинальная частота | 50 Гц | Постоянный ток |
| Расчетный ток (при движении) | 700 А | 2100 А |
| Расчетный ток (в состоянии покоя) | 60 А | 240 А |
Как видно, основным отличием в характеристиках токоприемников является неподрессоренная масса полоза, что связано с необходимостью съема больших токов токоприемниками постоянного тока (см. гл. «Токовые характеристики»). Вследствие этого на токоприемниках постоянного тока установлено по два демпфера, а на токоприемниках переменного тока — по одному.
Система управления поездом исключает использование токоприемников постоянного тока при движении на переменном токе и наоборот. Это связано с двумя факторами:
- во-первых, токоприемник переменного тока не обеспечит снятие токовой нагрузки (3100 А) при питании от контактной сети постоянного тока;
- во-вторых, токоприемник постоянного тока из-за увеличенной приведенной массы не обеспечит качественный токосъем на высоких скоростях, так как эластичность контактной сети переменного тока выше, чем у постоянного. Это поясняется рис. 5.3. Как известно, полоз токоприемника движется по синусоиде по причине изменения эластичности контактной подвески, что в свою очередь связано с наличием фиксаторов, которые обеспечивают его зигзагообразное подвешивание в горизонтальной плоскости. Чем больше приведенная масса токоприемника, тем, вследствие больших сил инерции, выше вероятность его отрывов при начале движения полоза вверх (после прохождения точки крепления фиксаторов). Именно поэтому для высокоскоростного подвижного состава приведенную массу токоприемников пытаются уменьшить, например, за счет применения ассиметричной конструкции.
Рис. 5.3. Траектория движения полоза токоприемника по контактному проводу
На рис. 5.4 показаны кинематическая и пневматическая схемы токоприемника. Токоприемники, установленные на ЭВС «Сапсан», имеют пневматические контуры защиты. Так, в целях возможной минимизации повреждений контактного провода и токоприемника, имеющего максимальный износ вставок полоза или их повреждение (например, выкрашивание), токоприемник оборудован пневматическим устройством контроля вставок полоза. Данная защита предусмотрена только на токоприемниках переменного тока.
Рис. 5.4. Кинематическая и пневматическая схемы токоприемника: HB — напорная магистраль в тормозном контейнере (8,5—10 атм); Е/Р — датчик давления, управляющий работой вспомогательного компрессора; U02 — шаровой кран отключения питания токоприемников вагона воздухом; HPL — магистраль токоприемника; VE — магнитный клапан подъема и опускания токоприемника
При подаче напряжения управляющей ячейкой станции Сибас-Клип на клапан воздух поступает в панель клапанов (8WY0 009-1YG51) (см. рис. 5.4) соответствующего токоприемника. Далее проходит через F — фильтр панели клапанов и направляется к MV5/2 — магнитному распределительному клапану. Одновременно управляющая ячейка станции Сибас-Клип подает напряжение на его катушку. Воздух поступает к DS3 — пневмореле, которое контролирует наличие необходимого давления в магистрали HPL. Если давление не ниже 4 атм, то DS3 включается и методом подачи напряжения в сигнальную ячейку станции Сибас-Клип информирует ЦБУ о нормальном давлении воздуха в магистрали HPL. В противном случае ЦБУ отменяет подъем этого токоприемника с выдачей сообщения о недостаточном давлении воздуха для подъема.
Рис. 5.5. Сквозной прожог полоза токоприемника
От MV5/2 воздух поступает через DM3 — регулятор давления воздуха в сильфоне (регулятор силы нажатия на контактный провод, летом — примерно 5,3 атм, зимой — примерно 5,6 атм) к W — переключающему пневмоклапану, а от него через DR — дроссельное отверстие, которым определяется время подъема и опускания токоприемника, проходит мимо М — манометра и SI — предохранительного клапана, предназначенного для защиты сильфона BG от высокого давления более 6 атм. Далее воздух подается по 1в — изоляционному полимерному рукаву непосредственно к BG — сильфону токоприемника, создающему основную подъемную силу и одновременно с этим — к Z — двум дополнительным механизмам подъема токоприемника (см. рис. 5.14) и к V — пневмоклапану быстрого опускания токоприемника, а и от него через дроссельное отверстие и через Ув — запорный кран механизма аварийного опускания (далее МАО (ADD)) в систему капроновых трубок МАО (ADD) контроля контактной вставки и контроля срезного штифта. Если в этой полости утечки нет, т.е. токоприемник исправен, то пневмоклапан быстрого опускания V закрывается и перекрывает свой OUT — атмосферный канал выброса воздуха из сильфона в атмосферу. И только с этого момента начинается подъем токоприемника. Одновременно от системы МАО (ADD) по IAS — изоляционному рукаву воздух подается к DS2 — пневмореле, которое включится при давлении 2,8 атм. Если во время нажатия машинистом кнопки поднятия токоприемников пневмореле DS2 не включится, то ЦБУ посчитает этот токоприемник поврежденным и заблокирует его подъем. ЦБУ также отслеживает, чтобы кнопка была нажата не менее секунды.
При активации машинистом опускания токоприемника штатной кнопкой через те же самые управляющие ячейки станции Сибас-Клип теряют питание клапаны VE подъема и клапан MV5/2. При этом воздух из полости сильфона BG выходит в атмосферу через дроссельное отверстие DR, через переключающий клапан W, через DM2 — второй регулятор давления, деактивированные клапаны MV5/2 и VE в атмосферу через атмосферный канал клапана VE.
Рис. 5.6. Полоз, пригодный к дальнейшей эксплуатации
Если перекрыть запорный кран Y то контакты реле давления DS2 даже у поврежденного токоприемника замкнутся и он сможет подняться.
Yр — контрольный кран, служащий для принудительного выпуска воздуха при ремонтных работах и регулировке токоприемника.
При любом падении давления в трубочках системы МАО (ADD) токоприемника автоматическое быстрое опускание произойдет за счет пневматического клапана быстрого опускания Vb- DS2 контролирует состояние всей системы МАО (ADD).
При повреждении контура МАО (ADD) давление в нем резко падает и при достижении значения ниже 2,6 атм DS2 выключается. При этом он рвет цепь реле, задействованного в контуре петли аварийного отключения и одновременно подает сигнал на сигнальную ячейку станции Сибас-Клип. ЦБУ в этом случае блокирует этот токоприемник на подъем и выдает диагностическое сообщение с кодом 63F7 «Облом вставки полоза». Все быстродействующие выключатели — БВ (главные выключатели — ГВ) отключаются, все поднятые токоприемники падают в аварийном режиме за счет того, что схемой ПАО подается напряжение на SA — катушку магнитного клапана быстрого опускания, включение которого приводит к сообщению с атмосферой трубопровода сильфона широкими каналами.
Однако при нажатии машинистом кнопки подъема токоприемников возможен подъем других токоприемников, кроме блокированного.
Если токоприемник поднялся на высоту более 2,25 м (7 м от головки рельса), то сработает пневмовыключатель ограничения максимальной высоты подъема. Это приведет к тому, что давление из области сильфона BG поступит на DS4 — пневмореле давления контроля высоты подъема, но только в том случае, если не будет перекрыт Ys — запорный кран переключателя DS4.
Рис. 5.7. Полоз, требующий замены
При включении DS4 будет подан сигнал на ячейку станции Сибас-Клип, что приведет к получению сообщения от ЦБУ о превышении максимума высоты подъема. В ответ ЦБУ штатно отключит все БВ (ГВ), штатно опустит все токоприемники и выдаст диагностическое сообщение «Превышение высоты подъема…». После опускания этого токоприемника он не останется заблокированным, так как переключатель Ds4 выключится (соединится с атмосферой через отверстие OUT пневмовыключателя ограничителя высоты) и сигнал с ЦБУ снимется. Если токоприемник не опустится, а зацепится за что-либо в положении подъема с высотой более 7 м над уровнем головки рельса, то подключение поезда к контактной сети будет невозможно. Защита от превышения максимальной высоты может спасти токоприемник при попытке его поднятия на участке пути без контактного провода, так как в противном случае возможны его серьезные повреждения.
Сквозной канал, имеющийся во вставках полоза токоприемника переменного тока, снабжается сжатым воздухом от сильфона BG. В случае разлома, предельного износа или сквозного прожога (рис. 5.5) вставок полоза воздух выпускается из сильфона через клапан быстрого опускания, что вызывает опускание токоприемника и препятствует дальнейшим разрушениям. К трубопроводам системы автоматического опускания токоприемников подключен манометрический выключатель (пневмореле) с электрическими контактами DS2, который расположен в блоке управления клапанами. В случае спада давления манометрический выключатель подает сигнал на отключение БВ или ГВ (для исключения пережога контактного провода при опускании токоприемника под током).
Минимальная толщина контактной вставки не должна составлять менее 22 мм. Следует отметить, что в угольной вставке имеется полость, которая по мере износа появляется в виде канавки. Появление канавки на контактной поверхности говорит о необходимости замены полоза (рис. 5.6, 5.7).
В настоящее время контроль состояния вставок полоза на токоприемниках постоянного тока отключен.
Во избежание значительных повреждений токоприемника и контактной сети предусмотрено предохранительное устройство — так называемый срезной штифт (рис. 5.8).
Рис. 5.8. Срезной штифт
При появлении в зоне между полозом и контактным проводом горизонтальных усилий, величина которых превышает заданные значения, происходит срезание предохранительного болта и соединение находящегося в нем пневмопровода с атмосферой. Воздух выпускается из пневмопривода, и токоприемник опускается под действием собственного веса.
Рассмотренные выше системы защиты могут быть отключены путем перекрытия запорного крана, находящегося на раме токоприемника (рис. 5.9).
Находящийся рядом с запорным клапаном контрольный кран (рис. 5.10) служит для принудительного выпуска воздуха из привода при ремонтных работах и регулировке токоприемника.
Во избежание недопустимого возрастания давления до значения более 6 бар, а следовательно, и возрастания контактного усилия вследствие отказа регулятора давления DM, сильфон подъема токоприемника BG оборудован предохранительным клапаном, настроенным на давление 6 бар.
Токоприемник оборудован пневматическим сильфонным приводом с тремя утолщениями (рис. 5.11).
Рис. 5.9. Запорный кран
Рис. 5.10. Контрольный кран
Рис. 5.11. Сильфонный привод токоприемника
Именно сильфонный привод обеспечивает создание необходимого давления на контактный провод (в отличие от токоприемников традиционной конструкции, где пневматический привод лишь нейтрализует действие опускающей пружины, а сила прижатия полоза формируется подъемной пружиной). В приводе токоприемников ЭВС «Сапсан» пружин нет. Для сохранения постоянства контактного нажатия в рабочем диапазоне высот крепление сильфона к навесным накладкам на нижнем рычаге осуществляется с помощью тросов и дисковых кулачков. Настройка силы прижатия к контактному полозу осуществляется регулятором давления, который находится на пневматической панели клапанов (рис. 5.12). Изменение давления в приводе на 0,1 бар соответствует изменению усилия примерно на 10 Н.
Рис. 5.12. Пневматическая панель клапанов токоприемника: 1 — подвод магистрали токоприемника (HPL); 2 — управляющий электромагнитный клапан VE; 3 — фильтр; 4 — переключающий электромагнитный клапан MV5/2; 5 — регулятор давления воздуха в сильфоне и нажатия на контактный провод DM3; 6 — регулятор давления воздуха DM2; 7 — пневмореле контроля давления в HPL DS3; 8 — пневмореле устройства контроля максимальной высоты DS4; 9 — электромагнитный клапан быстрого аварийного опускания SA; 10 — пневмореле МАО (ADD) DS2; 11 — предохранительный клапан SI; 12 — контрольный патрубок Pr; 13 — шланг от DS2 к запорному крану YB МАО (ADD); 14 — шланг к сильфону; 15 — шланг от DS4 к пневмовыключателю механизма контроля высоты; 16 — манометр давления в сильфоне BG; 17 — дроссельное отверстие DR; 18 — пневматический переключательный клапан; 19 — электропроводка к катушкам электромагнитных вентилей и к пневмореле DS2, DS3, DS4
На рис. 5.13 приведена статическая характеристика токоприемника.
Как видно из рис. 5.13, разница между активным (на подъем) и пассивным (на опускание) давлениями не превышает в рабочем диапазоне высот 30 Н.
Конструктивной особенностью токоприемников ЭВС «Сапсан» является наличие в них вспомогательного подъемного устройства (обозначено буквой Z на рис. 5.4), состоящего из двух рабочих мембранных цилиндров, в которые воздух подается одновременно с сильфонным пневмоприводом токоприемника. При подаче в цилиндры сжатого воздуха два толкателя выдвигаются наружу, воздействуют на токоприемник в зоне верхнего трубчатого элемента, и токоприемник примерно на 20—35 мм выталкивается вверх в зависимости от настройки регулируемых по высоте резиновых буферов. Данное вспомогательное устройство облегчает подъем токоприемника в зимнее время, когда вследствие обледенения он испытывает дополнительные весовые нагрузки. Внешний вид дополнительного подъемного устройства приведен на рис. 5.14.
Рис. 5.13. Статическая характеристика токоприемника
На рис. 5.15 представлена упрощенная схема высоковольтных цепей поезда В1. Напряжение от соединенных параллельно токоприемников (обычно поднимается один токоприемник на секции — задний, т.е. «коленом назад») через БВ шунтированным заземлителем ES подается к сетевым (входным) фильтрам преобразователей TSR. Между токоприемником и БВ установлены разрядник постоянного тока и датчик напряжения. Рассмотрим конструкцию некоторых элементов схемы, относящихся к крышевому оборудованию.
Рис. 5.14. Внешний вид дополнительного подъемного устройства
Рис. 5.15. Упрощенная схема крышевого оборудования поезда В1: P-DC — токоприемник постоянного тока; DC-UspA — разрядник постоянного тока; DC-SpW — датчик напряжения сети постоянного тока; ES — заземлитель; DC-HC — быстродействующий выключатель; DC-SW — датчик тока токоприемников секции; DC-HAST — разъединитель уравнительной шины постоянного тока и шины отопления; NF — сетевой фильтр; TSR — тяговый преобразователь; Heizsсhiene — шина отопления; ASS — выключатель шины уравнительного тока; Ausgleichsstrom-schiene — шина уравнительного тока
Заземлитель (ES) предназначен для заземления крышевого высоковольтного оборудования поезда и быстродействующего выключателя (БВ).
Общий вид и основные конструктивные элементы заземлителя показаны на рис. 5.16.
Рис. 5.16. Заземлитель: 1 — основание; 2 — контактный нож разъединителя; 3 — неподвижные контакты; 4 — изоляторы; 5 — группа низковольтных контактов; 6 — разъем; 7 — система блокировки; 8 — рычаг
Ниже приведены основные технические параметры заземлителя.
Основные технические параметры заземлителя Расчетный ударный ток (пиковое значение)......................... 40 кА Расчетный кратковременный ток (эффективное значение)............. 16 кА Срок эксплуатации................................................ 20000 коммутаций, 20 лет Габаритные размеры............................................... 485x330x502 мм Масса............................................................ 24 кг
Монтаж заземляющего выключателя постоянного тока выполнен на металлической плите, на которой установлены основные функциональные узлы разъединителя: изоляторы неподвижных контактов и подвижного ножа, группа низковольтных блок-контактов, разъем низковольтных цепей, система блокировки, рычаг.
Заземлитель устанавливается на крыше вагонов DR T 02 и DR T 09 над тамбуром № 2 (рис. 5.17). Подвижный контакт электрически соединен с корпусом вагона, неподвижные контакты установлены на изоляторах. Один из неподвижных контактов соединен со сборной шиной высоковольтной цепи и контактом «+» БВ, второй неподвижный контакт соединен с контактом «—» БВ.
Низковольтные контакты коммутируются с помощью набора дисков с вырезами, расположенных на валу подвижного ножа, и передают информацию о текущем состоянии разъединителя в систему управления поездом.
Двухсторонний контактный нож выключателя поворачивается с помощью рычага, расположенного над потолочной обшивкой вагона. Блокировка рычага возможна только при его нахождении в конечном положении и осуществляется блокирующим механизмом. Ключ блокирующего механизма расположен на панели выключателей петель безопасности в кабине машиниста.
Рис. 5.17. Внешний вид заземлителя на крыше дроссельного вагона
Исходным положением выключателя является положение, когда контакты разомкнуты. При выполнении работ на крыше поезда ключ блокирующего механизма необходимо повернуть в положение «Заземлено» и извлечь из панели выключателей в кабине машиниста, после чего вставить в замок блокирующего механизма на выключателе и повернуть на 180°. Затем рычаг выключателя необходимо повернуть до упора по часовой стрелке. При постановке рычага в конечное положение станцией обработки аналоговых и бинарных сигналов формируется команда на замыкание разъединителя токоприемника. Заземлитель замыкается, подключая токоприемник к заземленной цепи. Таким образом, крышевое оборудование постоянного тока и оба силовых контакта БВ оказываются электрически соединенными с корпусом вагона.
Разрядник постоянного тока DC-UspA (рис. 5.18) предназначен для защиты электрооборудования от перенапряжений.
Основные технические характеристики разрядников постоянного и переменного тока представлены в табл. 5.2.
Рис. 5.18. Внешний вид разрядника постоянного тока
Таблица 5.2. Основные технические характеристики разрядников постоянного и переменного тока
| Характеристики | Разрядник для защиты от перенапряжений переменного тока | Разрядник для защиты от перенапряжений постоянного тока |
| Расчетное напряжение | 37 кВ | 4 кВ |
| Напряжение при длительной нагрузке | 30 кВ | 4 кВ |
| Номинальный разряжающий импульсный ток | 10 кВ | |
| Максимальное остаточное напряжение при 8/20 мкс | 95 кВ | 10 кВ |
| Контрольный ток сброса давления | 40 кВ | 45 кВ |
Обычно при движении на постоянном токе поднимается по одному токоприемнику на каждой из секций. Уравнительная шина служит для уменьшения дугообразования при токосъеме и препятствует кратковременным провалам напряжения на входных фильтрах тяговых преобразователей. Для ограничения тока через уравнительную шину на уровне не более 100 А в нее включены токоограничивающие резисторы. Шина отопления дает возможность обеспечить цепи отопления 3 кВ от токоприемников другой секции. Питание тяговых преобразователей от токоприемников другой секции на постоянном токе невозможно! При выходе из строя обоих токоприемников постоянного тока на секции движение поезда возможно лишь на 50 % тяги. Упрощенная электрическая схема поезда В2 приведена на рис. 5.19.
На рис. 5.20 представлена упрощенная схема высоковольтных цепей поезда В2.
Рис. 5.19. Упрощенная электрическая схема поезда В2
Рис. 5.20 Упрощенная схема высоковольтных цепей поезда В2
На рис. 5.19 и 5.20 использованы следующие обозначения:
- P-DC — токоприемники постоянного тока вагонов DR T;
- P-AC — токоприемники переменного тока вагонов TR T;
- OSpW, SpErk — датчик максимального напряжения в контактной сети и распознаватель рода тока в вагонах DR T и TR T;
- DC-UspA — разрядник постоянного тока вагона DR T;
- AC-USpA — разрядник переменного тока вагона TR T;
- T-USpA — разрядник для защиты трансформатора вагона TR T;
- US — крышевой разъединитель токоприемника постоянного тока вагона DR T;
- DC-SpW — датчик напряжения сети постоянного тока в вагоне DR T;
- DC-SW — датчик тока токоприемника постоянного тока вагона DR T;
- DC-HS — БВ постоянного тока вагона DR T;
- AC-HS — ГВ переменного тока вагона TR T;
- ES — крышевые заземлители вагонов DT R и TR T;
- P-OSW — датчик тока цепи токоприемника переменного тока в вагоне TR T;
- DLT — разъединитель крышевой проводки переменного тока 25 кВ в вагоне TR T;
- ASS — разъединитель уравнительного провода постоянного тока 3,3 кВ вагона DR T; DC-HAST — контактор шины отопления постоянного тока в вагоне DR T;
- Heizsсhiene — шина отопления постоянного тока 3,3 кВ;
- Ausgleichsstromschiene — шина уравнительно тока 3,3 кВ;
- Dachleitung — крышевая проводка переменного тока 25 кВ;
- DC-NS — сетевые контакторы постоянного тока 3,3 кВ в вагоне DR T;
- DC-VLS — контакторы предварительной зарядки промежуточного контура в вагоне DR T;
- DC-VLW — сопротивление предварительной зарядки промежуточного контура в вагоне DR T;
- NF — дроссель-фильтры в вагоне DR T;
- ASS-SW — датчик тока уравнительного провода постоянного тока 3,3 кВ в вагоне DR T;
- R-ASS — демпферное сопротивление уравнительного провода постоянного тока 3,3 кВ в вагоне DR T;
- T-OSW — датчик входного тока первичной обмотки главного трансформатора в вагоне TR T;
- TR — тяговый трансформатор в вагоне TR T;
- TSR — тяговый преобразователь в вагонах SR B 01 и SR B 10, SR T 04 и SR T 0;
- AE — асинхронные тяговые двигатели в вагонах SR B 01 и SR B 10, SR T 04 и SR T 07;
- =10-F03 — плавкие вставки в цепи обмотки собственных нужд главного трансформатора в вагоне TR T;
- AC-HST — контактор шины отопления переменного тока в вагоне 7R T;
- T-USW — датчик выходного тока первичной обмотки главного трансформатора в вагоне TR T;
- =10-Т26 — датчик входного тока шины обогрева 3,3 кВ в вагоне DR T;
- =10-Т28 — датчик выходного тока шины обогрева 3,3 кВ в вагоне DR T;
- =10-Х22 — заземляющее устройство (рабочее и защитное заземление) в вагоне DR T;
- =10-Х32 — заземляющее устройство (рабочее заземление) в вагоне TR T;
- Q7 — контакторы подключения тяговых преобразователей к дроссель-фильтру NF и к ЗУ в вагонах SR B и SR T;
- Q1 — сетевые контакторы переменного тока 3,3 кВ в вагонах SR B и SR T;
- Q4 — контакторы предварительной зарядки промежуточного контура в вагонах SR B и SR T;
- Q11 — контакторы шины питания ПСН 3,3 кВ постоянного тока в вагонах SR B и SR T;
- Q10 — соединительные контакторы шины питания ПСН 3,3 кВ постоянного тока в вагонах ТR Т;
- EVB — одиночные преобразователи собственных нужд в вагонах TR T;
- D-EVB — сдвоенные преобразователи собственных нужд в вагонах BAT R и BAT T;
- Q35 — контактор соединения сегментов шины трехфазного переменного тока 440 В, 60 Гц в вагонах BAT R и BAT T;
- F37-39 — плавкие вставки сегмента 1 шины трехфазного переменного тока 440 В, 60 Гц в вагонах TR T;
- =61-F09 — плавкие вставки обогревателей 16 кВт, 3,3 кВ климатической установки во всех вагонах;
- =61-Q08 — контакторы включения обогревателей 16 кВт, 3,3 кВ климатической установки во всех вагонах;
- =61-E01 — обогреватели 16 кВт, 3,3 кВ климатической установки во всех вагонах.
Рассмотрим входные высоковольтные цепи постоянного тока поезда В2 и их отличия от поезда В1. Два токоприемника постоянного тока, соединенные параллельно (как и на поезде В1) подключены к силовой цепи через разъединитель токоприемников US. Разъединитель включится только после определения устройством распознавания рода тока SpErk, что поезд находится под контактной сетью 3 кВ. Все цепи и устройства, в том числе разъединитель, имеют изоляцию на 25 кВ. Соответственно точка подключения разрядника постоянного тока (DC-USpA) и датчика напряжения сети постоянного тока (DC-USpA) вынесены за разъединитель. В остальном работа цепей аналогична работе цепей электропоезда В1.
Разъединитель токоприемника постоянного тока предназначен для отсоединения высоковольтных цепей поезда от токоприемника и их заземления. Общий вид и основные конструктивные элементы разъединителя показаны на рис. 5.21.
Рис. 5.21. Разъединитель токоприемника постоянного тока: 1 — основание; 2 — неподвижные контакты; 3 — контактный нож разъединителя; 4 — изоляторы; 5 — разъем; 6 — группа низковольтных контактов; 7 — пневматический блок
Ниже представлены основные технические характеристики.
Основные технические характеристики разъединителя Расчетный ударный ток (пиковое значение).................. 40 кА Расчетный кратковременный ток (эффективное значение)...... 16 кА Расчетный ток главных контактов........................... 2000 А Срок эксплуатации......................................... 400 000 коммутаций, 30 лет Габаритные размеры........................................ 870x565x694 мм Масса..................................................... 96 кг
Монтаж узлов разъединителя выполнен на металлической плите — основании 1 (см. рис. 5.21), на котором установлены опоры-изоляторы 4 неподвижных контактов 2 и подвижного ножа 3, разъем низковольтных цепей 5, группа блок-контактов 6, пневматический блок 7.
Пневматический блок содержит два электромагнитных клапана (вентиля), обеспечивающих подачу сжатого воздуха к полостям пневмоцилиндра. При подаче питания на включающий электромагнитный клапан он открывается, и происходит наполнение полости пневмоцилиндра. Поршень, двигаясь посредством тяги, перемещает нож разъединителя в положение «Эксплуатация». При размыкании разъединителя подается электропитание на электромагнитный клапан «Заземлено», наполняется соответствующая полость пневмоцилиндра, из полости клапана «Эксплуатация» воздух выпускается, после чего поршень перемещает нож разъединителя в положение «Заземлено».
Разъединитель установлен на крыше вагонов DR T 02 и DR T 09 двухсистемных поездов В2 над тамбуром № 2. На односистемных поездах В1 разъединитель не устанавливается. Вывод подвижного контактного ножа подключен к шине быстродействующего выключателя (БВ). Один из неподвижных контактов подключен к корпусу вагона, а другой — к выводу токоприемника постоянного тока. Нож разъединителя и неподвижный контакт, соединенный с токоприемником, изолированы от корпуса.
Исходным положением разъединителя является положение, при котором силовая схема электрически соединена с корпусом вагона. После подъема токоприемника и получения от определителя рода тока разрешающего сигнала на подключение высоковольтной цепи к контактной сети контактный нож перемещается и соединяет токоприемник с высоковольтной цепью.
Низковольтные контакты при помощи набора дисков и кулачков, расположенных на валу подвижного ножа, обеспечивают центральный блок управления поездом информацией о состоянии разъединителя.
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при выполнении работ на крыше поезда высоковольтное оборудование поезда заземляется. Для этого используется заземлитель постоянного тока с ручным приводом (ES), подключающий высоковольтную цепь к корпусу вагона. При перемещении заземляющего разъединителя в положение «Заземлено» разъединитель токоприемника подключает токоприемник к цепи, заземляя его.
Преобразователь высокого напряжения переменного тока и устройство распознавания системы напряжений. Внешний вид устройства приведен на рис. 5.22.
Рис. 5.22. Устройство распознавания системы напряжений
Характеристики преобразователя напряжения переменного тока Номинальная частота............................................ 50 Гц Номинальное напряжение......................................... 25 кВ Коэффициент трансформации...................................... 25 000В/1500 В Номинальная мощность........................................... 2x5 ВА Точность....................................................... класс 0,5 — сетевое напряжение до 30 кВ, точность 0,5 %
По сути, преобразователь напряжения переменного тока — это измерительный трансформатор с двумя вторичными обмотками, а устройство распознавания системы напряжений — это схема, подключенная к одной из этих обмоток.
Внешний вид крышевого оборудования постоянного тока поезда В2 представлен на рис. 5.23.
Рассмотрим входные высоковольтные цепи переменного тока поезда В2 (см. рис. 5.20). К токоприемнику переменного тока (Р-АС) подключены преобразователь высокого напряжения (OSpW) и устройство распознавания рода тока (SpErk). Токоприемники, находящиеся на трансформаторных вагонах подключены к первичным обмоткам своих тяговых трансформаторов через главные выключатели (AC-HS). Заземлитель (ES) является частью конструкции главного выключателя. С обеих сторон главного выключателя подключены разрядники переменного тока (AC-USpA). Токоприемники запараллелены между собой крышевой проводкой (Dachleitung), которая может быть разомкнута разъединителями крышевой проводки (DLT). Между главным выключателем и первичной обмоткой трансформатора установлены датчики тока (рис. 5.24) трансформатора (T-OSW) и токоприемника (Р-OSW).
Рис. 5.23. Крышевое оборудование постоянного тока поезда В2
Рис. 5.24. Датчик тока
В нормальном режиме при движении поезда на переменном токе поднят один токоприемник, а тяговый трансформатор другой секции получает питание по крышевой проводке. На рис. 5.25 показан разрядник переменного тока, технические данные которого были приведены в табл. 5.2.
На рис. 5.26 и 5.27 показан внешний вид разъединителя крышевой проводки. Разъединитель управляется дистанционно с помощью пневмопривода и служит для отключения крышевой проводки в случае ее неисправности.
Рис. 5.25. Разрядник переменного тока
Рис. 5.26. Разъединитель крышевой проводки: 1 — контактный нож; 2 — опорная плита; 3 — вспомогательный выключатель; 4 — пневматическая единица измерения; 5 — изолятор; 6 — контактная пружина
Рис. 5.27. Разъединитель крышевой проводки, установленный на крыше поезда
Внешний вид крышевого оборудования переменного тока одной секции и его схема приведены на рис. 5.28, 5.29.
Упрощенная схема расположения высоковольтного оборудования на поезде В2 представлена на рис. 5.30.
Рис. 5.28. Крышевое оборудование переменного тока одной секции поезда В2
Рис. 5.29. Схема крышевого оборудования переменного тока
Рис. 5.30. Упрощенная схема расположения высоковольтного оборудования на поезде В2
