Книга 4
Описание и работа.
Электрические аппараты и оборудование

СОДЕРЖАНИЕ

  1 Электрические аппараты
    1.1 Токоприемники АХ023 BULT, AX024 BMLT
    1.2 Многофункциональное устройство C4F
    1.3 Быстродействующий выключатель ARC 3035
    1.4 Разъединители крышевые ножевого типа OSAD30, 1OSAD26
    1.5 Высоковольтные контакторы и разъединители
    1.6 Прочие контакторы
    1.7 Переключатель LTHMD 800-3P CO
    1.8 Переключатель кулачковый GN12-L144-U15
    1.9 Релейная аппаратура
    1.10 Буксовое токосъемное устройство UZB70-24U1, UZB90-24U1
    1.11 Автоматические выключатели серии CR
    1.12 Выключатель В-8
    1.13 Блокировка электрическая низковольтная ДТЖИ.685188.005 (5ТН.360.110СП)
    1.14 Тяговый трансформатор и блок дросселей
    1.15 Датчик-трансформатор тока LT500-T/SP93-У2
    1.16 Датчик-трансформатор напряжения LV100/SP84-У2
    1.17 Датчик тока ДТ-019
    1.18 Датчик тока ДТ-009
    1.19 Датчики тока CA(I) TFP/TA11 и TA12
    1.20 Преобразователь напряжения MSV200-5-D-4-3-2-Y
    1.21 Вспомогательный трехфазный трансформатор
    1.22 Трансформатор тока ТЛ-0,66-I-0,5-600/5 У3
    1.23 Устройство защиты от перегрузки по переменному току СТ TFI-QLM2
    1.24 Измерительный трансформатор TF1-PP/T3
    1.25 Блок тормозных резисторов БТР-83
    1.26 Элемент резистивный ДТЖИ.434264.001-07 (5ТС.592.032-07СП)
    1.27 Нагреватель электрический НЭ-31
    1.28 Кнопки управления
    1.29 Высоковольтное соединение системы отопления поезда МВС-Ш-185/4, 25-4000/800, МВС-0-Р-185-4000/800 и МВС-Х-4000
  2 Оборудование
    2.1 Ревун ТС-22
    2.2 Заземляющие штанги ШЗ-27-02, ШЗ-10-01
    2.3 Ограничители перенапряжений
    2.4 Аккумуляторная батарея

   В настоящей книге руководства по эксплуатации магистрального электровоза двойного питания типа ЭП20 приведено описание и работа электрических аппаратов и оборудования импортного и отечественного производства, установленных на электровозе. Приведены назначение изделий, их техническая характеристика, устройство и работа, текст поясняется рисунками и схемами.

1 Электрические аппараты

1.1 Токоприемники АХ023 BULT, AX024 BMLT

   Назначение изделия.

   Токоприемники AX 023 BU LT и AX 024 BМ LT предназначены для съема и передачи через скользящий контакт электрической энергии от контактной сети к электрооборудованию электровоза и обеспечивают заданные характеристики в обоих направлениях движения электровоза.

   Токоприемники АХ 023 BU LT используются при работе электровоза от контактной сети постоянного тока 3 кВ. Токоприемники АХ 024 BМ LT используются при работе электровоза от контактной сети переменного тока 25 кВ.

   Технические характеристики

   Технические характеристики токоприемников АX 023 BU LT, AX 024 BM LT приведены в таблице 1.

Таблица 1

   Технические характеристики полозов и кареток токоприемников приведены в таблице 2.

Таблица 2

   Устройство и работа.

   Конструкция токоприемников обеспечивает взаимодействие с контактной сетью Российских магистральных железных дорог по требованиям ЦЭ-868.

   Токоприемник AX 023 BU LT (AX 024 BМ LT) представляет собой асимметричную конструкцию. Он состоит из трех составных частей – токоприемника, пневматического привода с пневматическим узлом управления (установленным внутри локомотива) и системы аварийного автоматического опускания ADD. Токоприемники в соответствии с рисунками 1.1 и 1.2 состоят из основания 10 (стальная сварная конструкция), на котором размещены нижняя рама 3, тяговый подъемный шток 2 и пневматический привод 12. Верхняя рама 1 представляет собой сварную конструкцию, установленную на подшипниках на нижней раме 3 и тяговом подъемном штоке 2. На верхней раме 1 размещается на шарнирах распорный стержень с каретками 7 и полоз токоприемника. Горизонтальное положение полоза во всем рабочем диапазоне обеспечивается выравнивающим штоком 14. Сам полоз установлен на каретках 7 таким образом, чтобы мог свободно поворачиваться для слежения за контактным проводом на угол от 5 до 7° в каждую сторону. Угол поворота полоза ограничен конструкцией кареток 7.

   Нижняя рама 3 и тяговый подъемный шток 2 с обеих сторон установлены на закрытых подшипниках и не требуют ухода во время эксплуатации. Выравнивающий шток 14, распорный стержень с каретками 7 и полоз установлены на самосмазывающихся втулках. Все шарнирные узлы зашунтированы медными гибкими проводниками (шунтами).

   Токоприемники для работы с контактной сетью постоянного и переменного тока отличаются только полозами, количеством шунтов и рабочим давлением в пневматическом приводе.

Рисунок 1.1 – Токоприемник AX 023 BU LT

Рисунок 1.2 – Токоприемник AX 024 BМ LT

   Пневматический узел управления токоприемником, в соответствии с рисунком 1.3, представляет собой моностатический узел, устанавливаемый внутри электровоза и отрегулированный на требуемое статическое нажатие и скорости подъема и опускания токоприемника. В схему включены фильтр очистки воздуха для обеспечения нормальной работы регулятора, электромагнитный вентиль 1 для подачи воздуха в пневматический привод токоприемника, регуляторы скорости опускания и подъема, а так же точный регулятор давления. На всех регуляторах предусмотрена возможность регулировки уставок вручную.

   Для обеспечения надежной работы токоприемника при отрицательных температурах пневматический узел управления оборудован нагревателем 2 с максимальной потребляемой мощностью 100 Вт.

   Пневматический узел управления должен быть установлен таким образом, чтобы объем воздуха между точным регулятором давления и приводом токоприемника не превышал 0,3 л. Это улучшает чувствительность регулятора на изменение давления в трубке от регулятора к пневматическому приводу токоприемника. Один пневматический узел обеспечивает управление двумя токоприемниками AX 023 BU LT и AX 024 BМ LT.

   Токоприемник оснащен системой ADD (Auto dropping device), обеспечивающей автоматическое опускание (складывание) его подвижных частей при воздействии на полоз ударных нагрузок со стороны контактной сети (при ее неисправности), приводящих к разрушению контактных элементов. Система ADD предотвращает повторный подъем токоприемника, если неисправность вставки не устранена. Также токоприемник оборудован системой MED, предназначенной для опускания подвижных частей токоприемника при поднятии полоза выше 7000 мм над уровнем верха головки рельса.

Рисунок 1.3 – Общая электропневматическая схема пневматического узла управления

   Система аварийного опускания (ADD, MED) в соответствии с рисунком 1.4 состоит из пневматического клапана 1, установленного на токоприемнике и приводимого в действие при разрушении контактной вставки (которая имеет встроенный воздушный канал); проходного изолятора 2, предназначенного для изоляции при подводе воздуха, и реле давления 3.

   При нормальной работе (без повреждения вставок), пневматический клапан нормально закрыт. В случае разрушения вставок, выпуск воздуха через вставку приводит в действие клапан. Давление в пневматическом приводе падает, и токоприемник опускается, одновременно, реле давления подает электрический низковольтный сигнал в систему управления электровоза на опускание токоприемника.

   На токоприемниках AX 023 BU LT и AX 024 BM LT установлены различные по ширине и с разными типами вставок полозы. Конфигурация полоза, представленная на рисунке 1.5 и таблице 2, соответствует «Техническим требованиям к полозам токоприемников магистрального электроподвижного состава». Это обеспечивает их вписывание в габарит 1Т по ГОСТ 9238-83 и качественную работу в зоне подхвата провода.

   Тип вставки токоприемника АХ 023 BU LT – SK85ACu (пропитанный медью графит, среднее содержание меди от 20 до 30 %). Тип вставки токоприемника АХ 024 BМ LT – SK85W (угольно-графитная).

Рисунок 1.4 – Схема системы аварийного опускания ADD

Рисунок 1.5 — Конфигурация полоза

Токоприемники электровозов постоянного и переменного тока:
• ПКБ ЦТ.25.0092 Техническое обслуживание и ремонт токоприемников электровозов постоянного и переменного тока.
• ЦТ-ЦЭ-844 Инструкция о порядке использования токоприемников электроподвижного состава при различных условиях эксплуатации.
• ЦТ/ЦЭ-4134 Инструкция о порядке работы токоприемников электроподвижного состава.
• ЦТ/4027 Инструкция о порядке работы токоприемников электроподвижного состава.
• 6ТС.260.016-02 РЭ - Руководство по эксплуатации. Токоприёмник асимметричный ТАсС-16-02.
• 2ЭС10.00.000.000 РЭ2 - Токоприемник ТА-СТМ 140. Часть 3. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 с асинхронными тяговыми электродвигателями. Руководство по эксплуатации.
• 3ТС.085.003 РЭ4 - Токоприемники АХ023 BULT, AX024 BMLT. Книга 4. Электровоз магистральный ЭП20. Руководство по эксплуатации.
• 2ЭС6.00.000.000 РЭ4 - Токоприемники АТ 2400 и ТА-160-3200. Часть 5. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6. Руководство по эксплуатации.
• 3ТС.001.012РЭ4 - Токоприемник ТАсС-10-01. Книга 4. Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации.
• ЭП2К.00 РЭ-1 - Инструкция по настройке токоприемника ТАсС-10-01. Часть 2. Электровоз ЭП2. Руководство по эксплуатации. Инструкция по эксплуатации.
• ЭП2К.00 РЭ - Токоприемник SBS 2T. Часть 1. Электровоз ЭП2. Руководство по эксплуатации.
• ТИ514 Технологическая инструкция. Техническое обслуживание и ремонт токоприемников отечественных электровозов постоянного и переменного тока
• ТИ699 Технологическая инструкция. Техническое обслуживание и ремонт токоприемников электровозов ЧС2,ЧС2Т,ЧС6,ЧС7,ЧС200.
• ТИ700 Технологическая инструкция. Техническое обслуживание и ремонт токоприемников электровозов ЧС4,ЧС4Т,ЧС8.
• ПКБ ЦТ.06.0006 Руководство по техническому обслуживанию и текущему ремонту токоприемников.
• ПКБ ЦТ.25.0016 Технологическая инструкция. Техническое обслуживание и ремонт токоприемника Л-1У1-01 электровоза ЭП1.
• ПКБ ЦТ.25.0078 Технологическое обслуживание и ремонт токоприемника ТАсС-10.
• ПКБ ЦТ.25.0141 Технологическая инструкция. Техническое обслуживание и ремонт токоприемников электровозов ЧС4,ЧС4Т,ЧС8.
• ПКБ ЦТ.25.0149 Технологическая инструкция. Техническое обслуживание и ремонт токоприемников электровозов ЧС2,ЧС2Т,ЧС6,ЧС7,ЧС200.
• 103.02100000.00021Р Комплект документов на технологический процесс ремонта токоприемника 2SLS-2 электровозов ЧС4Т
• 103.02100000.00022Р Комплект документов на технологический процесс ремонта токоприемника 10рр электровоза ЧС2
• 103.02100000.00025Р Комплект документов на технологический процесс ремонта токоприемника 2SLS-4 электровоза ЧС8
• 103.25188.00001 ТИ на сборку токоприемника Т-5М.
• 103.25188.00002 ТИ на сборку токоприемников Л-13У, Л-14М.
• 6ТЕ.260.005РК Токоприемник Т-5М1. Руководство по капитальному ремонту.
• 6ТН.260.013-014РК Токоприемники Л-13У1, Л-14М1. Руководство по капитальному ремонту.

1.2 Многофункциональное устройство C4F

   Назначение изделия.

   Многофункциональное устройство С4F используется при работе электровоза от контактной сети переменного тока 25 кВ промышленной частоты и имеет в своем составе следующее оборудование:
   - вакуумный выключатель 22СB-NG-Е, предназначенный для оперативной коммутации высоковольтных цепей и защиты электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий;
   - заземляющий переключатель 38KS-М для защиты поездной бригады от опасности поражения электрическим током при проведении технического обслуживания;
   - ограничитель перенапряжений для защиты оборудования электровоза от перенапряжений, возникающих при отключении вакуумного выключателя;
   - ферритовый фильтр для снижения уровня электромагнитных помех в контактной сети при работе электровоза.

   Технические характеристики

   Технические характеристики приведены в таблице 3.

Таблица 3

   Устройство и работа.

   В соответствии с рисунком 1.6 многофункциональное устройство состоит из ограничителя перенапряжений 1, заземляющего переключателя 2, вакуумного выключателя 3 и ферритового фильтра 4.

   Многофункциональное устройство оборудовано системой продувки сжатым воздухом для исключения появления конденсата в нижнем изоляторе вакуумного выключателя. На боковой поверхности в нижней части устройства расположены отверстие 5 для подвода осушенного воздуха и электрические низковольтные разъемы 6 и 7 вакуумного выключателя и заземляющего переключателя соответственно.

   Ограничитель перенапряжений выполнен из варисторов на основе металл-оксидных блоков без искрового промежутка с полимерным изолятором.

   Общий вид вакуумного выключателя приведен на рисунке 1.7. Вакуумная камера 10 с главными контактами выключателя расположена в верхнем изоляторе 1. Внутри нижнего изолятора 2, прикрепленного к опорной плите 4, расположена вертикальная тяга привода 3, с которой соединен подвижный контакт вакуумной камеры.

   При включении электромагнита 5, разрядом конденсатора панели управления 7 на включающую катушку перемещается тяга 8, и за счет рычага 6, обеспечивающего механическую передачу между двумя стержнями привода (вертикальным и горизонтальным) перемещается тяга 3 с подвижным главным контактом – выключатель включается. Удерживается электромагнит во включенном положении за счет протекания тока через удерживающую катушку.

   Для отключения выключателя, по команде от токового реле при достижении тока уставки, или при оперативном отключении, прерывается цепь удерживающей катушки и тяга 8 под действием пружины, а за ней и тяга 3 с подвижным главным контактом, перемещаются в исходное состояние.

   Выключатель оснащен четырьмя парами вспомогательных контактов 9 (четыре замыкающих и четыре размыкающих), отображающих состояние главного контакта.

   Схема электрическая принципиальная вакуумного выключателя приведена на рисунке 1.8.

   Напряжение питания 110 В подается на DC/DC преобразователь, который во всем диапазоне изменения напряжения аккумуляторной батареи обеспечивает постоянное выходное напряжение 96 В, позволяя включать главные контакты с заданной скоростью и силой. Контактор CFR (VCB) находится в отключенном состоянии и через нормально замкнутые контакты обеспечивает через резисторы 24 Ом заряд конденсатора выходным напряжением DC/DC преобразователя. Когда зарядка конденсатора закончена (время заряда не более 10 с), включение может быть произведено системой управления электровоза. При поступлении включающего сигнала от системы управления электровозом контактор CFR (VCB) подключает конденсатор к включающей катушке электромагнита выключателя. Конденсатор разряжается на включающую катушку, обеспечивая срабатывание электромагнита.

   Когда разрядка конденсаторов закончена, электромагнит находится во включенном положении и остается в нем до тех пор, пока удерживающая катушка не будет отключена через систему управления локомотивом.

Рисунок 1.6 – Общий вид многофункционального устройства C4F

Рисунок 1.7 – Вакуумный выключатель многофункционального устройства C4F

Рисунок 1.8 – Схема электрическая принципиальная вакуумного выключателя

   Заземляющий переключатель 38KS-М в соответствии с рисунком 1.9 состоит из рычага 5 с контактными зажимами 9, запорного устройства 1 с замками 2 и 3, съемной рукоятки 4 и вспомогательных контактов 7.

   Заземляющий переключатель имеет два положения: «работа» и «заземлено». Перевод рычага 5 из одного положения в другое выполняется при помощи съемной рукоятки 4 вращением рычага вокруг точки крепления 6. В рабочем положении рычаг 5 удерживается в контактных зажимах 8.

   В положении «заземлено» зажимы 9 удерживаются на контактах вакуумного выключателя.

   Вспомогательные контакты 7 предназначены для информирования системы управления локомотивом о состоянии заземляющего переключателя.

   Запорное устройство 1 с замками 2 и 3обеспечивает блокировку рукоятки в фиксированных положениях.

   Для перевода из рабочего положения в заземленное в замке 2 должен быть вставлен и повернут ключ, предварительно вынутый из заземлителя цепей энергоснабжения поезда в высоковольтной камере. После этого рукоятка освобождается и может быть повернута в заземленное положение. Ключ в замке 3 поворачивается и блокирует рукоятку в положении «заземлено». После этого ключ из замка 3 может быть вынут для обеспечения доступа к управлению заземлителем звена постоянного тока тягового преобразователя в высоковольтной камере.

   Для перевода заземляющего переключателя в рабочее положение необходимо выполнить вышеуказанные действия в обратной последовательности.

а) – внутренняя часть (вид снизу)	б) – внешняя часть (вид сверху)

Рисунок 1.9 – Заземляющий переключатель 38KS-М

1.3 Быстродействующий выключатель ль ARC 3035

   Назначение изделия.

   Быстродействующий выключатель ARC 3035 – однополюсный, неполяризованный с электромагнитным управлением и естественным охлаждением, предназначен для защиты оборудования электровоза при работе от контактной сети постоянного тока.

   Технические характеристики

   Технические характеристики приведены в таблице 4.

Таблица 4

   Устройство и работа.

   Быстродействующий выключатель ARC 3035 в соответствии с рисунком 1.10 состоит из дугогасительной камеры 6, электромагнитного привода 2, главных контактов 5 и 7, цепи управления 1, вспомогательных контактов 3, возвратной пружины 4, силовых выводов 8, устройства автоматического отключения 9.

   Главный подвижный контакт 5 для замыканий силовой цепи приводится в действие кратковременным включением пусковой катушки электромагнитного привода 2 путем разряда пусковых конденсаторов внешней панели управления. В замкнутом состоянии главные контакты остаются за счет силы, создаваемой удерживающей катушкой электромагнитного привода.

   При отключении питания удерживающей катушки под действием возвратной пружины происходит размыкание главных контактов.

   Дуга, возникающая между контактами, посредством магнитного дутья «выдувается» в дугогасительную камеру, где происходит ее гашение.

   При коротком замыкании или превышении тока выше 4000 А в главной цепи выключателя срабатывает устройство автоматического отключения, которое размыкает цепь питания удерживающей катушки, в результате чего происходит размыкание главной цепи.

Рисунок 1.10 – Быстродействующий выключатель

1.4 Разъединители крышевые ножевого типа OSAD30, 1OSAD26

   Назначение изделия.

   Разъединитель-заземлитель OSAD30 предназначен для переключения между системами переменного и постоянного тока без токовой нагрузки.

   Разъединитель крышевой 1OSAD26 предназначен для отключения неисправного токоприемника без токовой нагрузки.

   Технические характеристики

   Технические характеристики приведены в таблице 5.

Таблица 5

   Устройство и работа.

   Силовая цепь разъединителей в соответствии с рисунками 1.11 и 1.12 состоит из контактного ножа 5 (подвижный контакт) и зажимного контакта 6 (неподвижный контакт). Контактный нож и зажимной контакт имеют отверстия для подключения проводников тока. Устройство неподвижного контакта состоит из трех и шести пальцевых контактов, количество контактов на позицию определяет номинал тока.

   Контактный нож закреплен на изоляторе 4, который установлен на поворотной опоре 3. Поворотная опора приводится в движение электрическим приводом через систему рычагов и кривошипный механизм. Зажимной контакт закреплен на изоляторе, который жестко соединен с опорной плитой, кроме того зажимной контакт закрыт защитной крышкой 7, которая обеспечивает работоспособность разъединителя в зимних условиях при обледенении контактов.

   Разъединитель OSAD30 в дополнение к силовой цепи имеет цепь заземления, которая состоит из зажимного контакта 9, закрепленного на токопроводящей опоре 8, жестко соединенной с опорной плитой. Зажимной контакт заземляющей цепи также закрыт защитной крышкой 7, которая обеспечивает работо-способность разъединителя в зимних условиях при обледенении контактов.

   Разъединение силовой цепи и переключение на цепь заземления происходит при выходе контактного ножа из зажимного контакта силовой цепи и входе в зажимной контакт заземления. При этом нож вращается против хода часовой стрелки (при виде сверху). Угол поворота ножа составляет 60°.

   Изоляторы разъединителей выполнены из полимерного изоляционного материала.

   Разъединители оснащены электрическим приводом для дистанционного управления и аварийным ручным приводом. Привод дистанционного управления состоит из электродвигателя, планетарного редуктора, конической зубчатой передачи, кривошипного механизма и системы рычагов. За счет кривошипного механизма направление вращения вала электродвигателя не изменяется, как при разъединении, так и при замыкании главной цепи. Управление приводом осуществляется подачей питания на электродвигатель и управляющих сигналов в цепь управления разъединителя.

   На основании находится корпус привода и цепь управления низкого напряжения. Через соединитель подаются сигнал мощности, управляющие сигналы, а также сигналы обратной связи от вспомогательных контактов к системе управления электровоза.

   На корпусе разъединителей имеются также подъемные петли 2 и болт заземления 1.

Рисунок 1.11 – Разъединитель крышевой 1OSAD26

Рисунок 1.12 – Разъединитель-заземлитель OSAD30

1.5 Высоковольтные контакторы и разъединители

   1.5.1 Контактор LTE 4-400

   Назначение изделия.

   Контактор LTE 4-400 предназначен для коммутации цепей отопления постоянного и переменного тока.

   Технические характеристики

   Технические характеристики приведены в таблице 6.

Таблица 6

   Устройство и работа.

   Контактор LTE 4-400 – однополюсный представляет собой воздушный выключатель с механизмом гашения дуги. Замыкание и размыкание силовых контактов производиться с помощью электромагнитного привода. Внешний вид контактора показан на рисунке 1.13.
   Провода силовой цепи подключаются к выводам 1, главные контакты и элементы привода закрыты с обеих сторон боковинами 3. Провода цепей управления подключаются к выводам 5, катушки управления электромагнитного привода. Гашение дуги осуществляется в дугогасительной камере 2.
   Для сообщения системе мониторинга локомотива о состоянии главных контактов контактор снабжен вспомогательными контактами 4.
   При подаче напряжения на управляющую катушку электромагнит привода срабатывает и перемещает подвижный контакт, замыкая силовую цепь.
   После снятия напряжения с катушки управления цепь размыкается.

Рисунок 1.13 – Контактор 400

1.6 Прочие контакторы

1.7 Переключатель LTHMD 800-3P CO

1.8 Переключатель кулачковый GN12-L144-U15

1.9 Релейная аппаратура

1.10 Буксовое токосъемное устройство
UZB70-24U1, UZB90-24U1

1.11 Автоматические выключатели серии CR

1.12 Выключатель В-8

1.13 Блокировка электрическая низковольтная
ДТЖИ.685188.005 (5ТН.360.110СП)

1.14 Тяговый трансформатор и блок дросселей

1.15 Датчик-трансформатор тока LT500-T/SP93-У2

1.16 Датчик-трансформатор напряжения LV100/SP84-У2

1.17 Датчик тока ДТ-019

1.18 Датчик тока ДТ-009

1.19 Датчики тока CA(I) TFP/TA11 и TA12

1.20 Преобразователь напряжения MSV200-5-D-4-3-2-Y

1.21 Вспомогательный трехфазный трансформатор

1.22 Трансформатор тока ТЛ-0,66-I-0,5-600/5 У3

1.23 Устройство защиты от перегрузки по переменному току СТ TFI-QLM2

1.24 Измерительный трансформатор TF1-PP/T3

1.25 Блок тормозных резисторов БТР-83

1.26 Элемент резистивный
ДТЖИ.434264.001-07 (5ТС.592.032-07СП)

1.27 Нагреватель электрический НЭ-31

1.28 Кнопки управления

1.29 Высоковольтное соединение системы отопления поезда
МВС-Ш-185/4, 25-4000/800, МВС-0-Р-185-4000/800 и МВС-Х-4000

2 Оборудование

2.1 Ревун ТС-22

2.2 Заземляющие штанги ШЗ-27-02, ШЗ-10-01

2.3 Ограничители перенапряжений

2.4 Аккумуляторная батарея