Способы управления электровозами и спарками электровозов переменного тока

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Железнодорожный транспорт России за свою, более чем 160-летнюю историю прошел большой путь и занял одно из ключевых мест в экономике России.

Он является важнейшим связующим звеном между различными отраслями экономики страны. Именно в России, с ее огромной территорией, железнодорожный транспорт объединяет в единый комплекс буквально все отрасли экономики, обеспечивает не только нормальную жизнедеятельность, но и безопасность и целостность страны.

Развитие научно-технического прогресса в XX веке коренным образом изменило техническую оснащенность железных дорог.

Разработаны и внедрены современные технологии управления перевозочным процессом. Поставлена и поэтапно решается проблема автоматизации управления перевозками - оснащение АРМами учета, анализа и выработки управляющих рекомендаций, аппаратно-программными комплексами для оперативного расчета энергооптимальных режимных карт с учетом временных ограничений скорости и веса поезда (АРМ дежурного по депо), внедрения ресурсосберегающей техники, технологий и технологического оборудования.

Основной целью данного диссертационного исследования является обоснование путей ресурсосбережения в электрической тяге поездов путем совершенствования экономичности управления электровозами переменного тока за счет применения новых электронных систем управления.

Это достигается главным образом за счет установления взаимосвязи энергозатрат с параметрами эксплуатационного процесса при учете особенностей энергетических преобразований в системе электрической тяги, включая при этом в указанную энергетическую цепь современные электронные устройства управления электровозами.

Актуальность диссертационного исследования обусловлена остротой проблемы энергосбережения на железнодорожном транспорте. Это в свою очередь определяется постоянным ростом тарифов по оплате электроэнергии и значительным увеличением удельного расхода электроэнергии в тяге поездов в период с 1986-2002 гг.

Как следствие указанных факторов имеется значительное возрастание доли энергозатрат в себестоимости перевозок на железных дорогах - до 12 %, хотя ранее эта доля составляла 5-6 %. В эксплуатационных расходах электровозных депо, обслуживающих грузовое движение, доля расходов по оплате энергозатрат достигает 30 - 40 %.

Степень разработанности проблемы определяется ранее выполненными исследованиями по теории тяги поездов, транспортной энергетике и нормированию энергозатрат. Основу всех этих работ составили исследования по электрификации железных дорог, начатые еще при разработке и реализации плана ГОЭЛРО в 1920-е годы. Эти исследования возглавили академики Кржижановский Г.М. и Графтио Г.О.; активное участие в них приняли профессора Александров И.Г., Вульф А.В., Дубелир Г.Д.,Шателен М.А., Шенфер К.И. Ими разработаны первые проекты электрификации отечественных железных дорог, выполнено технико-экономическое обоснование систем электрической тяги постоянного тока 3 кВ и переменного тока повышенного напряжения промышленной частоты (на перспективу), проведены расчеты по экономии энергоресурсов при переходе с паровой тяги р щ на электрическую.

В области теории электрической тяги поездов следует отметить классические I работы Вульфа А.В., Крылова А.Н., Розенфельда В.Е., Лакштовского И.А.,

Сидорова Н.Н., Исаева И.П., Осипова С.И., в которых развиты методы тяговых расчетов и способы определения энергозатрат на выполнение заданных объемов поездной работы.

По транспортной энергетике следует особо отметить работы Молярчука B.C., Розенфельда В.Е., Сосенко Ю.К., Пертраковского С.С., Медлина Р.Я., Бакланова А.А., Романовой А.Т., Павлова Л.Н., Дашкевича А.Б. К этим работам примыкают исследования, посвященные оптимизации режимов движения поездов с электрической тягой по критерию минимума энергозатрат. Их & авторами являютсяПлакс А.В., Фаминский Г.В., Петров Ю.П., Пульер Ю.М., Баранов Л.А., Новиков А.П., Ерофеев Е.В., Астрахан А.Н.

Особо необходимо указать исследования профессоров Исаева И.П., Горского А.В., Стрельникова В.Т., Павловича Е.С., Четвергова В.А., Киселёва В. И., в которых энергопотребление на тягу поездов увязано с техническим состоянием электровозов и тепловозов и с системой их ремонта.

Цель и задачи исследования состоят в установлении функциональной связи размеров энергопотребления электровозами с параметрами и числовыми характеристиками реализованной ими перевозочной работы и определении необходимых параметров и конкретных узлов электровозов, нуждающихся в модернизации.

Практическая задача исследования состоит в том, чтобы определить, обосновать и предложить пути и методы внедрения новых управляющих радиоэлектронных систем с целью уменьшения расхода электроэнергии электровозами.

Объект данного исследования - это перевозочный процесс железнодорожного транспорта со всеми его компонентами и влияющими факторами, которые в той или иной мере отражаются на работе всей энергетической цепи электрической тяги и электровоза в частности, а в конечном счете - на величине энергозатрат. В практическом аспекте объектом исследования являются новые, предлагаемые к внедрению или внедренные электронные системы управления, позволяющие значительно снизить расход электроэнергии электровозами.

В настоящее время основными, наиболее массовыми, электровозами, применяющимися для тяги грузовых поездов на сети дорог являются электровозы BJ180c, при этом, достигнуто существенное повышение единичной мощности электровоза по сравнению с ранее выпускавшимися односекционными электровозами, но при этом, как правило, пропорциональный прирост веса поезда не обеспечивается. Причины этого связаны с ограничениями по длине станционных путей, с плохим использованием грузоподъемности вагонов и значительной долей их порожнего пробега (в среднем по дороге около 30%).

В связи с этим на дороге имеет место недоиспользование мощности электрооборудования многосекционных электровозов, что ведет к росту удельного энергопотребления и ухудшению экономических показателей локомотивных депо и дороги в целом. Таким образом, хотя многосекционные локомотивы и позволяют существенно повысить весовую норму (на равнинных участках до 9 тыс.т), фактический вес поезда обычно значительно меньше. Поэтому в качестве основного направления по повышению эффективности многосекционных электровозов может быть, в первую очередь, рекомендовано создание условий для повышения веса поезда путем удлинения станционных путей и роста статической нагрузки вагонов. Однако реализация этих мероприятий находится за пределами компетенции локомотивной службы. Поэтому следует исходить из фактической ситуации, когда повышение экономичности электровозов за счет совершенствования и модернизации их электрооборудования и повышения экономической эффективности управления этим оборудованием и электровозом в целом, является единственным возможным, на сегодня, путем.

В этих условиях необходимо наметить и обосновать мероприятия, сводящиеся к улучшению использования электровозов в реальной ситуации, когда тяговое электрооборудование основную долю времени работает в режимах малой нагрузки. К таким мероприятиям можно отнести оптимизацию режимов вентиляции силового электрооборудования, изменение числа работающих тяговых двигателей или секций в зависимости от веса поезда и профиля пути.

Необходимость этих работ для Горьковской железной дороги определяется тенденцией к росту доли использования электрической тяги в перевозке грузов по дороге. При этом существенно возрастает роль электровозов, как основного средства по повышению среднего веса поезда.

Кроме этого, можно отметить другую тенденцию развития методов эксплуатации локомотивов, которая ведет к увеличению числа локомотивных секций в составе грузового поезда. Это расширение полигона эксплуатации соединенных поездов, вес которых обычно составляет 8-12 тыс. т., но в перспективе может быть повышен до 1 8-20 тыс. т. В пользу такого решения свидетельствует, в частности, зарубежный опыт: США и Канада - на тепловозной, ЮАР и Австралия - на электрической тяге.

При этом для обеспечения энергетической эффективности соединенных поездов необходимо применять посекционное управление локомотивами. Эта возможность учтена в разработанной и внедренной системе телеуправления СМЕТ.

Однако методы посекционного управления и соответствующие алгоритмы регулирования электрооборудования, на настоящий момент, требуют дальнейшей проработки.

Актуальность проблемы определяется ростом дефицита энергетических ресурсов, расширением парка и сферы использования электровозов, особенно электровозов BJ180c для которых, ввиду их массовости и низкого эксплуатационного КПД на большей части пути следования, необходимо проанализировать и разработать специальные методы управления тяговыми электроприводами. Такие методы должны обеспечить улучшение показателей использования электровозов в поездной работе (удельные энергозатраты, ресурс электрооборудования). При этом особенно большое значение приобретает разработка и внедрение новой, ресурсосберегающей техники, технологий и технологического оборудования.

Цель работы состоит в обосновании экономичных способов управления электровозами и спарками электровозов переменного тока и разработке технических средств для реализации этих способов на практике.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

- развитие комплексной методики расчета потерь энергии в оборудовании электровоза;

- анализ потерь энергии в этом оборудовании и в электровозе в целом;

- выдача практических рекомендаций, обеспечивающих снижение энергозатрат локомотивами.

- реализация и экспериментальная (включая эксплуатационную) проверка предложенных технических решений по повышению экономичности электровозов и спарок электровозов;

Практическая ценность выполняемой работы состоит в том, что:

- обоснованы рекомендации по реализации экономичного использования электровозов в заданном графике движения с выбором числа работающих тяговых двигателей, секций, напряжения и степени ослабления возбуждения тяговых двигателей в зависимости от веса поезда;

- внедрены на электровозах BJI80c в локомотивных депо Горьковской ж.д. системы автоматического управления режимами работы мотор - вентиляторов, системы оперативной регулировки мощности локомотива, телемеханические системы управления по системе многих единиц спарками электровозов для вождения тяжеловесных составов.



2. Переходной реактор ПРА-48

Сглаживающие и токоограничивающие реакторы

Сглаживающие реакторы представляют собой индуктивные сопротивления. Их включают последовательно в цепь тяговых двигателей электроподвижного состава переменного тока для уменьшения пульсации тока. При нарастании тока в течение каждого полупериода в реакторе создается запас электромагнитной энергии, что приводит к некоторому замедлению нарастания тока. При снижении тока в течение второй половины каждого полупериода происходит отдача запасенной в реакторе электромагнитной энергии, что сопровождается наведением э. д. с. самоиндукции в его обмотках. Эта э. д. с. препятствует снижению тока в цепи двигателей до нулевого значения. Характеристики сглаживающего реактора оказывают большое влияние на работу тяговых двигателей и коэффициент мощности электрического локомотива. От конструкции реактора зависят его вес, габаритные размеры и расход активных материалов (меди и электротехнической стали).

Коэффициент относительной пульсации к_по = ?i_d/Id (где ?i_d -- величина полной пульсации, а I_d -- постоянная составляющая тока) при номинальном режиме обычно составляет 0,2--0,25. При снижении нагрузки тяговых двигателей он возрастает. Желательно чтобы значение к_по не превышало 0,3 во всем диапазоне работы тяговых двигателей. Для этого сглаживающий реактор должен обеспечить соответствующее изменение индуктивности цепи двигателей при изменении их нагрузки. Этим требованиям наиболее отвечают сглаживающие реакторы со стальным сердечником. Индуктивность реактора L = ?*dф/dlгн (здесь ? -- число витков реактора, Ф -- его магнитный поток в вб).

При расчете сглаживающего реактора определяют электромагнитные и тепловые нагрузки, обеспечивающие его заданные характеристики Ф(I) и L(7) при минимальном весе и размерах. Расчет реакторов со стальным сердечником проводят методом постепенного приближения. Основные его размеры принимают на основании анализа выполненных подобных конструкций. Затем рассчитывают характеристики реактора. Если характеристики не соответствуют заданию, то производят корректировку размеров и повторяют расчет.

Сердечники реакторов должны иметь значительный воздушный участок в магнитной цепи во избежание насыщения и чрезмерного снижения индуктивности при больших токах нагрузки. С увеличением воздушного зазора снижается начальная индуктивность, но насыщение сердечников реактора и падение его индуктивности в этом случае наступает при меньшем токе нагрузки. Применяют шихтованные (из листов стали толщиной 0,5 мм, покрытых лаком) магнитопроводы с тремя (рис. 165, а и б), двумя (рис. 165, в) и одним (рис. 165, г) сердечником.

Реакторы с замкнутыми магнитопроводами (рис. 165, а, б и в) имеют большой вес, приходящийся на единицу мощности; по сравнению с магнитопроводом на рис. 165, г - меньшее рассеяние магнитного потока в окружающее пространство и слабо влияют на смежное оборудование.

Вследствие этого не требуется принимать специальных мер для ограничения этого влияния, что облегчает установку реакторов на локомотиве. Магнитопроводы рис. 165, г имеют меньший вес, но при их использования необходимо принимать меры для предотвращения влияния магнитного поля реактора на соседнее оборудование и элементы конструкции кузова, вызывающего их нагревание. У магнитопровода 1(рис. 165, а) обмотка 2 расположена на среднем стержне, который имеет несколько воздушных зазоров 3. Средний стержень магнитопровода 1на рис. 165, б имеет один воздушный зазор. Воздушные зазоры у магнитопровода двухстержневого (см. рис. 165, в) расположены в двух стержнях, на которых размещены дисковые катушки обмотки 2. Подобный магнитопровод имеет сглаживающий реактор РЭД4000А электровоза ВЛ80^к.

Магнитопровод с одним сердечником (см. рис 165, г) выполнен радиально - шихтованным. Применение сердечников с радиальной шихтовкой по сравнению с обычной позволяет: уменьшить вес и габариты аппарата, снизить потери в стали путем рационального распределения магнитного потока (поток замыкается через торцы пластин магнитопровода), улучшить заполнение «окна» обмотки, повысить технологичность изготовления.

Для примера на рис. 166, а показан сглаживающий реактор PC-32 электровоза ВЛ80^к. Реактор состоит из радиально - шихтованного сердечника 6, обмотки 4 и гетинаксовых боковин 2, стянутых четырьмя изолированными дюралюминиевыми шпильками 1 и 5 и одной дюралюминиевой шпилькой 3по центру сердечника. Сердечник набран из лакированных листов электротехнической стали Э22 толщиной 0,5 мм. Цилиндрическая поверхность сердечника покрыта стеклопластом 7 из стеклоткани Т/0,27, промазанной полиэфирной смолой ПН-1. Толщина стеклопласта 7 мм.

Обмотка 4 имеет 70 витков и намотана из медной мягкой шины 4x65 мм на ребро с зазором между витками 4 мм. Витковая изоляция выполнена электронитом. Обмотка опрессована в осевом направлении и пропитана давлением в лаке ПЭ-933 с предварительным вакуумом и последующей выпечкой.



Реактор имеет воздушное принудительное охлаждение. Воздух в количестве 180 м ³/мин. проходит между витками. Эффективный ток реактора в часовом режиме 1 850 а и длительном -- 1 700 а, номинальное напряжение относительно «земли» 1 500 а. Начальная индуктивность реактора 5,85 мгн а при токе часового режима 4 мгн. Сопротивление обмотки постоянному току 0,0068 ом.

Токоограничивающие реакторы применяют в качестве датчиков для ограничения тока короткого замыкания в случае сквозного пробоя последовательно соединенных вентилей плеча выпрямительной установки. Реакторы выполняют без стальных сердечников. Они состоят из силовых катушек и дополнительных, обычно служащих для отключения главного выключателя.

Устройство и принцип действия

Реактор -- это катушка с постоянным индуктивным сопротивлением, включенная в цепь последовательно. В нормальном режиме на реакторе наблюдается падение напряжения порядка 3-4 %, что вполне допустимо. В случае короткого замыкания большая часть напряжения приходится на реактор. Значение максимального ударного тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

где I_H -- номинальный ток сети, Xp -- реактивное сопротивление реактора. Соответственно, чем выше будет реактивное сопротивление, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.

Реактивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению катушки. При больших токах у катушек со стальными сердечниками происходит насыщение сердечника, что резко снижает реактивность, и, как следствие, реактор теряет свои токоограничивающие свойства. По этой причине реакторы выполняют без стальных сердечников, несмотря на то, что при этом, для поддержания такого же значения индуктивности, их приходится делать больших размеров и массы.

Переходные реакторы

Переходные реакторы ограничивают ток в контуре секции обмотки тягового трансформатора при переходе с одной ступени на другую. Переходные реакторы выполняют как со стальными шихтованными сердечниками так и без них. Реакторы со стальными сердечниками имеют больший вес на единицу мощности по сравнению с реакторами без сердечников, которые и получили широкое распространение.

Индуктивность реактора без сердечника зависит от размеров и конструкции обмотки, определяют ее по формуле:

L = 0,32 ?²R_c²*10⁶/6R_c+9l_k+10_dгн

где ? -- число витков обмотки реактора;

R_c -- средний радиус обмотки, см; l_К и d -- соответственно высота и толщина обмотки катушки, см.

Реакторы без сердечников состоят из спиральных катушек (обычно намотанных из алюминиевых шин, например, у реакторов ПРА - 3А. ПРА - 48 и др.) и специальных экранирующих пакетов, шихтованных из электротехнической стали (например, Э-22, толщиной 0,5 мм), которые обеспечивают концентрацию магнитного потока вблизи поверхности реактора, уменьшая рассеяние потока и нагревание соседних металлических конструкций. реактор переходной токоограничивающий электрический

Переходной реактор, например, ПРА-48 (рис 167) имеет две части, работающие самостоятельно в одном из плеч обмотки трансформатора. Каждая часть реактора состоит из четырех спиральных катушек 2, намотанных из двух параллельных алюминиевых шин сечением 8x60 мм с зазором между ними 7 мм.

Катушка в восьми местах стянута бандажами из стеклоленты. Комплект из четырех катушек пропитывают в лаке ПЭ-933. Оба комплекта установлены на основании l из гетинакса толщиной 30 мм и в осевом направлении стянуты, восемью шпильками 3 из алюминиевого сплава. Для предотвращения попадания между витками посторонних предметов вверху укреплены асбоцементные листы 4 толщиной 12 мм. В торцовых частях реактора расположены экранирующие пакеты 5. Реактор ПРА-48 рассчитан на длительный ток ветви (A - X или Аl - Xl) 1 270 a, часовой 1 350 a, индуктивное сопротивление 0,12 ом и активное сопротивление ветви постоянному току при 20^оС величиной 0,0017 ом.

2.1 Назначение

Переходной реактор предназначен для ограничения токов короткого замыкания секций тягового трансформатора при переходах с одной позиции регулировки на другую и деления напряжения при работе электровоза на переходных позициях главного контроллера.

Технические характеристики:

Номинальный ток................. 1270 А

Часовой ток ветви ...............350 А

10-минутнын ток ветви .............. 1900 А

Номинальное напряжение изоляции.......... 1500 В

Индуктивное сопротивление ветви...........0,12 Ом

Активное сопротивление ветви при +20 °С.......0,0017 Ом

Охлаждение...................естественно-воздушное

Масса ..................... 450 кг

2.2 Устройство переходного реактора ПРА-48

Переходной реактор ПРА-48 (рис. 58 и 59) представляет собой комплект двух реакторов, каждый из которых работает самостоятельно в одном из плеч вторичной обмотки трансформатора. Каждый отдельный реактор состоит из четырех спиральных катушек 1, намотанных из двух параллельных алюминиевых шин сечением 8x60 мм с зазором между шинами 7 мм. Каждая катушка в восьми местах стянута бандажами из стеклоленты. Комплект из четырех катушек пропитывается лаком ПЭ-933Л.

Для уменьшения потоков рассеяния в торцовых частях каждого реактора расположены экранирующие пакеты 5, шихтованные из электротехнической стали 2212 (ГОСТ 21427.2--75) толщиной 0,5 мм. Оба комплекта катушек устанавливаются на основании 3 из гетинакса толщиной 30 мм и в осевом направлении стянуты восемью шпильками 2 из дюралюминиевого сплава. Для предотвращения попадания между витками посторонних предметов над верхним комплектом катушек укреплены листы 4 из асбоцементной доски толщиной 12 мм (ГОСТ 4248--78).



При установке реактора на крышке трансформатора расстояние между крышкой и основанием реактора должно быть не менее 100 мм.

Транспортировать реактор можно только при помощи специального приспособления, зацепленного за середину двух боковин верхнего экранирующего пакета с охватом их на длине 150 мм (рис. 60). При транспортировке, монтаже, демонтаже реактора обращайте внимание на крайние витки катушек, так как возможны деформации и замыкание витков между собой. Если обнаружен зазор между витками менее 5 мм, то его необходимо увеличить до 6--7 мм.

На отечественных электровозах применяют переходные реакторы ПРА-1М и ПРА-2, ПРА-ЗА, ПРА-48.

Каждый реактор состоит из двух самостоятельных аппаратов, размещенных один над другим (рис. 121). Этим достигается наиболее выгодное использование площади кузова и взаимной индуктивности реакторов. Каждый аппарат имеет четыре катушки /, включается в одно из плеч трансформатора и работает самостоятельно. По конструкции и схеме все отечественные переходные реакторы одинаковы. Каждая катушка намотана плашмя в один слой из двух параллельных шин алюминия. Между параллельными шинами предусмотрены зазоры 3 мм, между витками -- 8 мм. Катушка в радиальном направлении скреплена восемью бандажами из стеклоленты, в осевом -- шпильками 2 из дюралюминия. Для предотвращения чрезмерного нагрева находящихся вблизи реактора стальных конструкций сверху и снизу реактора устанавливают экранирующие шихтованные стальные пакеты.



3. Работа переходного реактора ПРА-48

При переключении обмоток трансформатора под током нагрузки, нельзя чтобы прерывалось питание ТЭД, это вызовет рывки и продольные реакции в поезде. При переключении обмоток трансформатора нельзя даже кратковременно замыкать накоротко секции трансформатора, поэтому необходимо устройство, которое бы гасило токи короткого замыкания на переходных позициях. 

Реактор может работать в нескольких режимах :

1. Как делитель тока и простой проводник при подключении обеих выводов реактора к одной отпайки трансформатора, тогда ток, выходя из точки 2 разветвляется по двум параллельным цепям, делясь на два, т.к. омическое сопротивление катушек равно, а индуктивное сопротивление отсутствует, потому что магнитная индукция катушек направлена на встречу друг к другу и взаимно компенсируется.

2. При необходимости изменить величину напряжения на тяговых двигателях -- один вывод катушек реактора отсоединяют от отпайки 2. Питание двигателя не прерывается, т.к. один вывод остается подключенным. 

Затем отсоединенный вывод подключают к отпайке 3. Напряжение на двигателях увеличивается на величину половины подключенной секции, но эта секция встаёт на короткое замыкание. 



Ток к.з. протекает по последовательно соединённым катушкам реактора. В это же время ПРА работает как делитель напряжения и гаситель тока короткого замыкания секции

3. Третий режим соответствует 1-му варианту, т.е. отключается вывод реактора от отпайки 2 и цепи питания идут только от вывода 3, затем подключается 2-ой вывод к отпайке 3, и это будет соответствовать ходовой позиции. 

Ходовой позицией называется такое включение переходного реактора, когда оба вывода реактора включены к одной спайке трансформатора, а напряжение плеч равно.

Набор позиций и выход на ходовую позицию производится поочередно в каждом плече. Например, выход с 1-ой позиции на 5-ю. На 1-ой позиции замкнуты в чётном плече контакт -11-, в нечётном -15-.

Набираем вторую позицию. Размыкается контактор--Б-, замыкается -22(секция1-2встала на короткое замыкание через контакты -1 1и -22-) и замыкается контактор--Б-. Набираем 3-ю позицию. Размыкается контактор--В-,замыкается-26 замыкается контактор -- В (теперь секция встала на к.з. через контакты -15 и -26-). Напряжение плеч равно, но обе секции стоят на к.з., что вызывает нагревание переходного реактора. Набор 4-ой позиции. Размыкается контактор--А-, размыкается контактор -11 и замыкается контактор -12-. Теперь для этого плеча оба вывода переходного реактора включены к одной отпайке трансформатора и работает как проводник. Для чётного плеча эта позиция ходовая, но в нечётном плече остаётся замкнутая накоротко секция 5-6, поэтому переходим на 5-ю позицию. Размыкается контактор--Г-, размыкается контактор -15-, и замыкается контактор -16. Замыкается контактор -Г-. Теперь напряжение в плечах равно и оба реактора работают как простые проводники.



4. Ремонт реакторов со снятием с ЭПС

Основными неисправностями являются повреждение наружного слоя изоляции и стяжных шпилек, понижение сопротивления изоляции, трещины, подгар, сколы изоляторов клиц и реек, прогары и трещины шин, сколы основания у переходного реактора.

При текущем ремонте ТР-3 и заводских ремонтах реакторы снимают с ЭПС, продувают сухим воздухом. Осматривают и при необходимости разбирают. Переходные реакторы ПРА разбирают. Осматривают дистанционные прокладки и при наличии трещин, короблений заменяют. Зазоры между параллельными витками 8-- 10 мм и параллельными шинами 3--5 мм разрешается оставлять без исправления. Немагнитные зазоры у сглаживающего реактора РЭД-4000А регулируют установкой изоляционных прокладок. Клицы, изоляторы, рейки с трещинами, обгарами, сколами, превышающие 10% расстояния возможного перекрытия, заменяют. Шины с прогарами глубиной до 3 мм оставляют без заварки, но с зачисткой места повреждения. Прогары глубиной до 20 мм разрешается заплавлять.

На одной катушке переходного реактора ПРА допускается до пяти сваренных стыков. Сколотые части основания ПРА до 30% его толщины приклеивают клеем БФ-88. Проверяют отсутствие междувиткового замыкания. Производят замер активного и индуктивного сопротивления обмоток. Осматривают все крепления и замеряют сопротивление изоляции между корпусом и выводными шинами, которое должно быть не менее 5 МОм.

После замера сопротивления изоляции в сушильно-пропиточном отделении пропитывают катушки реакторов. Реактор нагревают до температуры 60° С и погружают в лак с температурой не выше 50° С, где выдерживают в течение 15--20 мин. Вынимают и держат реактор над баком 15--20 мин, чтобы стекли излишки лака. Затем производят сушку в печи при температуре 130--140° С в течение 8--10 ч. Катушки реактора РЭД-4000А пропитывают в лаке № 447, а ПРА -- в лаке ПЭ-933. Допускается замена пропитки окраской реактора.

Испытание на электрическую прочность изоляции производят переменным током частотой 50 Гц в течение 1 мин напряжением 10 кВ, которое прикладывают между выводными шинами и корпусом. Реакторы электропоездов испытывают напряжением 5 кВ. Затем реакторы окрашивают в соответствии с техническими требованиями и устанавливают на ЭПС

Ремонт реакторов без снятия с ЭПС. При техническом обслуживании ТО-2 и текущих ремонтах ТР-1, ТР-2 производят продувку реакторов сухим сжатым воздухом, проверяют надежность заземления, состояние катушек и их крепления, вентиляционных каналов, стягивающих шпилек, крепление контактных соединений. Убеждаются в отсутствии трещин в местах сварки шин, посторонних предметов вблизи реактора, целости изоляции. На сглаживающих реакторах при ТР-2 зачитают контакты, измеряют сопротивление изоляции, которое должно быть не ниже паспортных данных.

При наличии на изоляторах, витках катушек, изолирующих шпильках повреждения или оплавления, не превышающего 10% пути возможного перекрытия, дефект устраняют зачисткой и покраской изоляционной эмалью. Если объем повреждений больше, то аппарат снимают с ЭПС.



5.Техника безопасности и охрана

Организационные мероприятия по технике безопасности

Общие положения. Коммунистическая партия и Советское правительство проявляют постоянную заботу о жизни и здоровье людей, об улучшении условии их труда. Руководствуясь решениями съездов КПСС и XVI съезда профессиональных союзов, хозяйственные и профсоюзные организации значительно повысили уровень работы в области охраны труда. Охрана труда охватывает ряд вопросов: трудовое законодательство, технику безопасности, гигиену труда, производственную санитарию, противопожарную защиту, эстетику и др.

Техника безопасности представляет собой систему организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов. Рассматриваются не только производственные условия, оборудование, но и поведение людей на работе, в процессе труда.

Электрифицированные железные дороги, в том числе и устройства по ремонту ЭПС, являются зоной повышенной опасности. Поэтому, находясь на территории локомотивного депо, в цехах депо при выполнении работы, ремонтный персонал должен строго соблюдать правила техники безопасности.

Обучение по технике безопасности

Ответственность за выполнение требований правил техники безопасности возложена на руководителей предприятия. Старшие мастера, мастера, бригадиры, дежурные по депо обеспечивают выполнение требований техники безопасности и производственной санитарии на своих участках; инструктируют рабочих, проверяют инструмент и приспособления; не допускают рабочих к работе без спецодежды и защитных средств; следят за освещением, вентиляцией и отоплением цехов, порядком на рабочих местах. Непосредственно ответственность по вопросам техники безопасности в депо возложена на главного инженера. Должностные лица (руководители предприятия, мастера и т. д.), виновные в нарушениях правил по технике безопасности, могут быть привлечены к общественной, дисциплинарной, административной, материальной и уголовной ответственности.

Вновь поступающие лица могут быть допущены к работе после изучения безопасных приемов труда и сдачи испытаний. Первоначально инженер по технике безопасности дает вводный инструктаж, затем мастер проводит первичный инструктаж на рабочем месте,

Обучает рабочего, проверяя его знания.

Вводный инструктаж проводят с целью ознакомления поступающего на работу с общими положениями по охране труда, условиями работы и правилами трудового распорядка на предприятии. Во время инструктажа знакомят с мерами безопасности при работе в условиях движения поездов и маневровой работе, с правилами поведения на железнодорожных путях и территории депо, общими мерами электробезопасности, требованиями к рабочей одежде, со средствами индивидуальной и противопожарной защиты; рассказывают о порядке оказания первой помощи пострадавшим и т. д.

Перпичный инструктаж на рабочем месте проводят в начале первого дня работы, чтобы ознакомить работающего с конкретной производственной обстановкой, и сопровождают показом безопасных приёмов труда. Знакомят с характеристикой технологического процесса и производственными обязанностями, с возможными опасностями и мерами их предупреждения, местами повышенной опасности, опасными зонами, защитными средствами, мерами электробезопасности; требованиями безопасности, предъявляемыми к инструменту, инвентарю и приспособлениям. Рассказывают о назначении и порядке применения индивидуальных средств защиты, проверке их годности; о требованиях к содержанию рабочего места, порядке подготовки к работе; об установке заземлений, проверке сигнализации. Показывают безопасные приемы выполнения отдельных операций, приемы оказания первой помощи при несчастных случаях и др.

После сдачи испытаний по технике безопасности и производственной санитарии при ремонте ЭПС заполняют акт, а корешок его» выдают рабочему, который может быть допущен к работе.

Периодически один раз в два года проводят испытания по технике безопасности для слесарей по ремонту ЭПС. Работники, нарушающие требования техники безопасности или имеющие перерыв в работе свыше трех месяцев, подвергаются внеочередным испытаниям. Работникам, показавшим неудовлетворительные знания по технике безопасности, назначают повторные испытания не менее чем через две недели. При неудовлетворительных повторных испытаниях рабочего отстраняют от работы.

Травматизм на производстве. Случай с работающим, связанный с воздействием на него опасного производственного фактора, называют несчастным случаем на производстве.

Производственной травмой считают внезапное повреждение организма человека или нарушения правильного функционирования его органов в результате несчастного случая на производстве.

По обстоятельствам возникновения и характеру различают несчастные случаи, связанные с производством, с работой и бытовые.

Несчастный случай, связанный с производством, -- случай, происшедший в течение рабочего времени, включая и установленные перерывы, а также время, необходимое для приведения в порядок орудий производства, одежды; перед началом и по окончании работы; на территории организации; вне территории организации при выполнении работ по заданию организации; на транспорте организации, на транспорте с лицами, его обслуживающими. К несчастному случаю, связанному с производством, относят острое отравление, обмораживание и т. д.

Несчастный случай, связанный с работой, -- случай, происшедший во время пути на работу и с работы домой не на транспорте организации; при выполнении общественных обязанностей; при выполнении заданий советских, партийных, профсоюзных или других общественных организаций; при охране социалистической собственности, правопорядка и т. д.

Несчастный случай в быту -- случай, происшедший в быту, в свободное от работы время.

Каждый случай травматизма на производстве, происшедший как в течение рабочего времени, так и перед началом и по окончании работы, подлежит расследованию не позднее чем через 24 ч. Узнав о несчастном случае, начальник цеха, мастер, руководитель работ должны немедленно организовать медицинскую помощь пострадавшему, сообщить руководителю организации и комитету профсоюза, сохранить обстановку и состояние оборудования такими, какими они были в момент происшествия, выяснить обстоятельства и причины несчастного случая. Расследование производят руководитель организации и начальник отраслевого отдела отделения дороги вместе с представителем комитета профсоюза. Составляют акт формы Н-1 в четырех экземплярах: один экземпляр -- для организации, где произошел случай, другой -- в вышестоящую организацию, третий-- комитету профсоюза, четвертый -- техническому инспектору профсоюза.

Контроль за выполнением требований техники безопасности осуществляют государственные и ведомственные инспекции, профессиональные союзы, а также находящаяся в их ведении техническая инспекция труда.

Основные требования к инструменту. Тиски на верстаках должны быть надежно закреплены, губки не иметь сколов и забоин. Ручки молотков, кувалд изготовляют из прочных и вязких пород дерева без сучков и трещин (кизил, бук и др.). Особое внимание обращается на насадку молотков и кувалд. Ручки после насадки расклинивают металлическим клином. В случае ослабления клин заменяют новым большего размера. Длина применяемых зубил, крейцмейселей, бородков, кернов не менее 150 мм. Их бойки, так же как у кувалд и молотков, не должны иметь сколов, заусенцев.

Для отвертывания и завертывания гаек запрещено наращивать ключи другими ключами. С целью увеличения усилия односторонний ключ следует наращивать трубой. Зевы гаечных ключей не должны иметь износа и деформаций и должны точно соответствовать указанным размерам.

При работе с пневматическим инструментом обращают внимание на состояние воздушных шлангов и крепление штуцеров на их концах. Резьба штуцеров и инструментов должна обеспечивать плотное соединение, не допускать утечки воздуха. Присоединений и отсоединение шлангов возможно только при отсутствии в них сжатого воздуха. В момент соединения инструмента с источником сжатого воздуха шланги осторожно продувают. Клапаны инструмента регулируют так, чтобы они легко открывались и быстро закрывались при прекращении нажатия и не пропускали воздуха в закрытом положении. Устранять неисправности или менять рабочие части инструмента можно только после его остановки. При перерывах в работе инструмент укладывают так, чтобы исключить его случайное включение. Запрещено пользование пневматическим инструментом с повышенной отдачей. Вставные зубила, бородки, выколотки и другой инструмент должны иметь хвостовики установленной длины и диаметры, соответствующие отверстию концевой части ствола. Перед работой инструмент проверяют на холостом ходу без вставных приспособлений. Работать с пневматическим инструментом следует в предохранительных очках и брезентовых рукавицах.

Инструмент аккумуляторщиков должен быть с изолирующими ручками. Корпус электрического инструмента необходимо заземлять, а ручки изолировать. Провода защищают от повреждения шлангом. На конце их должна быть специальная вилка для подключения к силовой цепи и заземлению. Во время работы не следует допускать перекручивания и натяжения проводов. При перерыве в работе электрический инструмент отсоединяют от электросети. Корпус переносной лампы изготовляют из изоляционного материала, поэтому его не заземляют. Снаружи корпуса устанавливают предохранительную сетку.

Лица, работающие с электрическим и пневматическим инструментом, предварительно проходят специальный инструктаж по безопасным методам работы.

Лестницы должны быть исправными. На нижние упорные концы продольных реек набивают острые стальные или резиновые наконечники, а на верхние опоры -- резиновые накладки. Раздвижные переносные стремянки оборудуют крючьями с обеих сторон или надежными шарнирными ограничителями.

Защитные средства предохраняют ремонтный и обслуживающий персонал от поражения электрическим током, механических воздействий и отравления. В депо установлен порядок учета и хранения защитных средств, производства их испытаний.

Охрана окружающей среды. На современном этапе развития науки и техники важное значение приобретает охрана окружающей среды. Эта важная государственная задача определена Конституцией Союза Советских Социалистических Республик. Конкретные задачи в этой области определены -решениями XXVI съезда КПСС* Важным мероприятием по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха является дальнейшая электрификация железных дорог. ЭПС практически не дает вредных выбросов в атмосферу. Твердое топливо заменяют газообразным или электроэнергией. Герметизируют баллоны с жидкостями, которые выделяют вредные вещества.

Создают поточные и непрерывные поточные линии с полной утилизацией отходов, стремятся уменьшить механический износ оборудования -- это снижает количество абразивной и другой пыли; сварочные электроды, содержащие марганец и фтористые соединения, заменяют электродами с малотоксичными рутиловыми покрытиями и т. д. Вредную пыль, пары и газы улавливают в специальных установках.

Борьба с шумом имеет важное значение. Шум нарушает тишину населенных мест и жилых помещений. Одновременно шум утомляет рабочих, что влияет на качество труда.

Для уменьшения шума направлен ряд мер: ограничение пользования громкоговорящей связью, прокладка бесстыкового рельсового пути, пользование звуковыми сигналами малой громкости и при крайней необходимости устройство шумозащитных экранов, озеленение шумных зон и т. д.

Охрана вод имеет большое значение в деле предотвращения загрязнений рек, озер, водохранилищ.

В депо сточные воды поступают в приемный резервуар насосной станции. Их перекачивают в нефтеловушку, где масло и нефть всплывают, а ил оседает. Нефтепродукты собирают, а осевший ил подают на специальные площадки и утилизируют. Затем воду подают на флотационную установку. Там ее обрабатывают специальными веществами -- коагулянтами. После флотатора сточные воды поступают в городскую канализацию или повторно используются.

Меры по предупреждению поражения электрическим током

Общие положения. При ремонте электрического оборудования работающий может прикасаться к деталям, узлам, находящимся под напряжением. По телу человека, при определенных условиях, будет протекать электрический ток. Это может вызвать нарушение жизненных функций. В большинстве случаев человек замыкает собой электрическую цепь руками либо рукой и ногами. Проходящий через тело электрический ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы, сердца, легких и др. При этом электрический ток оказывает биологическое воздействие (раздражает и возбуждает живые ткани организма), тепловое (вызывает ожоги), механическое (разрыв тканей, ушибы при падении), химическое (электролиз крови). По характеру воздействия на человека различают неощутимые (до 1 мА), отпускающие (до 10--12 мА) и не отпускающие (до 20--25 мА) токи частотой 50 Гц. Не ошутимые токи не представляют опасности для человека. При воздействия отпускающих токов человек, попавший под напряжение, в состоянии самостоятельно преодолеть действие судороги и освободиться от контакта с электродами. При воздействии не отпускающих токов человек не может самостоятельно освободить себя от контакта -- возникает опасность появления длительной судороги.

Ток 50 мА и более может вызывать фибрилляцию сердца. Большое значение имеет время действия электрического тока, состояние человека и его органов, через какие органы протекает электрический ток. Наиболее опасно протекание тока через сердце. Расчетное значение нефибрилляционного тока для человека массой 70 кг не более 0,1 А при времени воздействия не более 1--3 с.

Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызывающий его, является смертельным.

Значение тока, протекающего через тело, зависит от значения его сопротивления. На снижение сопротивления тела влияет состояние организма (усталость, заболевание, опьянение и др.).

Электрические установки по напряжению подразделяют на две группы: до 1000 В и выше 1000 В. Это позволяет определять различие мер и средств, обеспечивающих безопасное выполнение работ. В отношении опасности поражения людей электрическим током производственные помещения различают с повышенной опасностью, особо опасные, без повышенной опасности.

С повышенной опасностью считают помещения, где влажность длительно превышает 75% или имеются токопроводящие полы (металлические, железобетонные, кирпичные, земляные), токопроводящая пыль или температура воздуха длительно превышает +30 °С и т. д. К таким помещениям относят кузнечные, механические, столярные цехи, не отапливаемые складские помещения и др.

Особо опасными считают помещения, в которых относительная влажность приближается к 100% или имеется химически активная среда, разрушающе действующая на изоляцию и токоведущие части. К ним относят пропиточные, гальванические, газогенераторные отделения, душевые, прачечные и др.

Помещения без повышенной опасности, где отсутствуют неблагоприятные условия, указанные выше для первых двух категорий помещений. Это конторские и бытовые помещения, отапливаемые склады и др.

Напряжение в сети для электрического инструмента и переносных электрических светильников в помещениях с повышенной опасностью не должно превышать 42 В. В особо опасных помещениях разрешается работать при напряжении не выше 42 В, но с обязательным применением средств индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, резиновые коврики и т. д.). Переносные светильники применяют напряжением не выше 12 В.

Ручной электрифицированный инструмент и местное освещение на станках в целях уменьшения опасности поражения электрическим током применяют на напряжение не более 42 В. Однако малое напряжение нельзя считать безопасным и поэтому применяют другие меры защиты.

Ограждение и блокировки. Эти средства защиты применяют в электрических установках для зашиты работающих от случайного прикосновения к токоведущим частям. Ограждения устанавливают, чтобы предупредить попадание человека в опасную зону. Ограждения бывают сплошными, сетчатыми, в виде барьеров и др. Их применение обычно сочетают с сигнализацией и блокировочными устройствами.

Блокировки применяют на электрических установках, ЭПС и других объектах. Они бывают электрическими, пневматическими, механическими и др.

Защитные средства. По назначению защитные средства подразделяют на изолирующие, ограждающие, вспомогательные.

Изолирующие средства служат для изоляции человека от токоведущих частей при контакте с «землей». Различают основные и дополнительные изолирующие средства. К основным средствам защиты относятся средства, изоляция которых выдерживает полное напряжение электрической установки. Дополнительные средства не могут полностью обеспечить безопасность обслуживающего персонала и служат дополнительной мерой защиты, применяемой вместе с основными средствами.

В электрических установках выше 1000 В применяют основные изолирующие средства: изолирующие штанги двух видов (для отключения разъединителей тяговых двигателей и вспомогательных машин и для заземления контактной сети после снятия напряжения), токоизмерительные клещи, изолирующие съемные вышки и лестницы. Дополнительные изолирующие средства, диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки на фарфоровых изоляторах.

В электрических установках до 1000 В основными изолирующими средствами служат основные средства для установок выше 1000 В и диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками. Дополнительные средства защиты, диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки.

Испытание защитных средств. Штанги подлежат испытанию один раз в два года трехкратным линейным напряжением, но не ниже 40 кВ в течение 5 мин. Монтерский инструмент с изолирующими ручками испытывают один раз в год напряжением 2 кВ в течение 1 мин.

Диэлектрические резиновые перчатки подвергают испытаниям один раз в 6 месяцев напряжением 6 кВ в течение 1 мин. Ток утечки при этом не должен превышать 6 мА. Перчатками пользуются при отключении мачтовых разъединителей контактной сети, освобождении человека, попавшего под напряжение, и в других случаях. Кроме того, резиновые перчатки проверяют на механическую прочность путем свертывания с открытого конца -- при этом воздух из них не должен выходить.

Диэлектрические боты применяют при обслуживании электрических машин и установок под напряжением, освобождении человека, попавшего под напряжение. Их испытывают один раз в 3 года напряжением 15 кВ в течение 1 мин. Ток утечки не должен превышать 7.5 мА. Диэлектрические галоши применяют с той же целью, что и боты, но при напряжении до 1000 В. Испытывают их один раз год напряжением 3,э кВ в течение 1 мин. Ток утечки не должен превышать 2 мА.

Резиновые коврики расстилают на пол в высоковольтной камере при осмотре и ремонте электрических аппаратов и вспомогательных машин. Их испытывают один раз в 2 года напряжением 15 кВ путем протягивания между цилиндрическими электродами со скоростью 2--3 см/с. Ток утечки не должен превышать 15 мА.

Все испытания проводят переменным током частотой 50 Гц при комнатной температуре. При испытании постоянным током напряжение увеличивают в 2,5 раза, в этом случае ток утечки не нормируется. После испытания защитные средства должны иметь штамп или наклейку с указанием даты следующего испытания, организации или лица, его производившего.

Меры безопасности при постановке в депо и ремонте ЭПС

Меры безопасности при постановке ЭПС на ремонтное стойло в депо. ЭПС на ремонтное стойло вводят своим ходом под напряжением до 400 В от специальной сети. Если отсутствуют специальные розетки на ЭПС для питания напряжением до 400 В, то допускается постановка на смотровую канаву депо под рабочим напряжением контактной сети. Разрешается постановка и вывод ЭПС из депо другим локомотивом.

Контактная сеть над смотровой канавой оборудуется специальным разъединителем для подачи и снятия напряжения. Разъединитель устанавливают у ворот депо. Привод разъединителя имеет двойное заземление на рельсовую цепь и в отключенном положении заперт на замок. Каждый разъединитель должен иметь свой замок» а ключи, снабженные бирками соответствующего разъединителя, должны находиться у дежурного по депо. Контактный провод в здании депо должен находиться без напряжения. Напряжение подают только для ввода и вывода ЭПС, а также для опробования работы его оборудования. Во включенном положении рукоятку привода секционного разъединителя запирать на замок запрещается о тем, чтобы при необходимости можно было быстро снять напряжение с контактной сети.

Секционные разъединители оборудованы автоматической сигнализацией, действующей в зависимости от положения разъедините ля. На видном месте по обоим концам над канавой и площадках выхода на крышу внутри депо и снаружи устанавливают светофоры. Если контактная сеть канавы под напряжением, то внутри депо над канавой должен гореть красный огонь на светофорах --работа на ЭПС запрещена. На наружном светофоре загорается Щ огонь. При снятии напряжения в контактной сети сигнал снаружи и внутри здания меняется на обратный. Кроме того, необходимо установить, звуковую сигнализацию для оповещения при подаче напряжения в контактную сеть (радио, звонок).

...