Низковольтное электрооборудование пассажирских вагонов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конспект лекций

по дисциплине: "Низковольтное электрооборудование пассажирских вагонов"

Составил:

Кузубов А.Г.

1. Назначение и условия работы электрооборудования вагонов

электрооборудование вагон рейс генератор

Электрическое оборудование в современных пассажирских вагонах применяют для освещения, отопления, вентиляции помещения, подогрева подаваемого в вагон воздуха зимой и охлаждения его летом, охлаждения продуктов питания и питьевой воды, приготовление пищи и кипяченой воды, радиовещания и телефонной связи, облегчения труда поездной бригады, обеспечения безопасности движения поезда.

По назначению вагонное оборудование можно разделить на следующие основные группы: источники электрической энергии (генераторы и аккумуляторные батареи); преобразователи, изменяющие величину напряжения или тока, либо преобразующие один род тока в другой (постоянный в переменный и наоборот); устройства для электрического освещения вагонов с лампами накаливания и люминесцентными лампами; электрические приводы вентиляторов, насосов, компрессоров и др.; электронагревательные приборы (электрические печи и калориферы); аппаратура автоматического регулирования источников электрической энергии (регуляторы напряжения, ограничители тока и др.); пускорегулирующая аппаратура для включения и отключения потребителей электроэнергии, пуска электрических двигателей и др.; аппаратура автоматического контроля и регулирования работы потребителей; радиоаппаратура; устройства для защиты источников электроэнергии и потребителей, а также сигнальные устройства; электроизмерительные приборы; вагонная электрическая сеть.

Все электрооборудование пассажирских вагонов разделяется на внутривагонное и подвагонное. Внутри вагона устанавливаются потребители электроэнергии, аппаратура управления, защиты, контроля и сигнализации, которыми пользуются обслуживающий персонал и пассажиры в пути следования (осветительные приборы, двигатель вентиляционного агрегата, нагревательные элементы кипятильника, электрических печей и калорифера, двигатели циркуляционных насосов, распределительный шкаф или пульт управления и пр.).

Под вагоном размещаются источники электрической энергии, а также все потребители, коммутационная и защитная аппаратура, которые по своим габаритным размерам, условиям работы, уровню производимых шумов и обеспечению безопасности не могут быть установлены внутри вагона (генераторы, аккумуляторные батареи, обогреватели наливных труб, электромашинные преобразователи люминесцентного освещения, двигатели компрессоров и вентиляторов конденсатора установки охлаждения воздуха, высоковольтные контакторы и предохранители и т.п.). Кроме того, под вагонов монтируется низковольтная магистраль напряжением 50 В, высоковольтная - 3000 В, магистраль электропневматического тормоза и их межвагонные соединения.

Электрооборудование должно надежно работать при изменениях температуры окружающей среды от 40 до - 50 ⁰ С и относительной влажности до 90%, а также обладать высокой механической прочностью и не выходить из строя при динамических перегрузках вследствие вибраций, соударения при маневрах и действиях инерционных сил, возникающих при торможениях.

2. Системы электроснабжения вагонов

Системой электроснабжения называют комплекс оборудования, предназначенный для выработки и распределения электрической энергии потребителям вагона. В зависимости от расположения источников электрической энергии и их использования системы электроснабжения делятся на автономные и централизованные.

Автономная система электроснабжения получила наибольшее распространение. В пассажирском вагоне с этой системой имеются собственные источники электрической энергии (генератор и аккумуляторная батарея), обеспечивающие питание потребителей электроэнергией при движении и на стоянке. Основным источником электроэнергии служит генератор, который приводится во вращение от оси колесной пары вагона с помощью специального привода. Применяются генераторы постоянного и переменного тока. Для автономных систем с приводом генератора от оси колесной пары приняты два стандартных напряжения: для вагонов без кондиционирования воздуха 50 В, для вагонов с кондиционированием воздуха 110 В.

Централизованная система электроснабжения в настоящее время получила небольшое распространение. В этой системе потребители всех вагонов получают питание от локомотива или специального вагона -электростанции. Источниками электрической энергии служат дизель -генераторные агрегаты или специальные преобразователи, питающиеся от контактной сети напряжением 3 кВ постоянного тока или 25 кВ переменного тока через токоприемник электровоза. Электрическая энергия передается к потребителям по соответствующим электромагистралям.

Вагон-электростанция включается в поезд в основном на не электрифицированных участках. В вагоне-электростанции установлены несколько дизель-генераторных агрегатов, регулирующая и коммутационная аппаратура, вспомогательные устройства для пуска охлаждения дизелей и подачи к ним топлива.

Наличие нескольких дизель-генераторных агрегатов позволяет при выходе из строя одного из агрегатов иметь необходимый резерв или в зависимости от нагрузки включать в работу один или несколько дизелей. На отечественных вагонах-электростанциях установлены три дизель-генераторных агрегата мощностью по 200 кВт каждый.

3. Порядок приемки проводником электрооборудования вагона перед рейсом

1. Визуально проверяется исправность привода генератора.

2. Визуально проверяется плотность закрытия и целостность подвагонного ящика для АБ.

3. Визуально проверяется натяжения ремней привода генератора.

4. Визуально проверяется наличие всех приборов и предохранителей на распределительном щите.

5. Включить пакетный переключатель в нормальный режим.

6. Снимаем переключатель с длительного отстоя.

7. Проверяем утечку тока на "+" и

8. Проверяем зарядку АБ по V.

9. Проверяем плотность АБ по А.

10. Искусственно разрываем цепь СКНБ, проверяем наличие звукового и светового сигнала.

11. Включаем освещение и проверяем работу светильников в различных режимах (дневное, вечернее, ночное освещение).

12. Проверить целостность светильников и плафонов.

13. Включить преобразователь люминесцентного освещения и проверить работу ламп.

14. Проверить работу вентиляционного агрегата.

15. Проверить работу установки кондиционирования воздуха.

16. Проверить работу хвостовых сигналов.

Запрещается отправлять в рейс вагоны со следующими неисправностями электрооборудования:

Разряженная аккумуляторная батарея.

Не исправным приводом.

Отсутствием приводных ремней.

Наличием утечки на «+» или «-»

Неисправной СКНБ.

При работе на подаче от соседнего вагона.

4. Аккумуляторные батареи

Аккумуляторная батарея предназначена для питания основных потребителей вагона на стоянках, в аварийных режимах и при малых скоростях движения поезда.

Аккумуляторные батареи размещаются под вагоном в специальных ящиках, оборудованных вентиляцией для удаления взрывоопасной смеси, образующейся при заряде батареи.

Для пассажирских вагонов применяются кислотные и щелочные батареи, состоящие из определенного количества аккумуляторов, соединенных между собой последовательно. Аккумулятором называется химический источник тока, который способен накапливать и сохранять электрическую энергию, полученную от вагонного генератора или извне от зарядного агрегата, а затем отдавать ее. Кислотные аккумуляторные батареи бывают свинцовые, щелочные - никель - железные и никель - кадмиевые.

Кислотные АБ.

Состоят:

деревянные ящики - корпус.

эбонитовый бак.

карболитовые крышки.

положительные пластины - двуокись свинца Pb0₂ - темно коричневого цвета.

отрицательные пластины - губчатый свинец светло-серого цвета.

резьбовая пробка, в ней вентиляционные каналы.

соединительные шины (для последовательного соединения банок АБ).

Положительная и отрицательные клемы.

25% раствор электролита чистой серной кислоты H₂S0₄ дистилорованная вода.

Пример: 26 ВНЦ-400. 26 элементов на 52 В 56 элементов на 112 В.

В - вагонная

Н - никело

Ц - цинковая

400 - емкость в А/ч.

Нельзя допускать глубокий разряд, происходит сульфатация пластин (до 47 В, 102 В).

Щелочные АБ

положительные пластины;

отрицательные пластины;

стальной неразборный бак;

плюсовая и минусовая клейма;

заливное отверстие;

резьбовая пробка, в ней вентиляционные каналы;

резиновый изолирующий чехол;

эбонитовые палочки между "+" и "-" пластинами

раствор электролита 10% едкого калия с дистиллированной водой.

Пример: 40 ВЖН 300.

40 - количество банок (52 В)

В - вагонные

Ж - железно

Н - никелевые

300 - емкость АБ в А/ч.

Щелочные АБ дешевле кислотных, обладают большей механической прочностью не выходят из строя в результате действия низких температур, имеют большой срок службы, не требуют такого тщательного как кислотные, вследствие этого щелочные батареи получают все большее распространение. Однако основные недостатки щелочных батарей является низкое КПД (отдача по энергии) и значительное их внутреннее сопротивление, большое количество банок 26 против 40.

Неисправности кислотных АБ.

1. Короткое замыкание - между "+" и "-" в результате разрушения сепараторов, выпадение на дно сосуда большого количества активной массы (шлака), коробления пластин и образования на них наростов. Короткозамкнутая АБ быстро разряжается и пластины сульфатируются. Напряжение их либо равно "0", либо значительно ниже, чем в исправных АБ.

2. Повышенный саморазряд - происходит при замыкании выводных клейм грязью и разлитым электролитом, замыкании пластин осыпающейся активной массой. АБ с повышенным саморазрядом определяют по быстрому уменьшению плотности электролита и напряжения. Резкая потеря емкости у отключенной батареи.

3. Повышенная сульфатация пластин - возникает при систематических разрядах и недоразрядах, длительном пребывании АБ в разряженном состоянии, использование электролита повышенной плотности и его загрязнении, недостаточном уровне электролита, а также наличии короткого замыкания между пластинами.

4. Переполюсовка - при глубоких разрядах (ниже 1,8 В на аккумулятор) или установки в батарею аккумуляторов пониженной емкости, они разряжаются быстрее, и разрядный ток протекающий через них, заряжает их, образую при этом на отрицательных пластинах перекись свинца, а на положительных - губчатый свинец. В результате происходит переполюсовка пластин.

5. Течь аккумуляторов определяют по подтекам вокруг банки и по быстрому снижению электролита.

6. Обрыв цепи может возникнуть следствии сгорания ее предохранителей, неплотного или окисленного контакта, обрыва межаккумуляторного соединения, выводного штыря, мостика или отсутствие электролита в каком - либо аккумуляторе.

Неисправности щелочных АБ.

1. те же, что и кислотные (за исключением сульфатации).

2. Увеличение содержания солей угольной кислоты - в электролите происходит вследствие эксплуатации аккумуляторов с поврежденными или отсутствующими пробками.

3. Повышенное газовыделение - наблюдается при разряде, а также у неработающего аккумулятора.

Техника безопасности при обслуживании АБ.

Гремучий газ - это смесь О и Н при наличии искры смесь взрывается, что может привести к тяжелым последствиям.

При неосторожном обращении электролит может вызвать сильные ожоги кожи и разрушить одежду.

Категорически запрещается осматривать АБ при наличии открытого огня, а также выявлять неисправности путем замыкания их выводных зажимов металлическими предметами, что приводит к образованию искр.

Причинами взрыва АБ могут быть.

неисправность вентиляции аккумуляторной батареи.

наличие огня.

не плотность контактов соединительных клемм.

наличие "глухих" (короткозамкнутых) аккумуляторов.

5. Электрические машины

К электрическим машинам на пассажирских вагонах относятся генераторы постоянного и переменного тока и различные электродвигатели, являющиеся приводами компрессора холодильной машины, вентиляторов салонов аккумуляторных батарей и др.

В системах электроснабжения пассажирских вагонов без кондиционирования воздуха применяются следующие типы генераторов: постоянного тока с параллельным возбуждением (продольного поля) типов 23/07, PW - 114, EV - 648/1 (фирмы "Газелан"), синхронные генераторы переменного тока типов ГСВ, 2ГВ.003, 2ГВ.008, ЭГВ.01.У1.

Генераторы имеют привод от оси колесной пары и выполнены полностью закрытыми. Генераторы устанавливают под вагоном , охлаждение их осуществляется благодаря обдуву потоком воздуха при движении вагона . В некоторых конструкциях на вал якоря насаживают вентилятор для более интенсивного перемещения воздуха внутри машины .

Генераторы фирмы "Газелан". Такими генераторами оборудованы пассажирские вагоны постройки заводов Германии, Польши и Венгрии. Напряжение на зажимах этих генераторов возникает при вращении якоря в магнитном поле, созданном полюсами и катушками возбуждения. Это поле называется продольным, поэтому генераторы называются генераторами продольного поля.

Генераторы с параллельным возбуждением типа 23/07.11 применяются с плоскоременным приводом, типов 23/07.17, 23/07.19, 23/07.21, PW-114 АВ и EV-648/1 - с редукторно - карданным приводом.

Длительная мощность генератора типа 23/07 составляет 4,5-4,9 кВт; он вырабатывает напряжение 53-65 В и дает максимальный рабочий ток 70-75 А. Генератор нормально работает при скорости поезда до 160 км/ч и более. Генераторы переменного тока. Выпускаемые Рижским и псковским электромашиностроительными заводами генераторы переменного тока обладают высокой эксплуатационной надежностью. Они имеют длительную мощность 5,5-10,0 кВт, вырабатывают ток напряжением 48-75 В, принимают полную нагрузку при скорости 35-40 км/ч и нормально работают при скорости до 160 км/ч и более. У генераторов типов ГСВ-2 и ГСВ-8 привод плоскоременный, у 2ГВ.001 - клиноременный, у 2ГВ.003 - текстропно-редукторно - карданный, у 2ГВ.008 и ЭГВ.01.У1 - текстропно-карданный. Генераторы ГСВ-2, ГСВ-8 и 2 ГВ.001 установлены под кузовом вагона, а 2ГВ.003, 2ГВ.008 и ЭГВ.01.У1 - на поперечной балке рамы тележки с котловой стороны.

Поскольку аккумуляторная батарея может заряжаться только постоянным током, генератор устанавливают под вагоном вместе с выпрямителем, который преобразует вырабатываемый генератором переменный ток в постоянный. В 1973г. в качестве унифицированного для всех пассажирских вагонов без кондиционирования воздуха отечественного производства, а также для вагонов постройки заводов Германии принят генератор типа 2ГВ.003.

На вагонах с кондиционированием воздуха применяются трехфазовые генераторы переменного тока индукторного типа DCG 4435/24/2а38 производства Германии и с 1996г. - генераторы типа ЭГВ.08.У1 производства Псковского машиностроительного завода. Эти генераторы имеют номинальную мощность 35 кВ. А при номинальном напряжении 116В. Электромашинные преобразователи. На вагонах с кондиционированием воздуха при автономной системе электроснабжения устанавливают электромашинные преобразователи. Они представляют собой агрегаты, состоящие из смонтированных в одном корпусе асинхронизаторного трехфазоного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, питающегося от внешней сети напряжением 220/380 В или только 380 В, и генератора постоянного или переменного тока со смешанным возбуждением с напряжением на выходе 135-150 В. Обе машины имеют между собой только механическую связь. Генератор выполняет такую же функцию, как и на вагонах без кондиционирования воздуха, а электродвигатель предназначен для привода генератора при длительных отстоях в парках формирования и оборота, чтобы можно было производить зарядку аккумуляторной батареи и проверять работоспособность всего электрооборудования. Привод генератора при движении вагона осуществляется от средней оси колесной пары через редуктор, карданный вал и фрикционную муфту сцепления. На пассажирских вагонах установлены следующие типы электромашинных преобразователей: 2ПВ.001.2 - на вагонах постройки отечественных заводов, DUGG-28B - на вагонах постройки заводов Германии, K694L/XP44L - на вагонах постройки заводов Венгрии. В преобразователях вагонов постройки заводов Германии и Венгрии применяют генераторы постоянного тока, отечественных заводов - синхронные трехфазные генераторы переменного тока.

Преобразователь типа DUGG-28B представляет собой двухмашинный агрегат, состоящий из электродвигателя трехфазного тока и генератора с переключателем полюсов. Электродвигатель и генератор конструктивно объединены в один узел на общем валу. Агрегат закрепляют на раме вагона через резиновые амортизаторы.

6. Приводы подвагонных генераторов

Назначение и типы приводов.

Привод подвагонного генератора обеспечивает передачу вращающего момента якорю генератора от оси колесной пары. В зависимости от наличия указанных устройств различают приводы следующих типов: плоскоременный, клиноременный (текстропный), текстропно-карданный, редукторно-карданный, текстропно-редукторно-карданный. Кроме того, все приводы можно разделить на две группы, исходя из того от какой части колесной пары вагона передается вращение: от торца шейки оси или от средней части оси. Наличие на вагоне того или иного типа привода обусловлено мощностью и типом подвагонного генератора, скоростью движения поезда, годом постройки вагона.

Приводы от торца шейки оси. Редукторно-карданный привод.

На вагонах без кондиционирования воздуха зарубежной постройки с 1960г. эксплуатируются редукторно-карданные приводы от торца оси с редукторами типов РК-6 (Польша) и "Фага - II" (Германия). С 1963 в качестве типового используется привод с редуктором РК-6, имеющим передаточное число 2,529. Приводы с редуктором "Фага - II" ставились на вагоны постройки Германии (купейные, рестораны, вагоны с купе-буфетом). Привод состоит:

Генератор;

Карданный вал (под углом 6 к горизонту);

Эластичные шарниры (2 шт.)

Предохранительные скобы (2 шт.)

Заливное отверстие в редукторе с пробкой

Сливное отверстие снизу редуктора с магнитной пробкой, собирающая металлические частицы

Осевой редуктор

Крепление генератора

Текстропно-редукторно-карданный привод (ТРКП).

Такой привод применяется на купейных и не купейных вагонах без кондиционирования воздуха постройки заводов Германии и ТВЗ. Он устанавливается на тележки КВЗ-ЦНИИ с котловой стороны вагона и приводит в действие генератор, укрепленный на раме этой же тележки. ТРКП состоит из ведущего и ведомого шкивов, комплекта клиновых (текстропных) ремней, редуктора, карданного вала, натяжного и предохранительных устройств. Ведущий шкив привода закреплен на торце шейки оси колесной пары, ведомый шкив вместе с редуктором установлен на раме тележки, редуктор соединен с генератором карданным валом. Передаточное число редуктора 2,9, передаточное число привода 4,05. что обеспечивает включение генератора в работу при скорости движения поезда 32-45 км/ч. Подвагонный генератор упруго подвешен к опорной плите рамы тележки при помощи четырех армированных блоков. Такая подвеска не передает высокочастотные колебания на плиту рамы тележки. Предохранительные устройства предотвращают падение на путь редуктора, генератора и карданного вала в случае обрыва их крепления. На поверхности ведущего и ведомого шкивов имеются ручьи для установки четырех клиновых ремней. Натяжение ремней регулируется натяжным устройством, состоящим из пружины, гайки и винта. Текстропно-карданный привод.

Для внедрения на купейных не купейных вагонах без кондиционирования воздуха постройки заводов Германии и ТВЗ подвагонных генераторов с меньшей номинальной частотой вращения потребовался привод генератора с меньшим передаточным числом, которое могла обеспечить одна ременная передача. Таким образом, необходимость применения в приводе редуктора отпала.

Текстропно-карданный привод ТК-2 обеспечивает требуемую мощность генератора в диапазоне скоростей движения поезда 40-160 км/ч. Передаточное число привода - 2,7 (с учетом 3% упругого скольжения). Привод состоит из узла ведущего шкива расположенного на буксовом узле колесной пары, комплекта приводных клиновых ремней, узла ведомого шкива, натяжного устройства, карданного вала, подвески генератора и предохранительных устройств.

Приводы от средней части оси. Плоскоременный привод.

Плоскоременный привод применяется на вагонах, оборудованных генераторами мощностью 4,5-5,5 кВт (23/07.11, ГСВ-2, ГСВ-8). Привод этого типа состоит из двух шкивов и плоского ремня. Ведущий (осевой) шкив установлен на оси колесной пары, ведомый (машинный) меньшего диаметра насажен на вал генератора. Ведущий шкив состоит из двух половин, которые после установки на ось стягивается четырьмя болтами.

На обоих шкивах имеются реборды, которые не дают ремню соскочить во время движения поезда. Бочкообразная форма рабочей поверхности шкивов способствует меньшему растяжению ремня при прохождении вагоном кривых участков пути.

Плоский трехслойный ремень изготовлен из уточно-шнуровой прорезиненной ткани шириной 110-125 мм и длиной 4,6-4,75 мм. Длина ремня зависит от типа генератора (4,6 м - для ГСВ; 4,75 - для 23/07.11).

К достоинствам плоскоременного привода относятся простота устройства, небольшие затраты на изготовление, легкость замены ремня в пути следования, а к недостаткам - ограниченная передаваемая мощность, проскальзывание ремня при неблагоприятной погоде и быстрый его износ. Редукторно-карданные приводы.

На вагонах и вагонах-ресторанах, оборудованных установками кондиционирования воздуха, редуктор привода подвагонного генератора установлен на средней части оси колесной пары.

С 1965г. заводы Германии поставляли купейные и служебные вагоны, а с 1966 и вагоны-рестораны с редукторами типа EUK-160-1M.

В связи с увеличением емкости холодильных установок в вагоне-ресторане и с целью исключения редуктора в приводах от торца оси с 1977г. выпускаются вагоны с приводами, где установлены редукторы ВБА-32/2.

Техническая характеристика приводов с редуктором EUK-160-1M и ВБА-32/2
	EUK-160-1M	ВБА-32/2
Мощность, кВт	38,4	44,68
Передаточное число	2,99	3,727
Частота вращения генератора, об/мин.	600X700	625X770
Максимальная частота вращения, об/мин.	3000	3692
Масса привода, кг	1808	1286

Приводы с редукторами EUK-160-1M и ВБА-32/2 монтируются на тележках КВЗ-ЦНИИ и эксплуатируются в поездах со скоростью движения до 160 км/ч. Привод состоит: редуктор (EUK-160-1M) максимальная передаваемая мощность - 38 кВт, карданный вал, фрикционная муфта сцепления, игольчатые подшипники, подвесная предохранительная рама, опора (для фиксирования оси ведомой шестерни редуктора в горизонтальном положении). Фрикционная муфта сцепления отключает вал двигатель-генератора от карданного вала при малых скоростях движения поезда и на стоянках, что дает возможность проверять работу электрооборудования при подключении к постороннему источнику электрической энергии. Муфта подключает карданный вал привода к валу двигатель-генератора при скорости движения около 40 км/ч, также муфта является предохранителем, автоматически отключающим вал двигатель-генератора от карданного вала привода при резком торможении поезда и неисправности привода.

Обслуживание привода генератора.

Проводник вагона должен следить за работой привода, при обнаружении неисправности обязан вызвать электромеханика или начальника поезда и в случае необходимости принять меры к экстренной остановке поезда. Проводник должен уметь выявить внешним осмотром неисправности привода генератора: ослабления крепления всех узлов привода. Сдвиг редуктора на оси, течь масла через уплотнения. Важным признаком, характеризующих работу редуктора, является нагрев его работающих узлов. У исправного редуктора нагрев не должен превышать 40-50 ⁰С, что позволяет контролировать температуру нагрева на ощупь. При отправлении из пункта формирования или оборота зимой не должно быть льда на карданном валу, выбоины (ползуна) на приводной колесной паре более 0,5 мм. После отправления из пункта формирования или оборота при достижении скорости 40 км/ч проводник проверяет исправность работы приводов генератора включением генератора на нагрузку. Неисправность привода генератора может быть вызвана недостатком или излишком масла в редукторе, неисправностью отдельных деталей или неправильной сборкой редуктора или привода в целом. При сильном нагреве редуктора на торце шейки оси в пути следования его снимают с тележки вместе с карданным валом, буксу закрывают крышкой, а редуктор убирают в вагон. Если неисправен редуктор на средней части оси, карданный вал снимают, и вагон следует с ограниченной скоростью до ближайшей станции.

При шуме (стуке) под вагоном, отличающемся от нормального шума при движении вагона, необходимо на ближайшей станции осмотреть тележки и привод с целью выявления дефекта. Если слышны сильные удары под вагоном, указывающие на значительный дефект, следует остановить поезд, осмотреть тележки и привод и установить причину стука, о неисправности сообщить начальнику поезда.

7. Приборы регулирования работы источников тока

Приборы регулирования работы источников тока предназначены для стабилизации электротехнических параметров в сети вагона при изменении скорости движения поезда.

Регуляторы напряжения генератора.

Регуляторы напряжения генератора делятся на угольные, тиристорные и транзисторные (электронные).

Основной рабочий орган угольного регулятора - угольный столбик, набранный из отдельных угольных шайб. Он последовательно включается в цепь обмотки возбуждения генератора и является переменным сопротивлением.

Угольный регулятор имеет свойство плавного регулирования в отличие от терристорного, который регулирует ступенчато (импульсно).

Совместно с угольным РНГ работает ограничитель тока генератора (ОТГ), который служит для защиты генератора от перегрузки.

Транзисторный РНГ регулирует широкоимпульсно; его устанавливают на вагоны взамен угольных и терристорных.

Регулятор напряжения сети (РНС).

Диодный ограничитель напряжения сети (ДОНС).

Угольный регулятор напряжения сети служит для поддержания постоянного напряжения в сети вагона. Конструкция и принцип действия РНС аналогичны конструкции и принципу действия РНГ.

На вагонах постройки ГДР с 1976г. вместо угольного РНС, применяется диодный ограничитель напряжения сети ДОНС, включенный между источником тока и сетью освещения. Он обеспечивает стабилизацию напряжения в сети при изменении напряжения в системе генератор - батарея. ДОНС обладает свойством ступенчатого (импульсного) регулирования в отличие от РНС, который регулирует плавно.

Реле обратного тока.

Реле обратного тока, переключающее устройство и силовой диод обратной блокировки служат для автоматического подключения генератора к системе электроснабжения вагона и его отключения при определенной скорости движения. При отключенном генераторе потребители автоматически начинают получать электроэнергию от аккумуляторных батарей.

8. Коммутационная и защитная аппаратура

Коммутационная аппаратура.

Коммутационная аппаратура - это электрические устройства, с помощью которых осуществляется включение, отключение и переключение электрических цепей.

По назначению коммутационная аппаратура делится на две группы:

аппаратура, служащая для непосредственного включения, отключения или переключения электрических цепей (переключатели, кнопки, тумблеры, рубильники); ее приводит в действие непосредственно обслуживающий персонал;

аппаратура, служащая для дистанционного включения, отключения или переключения электрических цепей (контакторы, реле); аппараты этой группы приводятся в действие при помощи коммутационной аппаратуры непосредственного включения и могут быть установлены на значительном расстоянии от распределительного щита.

Защитная аппаратура.

Защитная аппаратура предназначена для защиты электрических цепей от опасных превышений электромеханических величин, на которые не рассчитана аппаратура вагона.

Плавкие предохранители состоят из корпуса (патрона), металлической плавкой вставки и контактного устройства. Плавкая вставка изготовлена из легкоплавкого металла в виде калиброванной проволоки или пластины. Она включается последовательно в защищаемую электрическую цепь и рассчитывается на определенный ток. При токах перегрузки и коротком замыкании температура нагрева превышает температуру плавления, вставка плавится и разрывает (обесточивает) электрическую цепь. Автоматические включатели (предохранители) при срабатывании разрывает защищаемую электрическую цепь, а сами при этом не разрушаются При токах перегрузки срабатывает с определенной выдержкой времени, при коротком замыкании - мгновенно. После устранения причин срабатывания автоматический выключатель можно восстановить.

Реле максимального напряжения (РМН) защищает сеть от превышения напряжения, которое моет возникнуть из-за неисправности регулятора напряжения генератора, обрыва цепи аккумуляторной батареи и в других аварийных случаях. При срабатывании РМН действует на цепь возбуждения генератора и отключает его.

Реле пониженного напряжения (РПН) защищает аккумуляторную батарею от глубоких разрядов. Срабатывает при понижении напряжения аккумуляторной батареи до наименьшего допустимого значения, отключая потребители (кроме аварийного освещения и сигнализации).

9. Сигнализации

Сигнализация контроля нагрева букс (СКНБ, СКНБП).

СКНБ служит для повышения безопасности движения поездов. Она позволяет постоянно контролировать нагрев букс и предупреждать аварии в результате перегрева и разрушения роликовых подшипников.

Электрическая схема СКНБ с электромагнитным реле - двухпроводная и постоянно находится под напряжением. Все термодатчики установлены на буксах тележек и соединены между собой последовательно. В цепь термодатчиков последовательно включена катушка реле. Параллельно термодатчикам через два размыкающих контакта реле подключены сигнальная лампа, находящаяся на щите, и звонок.

Когда катушка реле под напряжением, цепь сигнальной лампы и звонка обесточена. Выключатель на щите служит для проверки цепи сигнализации.

Провода от термодатчиков проложены по раме тележки в трубах. Провода тележек соединены с проводами на кузове с помощью специальных штыревых разъемов на каждой из двух тележек. Сигнализация защищена двумя предохранителями.

Внутри латунного корпуса термодатчика расположен легкоплавкий сплав, к которому подключен двухжилный провод. Концы провода, залитые сплавом, служат контактами.

При нагреве корпуса буксы в месте установки термодатчика до температуры 83-92 °С сплав расплавляется и замыкает его контакты. При размыкании цепи реле обесточивается и своими размыкающими контактами замыкает цепь звонка и сигнальной лампы.

При любом разрыве цепи катушки реле в служебном купе звонит звонок и загорается сигнальная лампа. Поэтому при отправлении в рейс проводник проверяет исправность сигнализации при помощи выключателя на щите. На некоторых вагонах вместо выключателя проверки работы сигнализации применяется кнопка и имеется возможность отключения цепи звонка.

В связи с имеющими место случаями ложного срабатывания СКНБ, что выясняется после остановки поезда и проверки степени нагрева букс данного вагона, в систему был включен электронный блок, а вместо термодатчика -позисторный датчик, который при нагреве букс увеличивает свое сопротивление без расплавления.

Этот электронный блок смонтирован на распределительном щите и отличает ложное срабатывание (механическую неисправность цепи) от перегрева. При срабатывании блок "анализирует" ситуацию и сигнализирует проводнику вагона. При ложном срабатывании звучит прерывистый сигнал и лампочка мигает, при перегреве же звучит непрерывный сигнал и лампочка не мигает. При проверке перед отправлением в рейс включателем включают прерывистый сигнал, звучание которого свидетельствует об исправности сигнализации. При срабатывании СКНБП проводник должен срочно сорвать стоп-кран, вызвать начальника поезда и поездного электромеханика, оградить поезд, проверить на ощупь температуру буксового узла.

Сигнализация наличия замыкания плюсовых и минусовых проводов на корпус вагона.

С помощью сигнализации наличия плюсовых и минусовых проводов на корпус вагона контролируют состояние изоляции электрооборудования, выявляют "утечки" тока на корпус и замыкания проводов на корпус вагона, предупреждая короткие замыкания. Сигнализация представляет собой последовательно соединенную цепь, состоящую из двух сигнальных ламп (средняя точка между которыми выведена на корпус вагона) и двух выключателей. Сигнализация защищена двумя предохранителями. Сигнальные лампы и выключатели расположены на щите.

При отсутствии замыканий или утечек тока на корпус вагона обе лампы горят вполнакала. При отключении любого из выключателей обе лампы гаснут. При "утечке" тока на корпус, т.е. при ослаблении сопротивления изоляции, одна из ламп горит ярче другой. При последовательном отключении выключателей одна из ламп продолжает гореть.

При замыкании на корпус одна из ламп гаснет, а другая начинает гореть в полный накал и продолжает гореть при последовательном отключении выключателей.

При замыкании в средней точке аккумуляторной батареи обе лампы горят вполнакала. При отключении одной из них другая будет гореть без изменения. При замыкании аккумуляторов батареи, расположенных ближе к ее положительному полюсу или к ее отрицательному полюсу, лампы горят соответственно разными накалами. При включении одного из тумблеров лампа продолжает гореть с прежней яркостью.

Пожарная сигнализация.

Пожарная сигнализация служит для раннего автоматического обнаружения признаков пожара. Она состоит из блока управления, который размещается в служебном отделении вагона и датчиков, реагирующих на повышение температуры и дым, расположенных в помещениях вагона. Готовность сигнализации к работе определяют по светящемуся зеленому светодиоду, обозначенному на щите значком.

О возгорании (задымленности) оповещают мигающие красные светодиоды "Пожар общий" и прерывистый акустический сигнал (АС). Одновременно на схеме планировки вагона светится светодиод красного цвета, указывающий место тревоги, и красный светодиод на датчике соответствующего отделения вагона. При срабатывании пожарной сигнализации с помощью реле автоматически отключается принудительная вентиляция и электрический подогрев воды в котле (в отопительный период года).

При неисправности сигнализации горит желтый светодиод "Неисправность общая", и звучит непрерывный акустический сигнал (АС).

Наружная вызывная сигнализация.

Наружная вызывная сигнализация предназначена для вызова проводника с переходных площадок. Она состоит из двух кнопок, установленных на переходных (торцевых) тамбурных дверей, двух сигнальных ламп и звонка, расположенных в служебном купе. При вызове загорается соответствующая сигнальная лампа, и звенит звонок. Звуковой сигнал снимается при отпускании кнопки вызова.

Внутренняя вызывная сигнализация.

Внутренняя вызывная сигнализация служит для вызова проводника в купе. Она применяется на вагонах габарита РИЦ. Сигнализация состоит из нумератора с сигнальными лампами, звонка, кнопки снятия сигнала и вызывных кнопок, установленных в каждом купе.

При вызове пассажиром проводника загораются соответствующие лампы на нумераторе в служебном купе. Для снятия сигнала нажимают на кнопку над дверью купе.

Сигнализация наполнения баков водой.

Сигнализация наполнения баков водой служит для того, чтобы при заправке не допускать переполнения баков системы водоснабжения вагона. Включают сигнализацию тумблером на распределительном щите перед началом заправки вагона водой. При заполнении баков загорается сигнальная лампочка, после чего сигнализацию налива следует отключить.

Сигнализация занятости туалетов.

Данной сигнализацией оборудуются вагона габарита РИЦ. Она состоит из микровыключателя и сигнальной лампы. При запирании двери туалета изнутри механизм замка нажимает кнопку микровыключателя и включает лампу, сигнализирующую о занятости туалета.

Сигнализация ограждения поезда.

Сигнализация ограждения поезда расположена на торцевых стенах вагона, где находится три сигнальных фонаря - два сверху, один - справа, внизу. Включают эти фонари на последнем вагоне поезда. При проверке работы сигнализации ограждения поезда необходимо убедиться в нормальной видимости света фонарей со стороны перегона.

10. Система вентиляции

Один из важнейших условий обеспечения необходимого комфорта пассажиров в вагонах - качественное состояние воздуха в нем. Система вентиляции в пассажирских вагонах должна отвечать следующим требованиям: количество подаваемого в вагон наружного воздуха на одного пассажира летом 25 м /ч, зимой - 20 м ³/ч; температура воздуха в вагоне летом 22-2/5 °С; зимой 18-22 °С; допускаемые колебания температуры по длине вагона на одном уровне по высоте не более 3 °С.

Вентиляция в вагоне может быть естественной, когда обмен воздухом осуществляется через дефлекторы в крышке и через открытые окна, и искусственной, с применением принудительной вентиляции для подачи воздуха в вагон, а также с подогревом и охлаждением воздуха. Для обеспечения подачи в вагон свежего воздуха и создания нормальных санитарно-гигиенических условий пребывания в вагоне пассажиров разработана для вагона система вентиляции. Производительность такой системы летом (летний режим) - 4500 м /ч, зимой (зимний режим) - 900 м /ч. Вентиляция механическая, приточная подогревом воздуха и вытяжная естественная через дефлекторы может работать в автоматическом (под контролем ртутных контактов термометров) и ручном режимах управления включения электродвигателя вентилятора.

Наружный воздух с двух сторон вагона засасывается вентилятором через заборные жалюзи и фильтры, а затем через диффузор, калорифер и конфузор нагнетается в воздуховод, откуда через вентиляционные решетки подается в помещение вагона. Отработанный воздух удаляется через дефлекторы. Система вентиляции должна быть постоянно включена в автоматическом режиме.

Система вентиляции включает в себя: заборные жалюзи, инерционный и сетчатый фильтры, вентилятор, диффузор, воздухонагреватель, конфузор, воздуховод, вентиляционные решетки и дефлекторы, противопожарную заслонку.

Заборные жалюзи предназначены для засасывания свежего воздуха в систему вентиляции и представляют собой планки, приваренные под углом 7° к прорезям направляющих реек воздухозаборного короба. Инерционный фильтр предназначен для удаления крупных частиц пыли под действием центробежных сил. Отделенная пыль через фильтрующую решетку поступают в пылесборник, соединенный с аэродинамическим очистительным устройством, работающим при движении поезда от набегающего потока воздуха.

Сетчатые фильтры (4 шт.) позволяют окончательно очищать поступающий воздух. Каждый фильтр состоит из корпуса, представляющего собой коробку, в которой уложены пять сеток с размером 2,5*0,5 мм, четыре сетки с размеров 1,2*0,32мм, три сетки с размером 0,63*0,22 мм, и рамки с сеткой. Сетки гофрами уложены одна на другую под углом 90°.

Вентиляционный агрегат служит для подачи очищенного воздуха в вагон и состоит из двух роторов, насаженных на вал электродвигателя типа П-41, и кожухов вентиляторов. Вентиляторы и электродвигатель смонтированы на общей раме. Роторы вентиляторов насажены на вал электродвигателя при помощи конусных ступиц. Для обеспечения нормальной работы агрегата должны соблюдаться зазоры между ротором и торцом конусного фланца, которые должны быть в пределах 0,5-3 мм.

Диффузор предназначен для соединения вентиляционного агрегата с калорифером и состоит из брезентового раструба, двух квадратных и одного прямоугольного фланцев.

Калорифер (воздухонагреватель) служит для подогрева поступающего в вагон воздуха при низких температурах наружного воздуха и состоит из теплопередающих элементов, трубных решеток, крышек, съемных боковых щитков и двух патрубков для входа и выхода воды.

Для соединения калорифера с воздуховодом используется конфузор, который представляет собой короб переменного сечения, имеющий с двух сторон присоединительные фланцы.

Воздуховод позволяет обеспечить подачу воздуха во все помещения вагона. Он состоит из отдельных верхних и нижних листов, прикрепленных к обшивке крышки. Нижние листы воздуховода имеют форму корытообразного сечения между собой во фланцах. В нижней части воздуховода имеются прямоугольные вырезы, в которые устанавливаются вентиляционные решетки. Свежий воздух из воздуховода поступает в различные помещения через вентиляционные решетки. Вентиляционная решетка состоит из листов, клапана, служащего для ограничения скорости и направления потока воздуха. Клапан крепится к листу планкой, приваренной к упорам. Регулировка количества подаваемого в помещения вагона воздуха осуществляется величиной зазора между листом и клапаном, который устанавливается поворотом винта.

Дефлекторы служат для удаления отработанного воздуха. Они устанавливаются в туалетах, коридоре и тамбуре нетормозного конца, служебном отделении. Система установки дефлектора в туалетах, служебном отделении, коридоре и тамбуре нетормозного конца состоит из собственного дефлектора, патрубка и заслонки.

На панели распределительного шкафа в служебном купе находится переключатель "Отопление-вентиляция". Он должен быть поставлен в положение Отопление и вентиляция.

Если выключатель ставится в положение Автоматика, то установка принудительной вентиляции и управление по ступеням вентиляции работают автоматически. Термостат в канале приточного воздуха и термостаты, расположенные в купе I и II, включает соответствующую ступень для подачи необходимого количества воздуха.

При помехах в автоматике переключатель ставится на необходимую ступень вручную, в зависимости от желаемой температуры.

Независимо от положения многопозиционного переключателя "Вентиляция" во время движения вагона производится принудительное включение вентиляционного агрегата на ступень I при температуре в канале приточного воздуха выше 18 С. Однако предварительно агрегат должен быть введен в эксплуатацию соответствующим выключателем. Ступени вентилятора следующие:

I - эксплуатация в зимний период (малое количество воздуха);

II - эксплуатация в переходный период (среднее количество воздуха);

III - эксплуатация в летний период (большое количество воздуха).

При эксплуатации вагона необходимо соблюдать следующие условия:

заслонки наружного воздуха, расположенные за потолком тамбура тормозной стороны вагона, должны быть установлены в положение, соответствующие сезону;

дефлекторы в туалетах и купе должны быть летом открыты, зимой - полуоткрыты; дефлектор в тамбуре нетормозной стороны вагона должен быть всегда полностью открыт;

заслонки в дверях туалетов во время работы вентилятора должны быть открыты;

при выходе вентиляционного агрегата из строя летом вентилировать вагон можно, открывая окна и используя дефлекторы;

при проходе вагона через тоннель во избежание засасывания в вагон дыма вентиляционный агрегат рекомендуется выключать.

11. Кондиционирование воздуха

В связи с ограниченными возможностями системы вентиляции для обеспечения комфорта пассажиров в пассажирских поездах применяется кондиционирование воздуха, которое позволяет в более широких пределах изменять температуру, влажность и некоторые другие параметры воздуха. Вагонные кондиционеры рассчитаны на работу при наружных температурах oт плюс 32 ⁰С до минус 40 ⁰С.

В купейных вагонах с четырех- и двухместными купе, вагонах-ресторанах и габарита РИЦ применяется установка кондиционирования воздуха МАБ-П. Эта установка состоит из систем вентиляции, отопления, охлаждения и автоматического управления.

В систему охлаждения заправляется 40 кг хладона-12, в компрессор - 4 кг масла марки ХФ-12.

Из ресивера жидкий хладон-12 очищенный от механических примесей и влаги в трех параллельно соединенных фильтрах-осушителях, под высоким давлением и с высокой температурой поступает в воздухоохладитель через запорный вентиль, соленоидные вентили, терморегулирующие вентили и распределители. После дросселирования хладон в воздухоохладителе кипит, отнимая теплоту наружного воздуха, подаваемого вентилятором вглубь вагона. Образовавшиеся при кипении хладона пары по трубопроводу через всасывающий вентиль отсасываются и сжимаются компрессором, а затем через нагнетательный вентиль и гибкий патрубок выталкиваются в конденсатор, в котором они вентилятором охлаждаются и, конденсируясь, превращаются в жидкость. Вентилятор и компрессор приводится в действие при помощи электродвигателей. Из конденсатора жидкий хладон вновь поступает в ресивер, и процесс повторяется. При этом хладон практически не расходуется, могут лишь возникнуть утечки вследствие не плотностей в системе. Контроль за работой осуществляется по манометру всасывания, манометру нагнетания и манометру давления масла, смонтированных на панели, расположенной в служебном отделении.

При нормальной работе манометр всасывания должен показать давление кипения хладона 0,215-0,319 МПа (2,15-3,19 кгс/см²) и соответственно температуру кипения от 0 до 9 ⁰ С, манометр нагнетания - давление конденсации хладона 0,66-1,29 Мпа (6,6-12,9 кгс/см²) и соответственно температуру конденсации от 30 до 55 ⁰ С, манометр давления масла - давление масла 0,3-0,45 Мпа (3-4,5 кгс/см²). Показания манометра давления масла обязательно должны быть больше на 0,08-0,13 Мпа (0,08-1,3 кгс/см), чем манометра всасывания. Если показания манометров отличаются незначительно, то система принудительной смазки компрессора не работает и установку охлаждения воздуха необходимо отключить.

12. Приборы термоавтоматики

Работа вентилятора осуществляется автоматически в заданном режиме (зимнем или летнем) в зависимости от температуры в канале приточной вентиляции и в вагоне, контролируемой термодатчиками. При выходе термодатчика из строя можно переключить вручную на любую скорость. О работе вентилятора сигнализирует лампа на пульте управления в служебном отделении.

На панели перегородки между четвертым и пятым купе установлены датчики на температуру 18,24 ⁰С, осуществляется автоматический режим работы высоковольтных нагревательных элементов котла отопления и вентиляции. В качестве приборов автоматического управления работой системы вентиляции применяются ртутные термоконтакторы типа ТК -5 2А. Ртутный термоконтактор представляет собой капилярную стеклянную трубку с колбочкой, заполненной ртутью. Внутрь капиляра введены контакты, которые с наружной стороны припаяны к изолированным медным проводам. Термоконтактор имеет рабочий и соединительные контакты. При включении термоконтактора в цепь постоянного тока "минус" источника тока подключается к соединительному (нижнему контакту).

Термоконтакторы на температуру включения 24 и 26 ⁰С установлены на одной панели с датчиками, управляющими автоматической работой нагревательных элементов котла.

В вентиляционном канале установлены термоконтакторы на температуру включения 16 и 18 ⁰С.

Термокантокторы в зависимости от температуры окружающей среды через схему автоматики воздействуют на переключение двигателя вентиляционной установки на разные режимы работы.

При выходе из строя термодатчика переключателем на передней панели распределительного шкафа вентилятор переключается на ручной режим и соответствующую скорость.

13. Система освещения

Система освещения вагона предназначена для освещения всех внутренних помещений вагона в нормальном и аварийном режимах и световой сигнализации.

Цепи освещения питаются стабилизированным напряжением 50В от подвагонного генератора или от аккумуляторной батареи. На вагоне установлены светильники люминесцентного освещения и светильники с лампами накаливания.

Люминесцентные светильники установлены во всех помещениях вагона за исключением туалетов, тамбуров и котельного отделения. Люминесцентный встраиваемый вагонный светильник (ЛВВ 03-2x20 (1x25)-002) с двумя люминесцентными лампами мощностью 20 Вт каждая и одной лампой накаливания мощностью 15 Вт и встроенным пускорегулирующим аппаратом характеризуется постоянным или пульсирующим напряжением (50±3) В. Внутрь светильника встроен преобразователь, на входе люминесцентной ленты после преобразователя напряжения 220В частотой 20000 Гц. Мощность светильника 60 Вт. Светильники со встроенными преобразователями начали устанавливаться Тверским вагоностроительным заводом с 1996г. До этого в вагоне вагоностроители ТВЗ и Германии устанавливали для питания люминесцентных ламп электромашинные преобразователи:

ТВЗ в чердачном помещении нетормозного конца - преобразователи ППО-2-400У4, преобразующие напряжение 50В в напряжение переменного тока 220В частотой 425 Гц.

Светильники с лампами накаливания мощностью 40 Вт установлены в тамбурах в зоне входных дверей и в туалетах, над рабочим столом проводника в служебном отделении - лампа мощностью 25 Вт.

В котельном отделении над входом установлен светильник взрывоопасного исполнения типа "Луч".

На торцевых стенах вагона установлены концевые сигнальные фонари в пластмассовом корпусе для пассажирских вагонов с лампами накаливания мощностью 40 Вт.

Над каждым спальным местом установлен светильник местного освещения "Софит" с лампой накаливания мощностью 10 Вт и со встроенным выключателем.

Питание цепей освещения обеспечивается включением автоматических выключателей на пульте управления. Кроме того, светильники купе и купе проводника имеют индивидуальные выключатели.

В аварийном режиме и при питании от соседнего вагона включены только светильники с лампами накаливания и лампы накаливания люминесцентных светильников.

14. Нагревательные приборы

К нагревательным приборам пассажирского вагона относятся кипятильник (комбинированный и электрический), холодильник, водоохладитель питьевой воды, электрические печки и электрический калорифер на купейных вагонах с кондиционированием воздуха, электрическая плитка и высокочастотная электропечь.

Необходимо отметить, что указанные узлы работают только при подключении подвагонного генератора и не могут питаться от аккумуляторной батареи (кроме холодильника). Включение этих узлов производится с передней панели распределительного шкафа, а отдельные узлы имеют дополнительное включение на самом узле. Их работа контролируется сигнальными лампами или светодиодами также на передней панели распределительного шкафа. В качестве отопительных приборов применяют электрические печи, отдельные элементы, расположенные вдоль боковых стен, и электрокалорифер - в канале нагнетательного воздуховода за водяным калорифером. Мощность систем отопления и параметры отопительных приборов приведены ниже. Перед включением дополнительного отопления необходимо очистить электропечи и электрокалорифер от пыли и грязи. Дополнительное отопление включают, как правило, в переходное время года, т.е. осенью и весной, когда не работает основное отопление. Купейные вагоны оборудуются электрическими плитками закрытого исполнения мощностью 0,8 кВт, работающими на напряжении 50 В постоянного тока. Электроплитка расположена в котельном отделении, включается от розетки и постоянно, во избежании пожара, должна находиться во включенном состоянии под постоянным контролем со стороны проводника. С 1997г. на купейных вагонах постройки ТВЗ вместо электрической устанавливается микроволновая печь "Полет-Экспресс". Печь может работать при напряжении 50 или 110 В и предназначена для приготовления пищи проводниками.

...