Тема 1.2 Аппараты коммутации управления и защиты

Индивидуальные контакторы. Назначение, технические характеристики и применение в схемах подвижного состава ГЭТ контакторов. Классификация контакторов по типу привода контакторных панелей. Реле автоматического пуска и торможения. Реле управления. Типы, назначение, технические характеристики реле в схемах подвижного состава ГЭТ. Реле автоматического пуска. Реле ускорения. Назначение реле времени, реле баланса, реле выбега, реле экстренной остановки. Выбор аппаратов защиты: автоматические выключатели, реле перегрузки, плавкие предохранители. Аппараты защиты, применяемые в электрических схемах трамваев, троллейбусов и вагонов метро.

Литература: [1] с. 89-94, с. 101-123.

Методические указания

Контактором называется коммутационный аппарат с косвенным приводом, предназначенный преимущественно для частых замыканий и размыканий электрических цепей под током.

Основными частями контактора являются: контактная система, привод и блокировочные устройства.

Индивидуальный контактор представляет собой однополюсный или двухполюсный выключатель с косвенным и дистанционным управлением. Каждый однополюсный контактор состоит из: 1) двух контактов — неподвижного и подвижного, которые замыкают или размыкают электрическую цепь; 2) привода для перемещения подвижного контакта; 3) притирающего устройства, обеспечивающего притирание подвижного контакта к неподвижному, что необходимо для улучшения условий работы контактных поверхностей; 4) дугогасительного устройства - для гашения электрической дуги, возникающей при разрыве контактов под током.

Контактор, имеющий привод для одного подвижного контакта, называется индивидуальным. Для привода индивидуальных контакторов применяют или сжатый воздух, или электромагнит. Поэтому по системе привода их разделяют на контакторы с электропневматическим приводом (электропневматические контакторы) и контакторы с электромагнитным приводом (электромагнитные контакторы).

У групповых контакторов несколько контактных систем работают от одного привода.

Электропневматические контакторы применяют в силовых цепях тяговых двигателей, так как при токах 250—500 А и более необходимо нажатие 130— 600 Н (13—60 кгс), что трудно достичь при электромагнитном включении.

Электромагнитные контакторы применяют для включения и выключения вспомогательных машин, освещения, цепей отопления и других вспомогательных цепей.

Реле – это устройство, которое автоматически осуществляет скачкообразные изменения (переключения) выходного сигнала при достижении входным сигналом некоторого определённого значения.

Реле автоматического пуска и торможения (ускорения).

На троллейбусах с пружинным приводом контроллера управления и трамвайных вагонах типа РВЗ-6 применятся плунжерное реле автоматического пуска типа Р-41 (реле ускорения и торможения). Реле удобно для пуска индивидуальных автоматических систем управления, а также для систем управления с непрерывным движением регулируемого органа.

Для групповых автоматических систем управления с прерывистым поворотом вала реостатного переключателя обычно применяют реле с подъёмной катушкой Р-52Б-3 (реле ускорения).

Оно предназначено для управления работой серводвигателя в соответствии с положением ходовой педали контроллера управления и в зависимости от величины тока в силовой цепи ТЭД.

Реле управления предназначено для автоматического управления работой электрических схем ПС ГЭТ. Назначение реле в электрических схемах разнообразно. Различаются реле и по их конструкции. В качестве реле управления различного назначения применяют в основном реле постоянного тока серии РЭВ-800. Их изготавливают с втягивающими катушками на номинальное напряжение 24, 48,110 и 220 В (потребляемая мощность втягивающей катушки не более 25 Вт), а также с втягивающими катушками на номинальный ток от 0,6 до 630 А. Конструктивно реле этой серии могут выполняться с двумя контактами (один замыкающий, один размыкающий) или с четырьмя контактами (2 замыкающих, 2 размыкающих контакта). Контакты реле представляют собой узел, позволяющий в эксплуатации подбором одних и тех же деталей получить любой набор контактов.

Реле управления классифицируются по следующим признакам:

1.По принципу действия (электромагнитные, магнитные, электромеханические, электротепловые, электропневматические, оптические, акустические, механические, электронные).

2.По роду тока (постоянного тока, переменного тока).

3.По контролируемой или воспроизводимой величине (реле напряжения и тока, реле времени, реле давления, реле скорости).

4.По назначению (реле управления, реле защиты).

5.По виду рабочего органа (контактные, бесконтактные).

Реле времени предназначено для включения или выключения электрических цепей с некоторой выдержкой времени, достаточной для сбора электрических схем, срабатывания определённых аппаратов или выбора люфтов в механических передачах. Выдержка времени между моментом включения катушки реле и замыканием его контактов, а также между моментом выключения катушки реле и размыканием его контактов достигается применением медных или алюминиевых демпферов, которые устанавливают на ярме и сердечнике магнитопровода реле.

Реле баланса предназначено для включения системы (главным образом при повторных пусках) непосредственно на напряжение контактной сети, когда разность напряжений между сетью и зажимами тяговых двигателей будет минимальной (50-80 В). Таким образом, сокращается время повторного реостатного пуска.

Реле выбега предназначено для выбора режима пуска при полном или ослабленном параллельном возбуждении при переходе с выбега на ходовые позиции (для снятия рекуперативного подтормаживания при повторных пусках).

Для ЭПС ГЭТ характерно движение с частыми переходами с одного режима работы на другой, например, от тягового режима на выбег, с выбега на повторный пуск. При ТЭД последовательного возбуждения повторный пуск движущегося ПС можно осуществить так же, как и пуск с остановки. Для тяговых двигателей смешанного возбуждения повторный автоматический пуск движущегося с большой скоростью ПС необходимо выполнять при ослабленном возбуждении, чтобы ЭДС двигателя была бы меньше напряжения контактной сети, т.е. чтобы исключить нежелательное при пуске рекуперативное торможение.

Реле экстренной остановки предназначено для отключения силовой цепи вагона трамвая и включения соленоидных и рельсовых тормозов и песочниц при повороте рукоятки стоп-крана или при отпускании педали безопасности ПБ.

Реле торможения (реле минимального тока) предусмотрено для замены электрического реостатного торможения пневматическим или соленоидным торможением при истощении электрического торможения. Механическое торможение автоматически замещает реостатное торможение также в тех случаях, когда при неисправности в схеме не появляется тормозной ток и не срабатывает тормозное реле (реле минимального тока).

Выбор аппаратов защиты.

Для предотвращения отклонений от нормальных режимов, которые могут возникнуть при эксплуатации трамвайных вагонов и троллейбусов и вызывать повреждение электродвигателей и аппаратуры, в электрических схемах предусмотрены специальные защитные аппараты: автоматический выключатель, реле перегрузки, реле напряжения, реле минимального тока, а также плавкие предохранители.

Автоматические выключатели, реле перегрузки и плавкие предохранители предназначены для защиты электрических двигателей и аппаратуры от перегрузок и токов коротких замыканий. Все эти аппараты обеспечивают автоматическое отключение цепей от сети при увеличении тока свыше допустимого значения. Их называют аппаратами максимальной защиты.

Автоматический выключатель (автомат) служит для нечастых включений и отключений электрических цепей и защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий, а также недопустимого снижения напряжения.

Плавкие предохранители используют на трамвайных вагонах и троллейбусах для защиты от коротких замыканий и перегрузок вспомогательных высоковольтных и низковольтных цепей. Они бывают открытого и закрытого типов.

Вопросы для самоконтроля:

1 Дайте определение понятию «Контактор».

2 Назовите основные части контактора.

3 Расскажите из каких элементов состоит однополюсный контактор.

4 Расскажите о применении электропневматических и электромагнитных контакторов.

5 Поясните, какие бывают контакторы по системе привода.

6 Дайте определение понятию «Реле».

7 Расскажите о назначении реле автоматического пуска и торможения.

8 Дайте определение понятию «Реле управления».

9 Расскажите классификацию реле управления.

10 Назовите назначение реле времени.

11 Назовите назначение реле баланса.