Расположение автоматов защиты на задней стенке головного вагона
| А11 | А17 | А44 | А26 | АР63 | А61 | А21 | А49 | А27 | А10 | А53 | А54 | А84 |
| Освещение. кабины отсека | Рез. упр. | Радио связь | Управление дверями | Аварийное освещение | Освещение кабины | Управление МК | КВЦ | Управление поездом | Выключатель управления | |||
| Двери, белые фары | КРУ МК | Усилитель | Радиостанция | Переговорное устройство |
| А76 | А48 | АВ1 | А29 | А46 | А47 | А79 | А42 | А74 | А73 | А71 | А41 | А45 |
| Пожарная сигнализация | Педаль безопасности | Управление вентилями | Бел. фары | АРС | Восстановление РП | Сигнализация неисправности | Управление замещ. тормоз. | ВЗ№2 | БПСН (ББЭ) | |||
| Общий | Слабый свет | Сильный свет | 75 В | 75В |
| А75 | А77 | А78 | А43 | А31 | А32 | А13 | А1 | А20 | А25 | А30 | А56 | А65 |
| Вкл. отопления кабины | Аварийный ход | Аварийный ход | +12 В | Двери левые | Двери правые | Дверная сигнализация | Ход | Контактор ЛК2 | Ручное торможение | СДРК | Аккумуляторная батарея | Включение освещения |
Рис.98 Расположение автоматов защиты в кабине головного вагона
Расположение автоматов защиты в аппаратном отсеке кабины головного вагона
| А2 | А3 | А4 | А5 | А6 | А70 | А14 | А39 | А28 | А38 | А22 | А8 |
| Ход РК | Ход-3 | Ход назад | Ход вперед | Торможение | Резервное упр. | Питание БУ-13 | Сигнальная лампа | Управление КК | ВЗ№2 | ||
| РКТТавтор | Реле РРП | Резервный пуск |
| А12 | А16 | А37 | А51 | А24 | А19 | А66 | А18 | А40 | А80 | А50 | А52 |
| Резервное закр. дверей | Закрытие дверей | БПСН (ББЭ) | Реле РВ3 | Отключение БВ | Восстановление защиты | Торможение АРС | Включение БВ | Контактор освещения | ВЗ№2 от ПБ | ||
| Возврат РЗП | Включение питания | Контроль заряда |
| АВ2 | АВ3 | АВ4 | АВ5 | АВ6 | А55 | А57 | А81 | А7 | А9 | А68 | А72 |
| Вентиляция салона | 25-й поездной провод | Ход РК | Питание БВ | Фары крас. | Управление ТР | Синхронизир. ВЗ№1 | |||||
| Питание | Резервное питание | 1-я группа | 2-я группа | Резерв | Правые | Левые |
Рис.99 Расположение автоматов защиты в аппаратном отсеке кабины
Расположение автоматов защиты в промежуточном вагоне
| А38 | А53 | А56 | А54 | А24 | А39 | А23 | А14 | А13 | А31 | А32 | А16 | А12 | А49 |
| Сигнальные лампы | КВЦ | Аккумуляторная батарея | Управление поездом | Заряд батареи | Резервн. управ. | Управление дверями | Аварийное освещение | ||||||
| Пуск | МК | Реле РРП | Дверная сигнализация | Открытие левых дверей | Открытие правых дверей | Закрытие дверей | Резервное закр. дверей |
| А80 | А81 | А27 | А50 | А8 | А52 | А19 | А10 | А22 | А30 | А1 | А2 | А3 | А4 |
| Включение БВ | Управление БВ | Освещение салона | Реле РВО | ВЗ№2 | ВЗ№2 от ПБ | Реле РВ3 | МК | СДРК | Ход-1 | Ход-2 | Ход-3 | Ход назад | |
| Управление МК | Контактор КК |
| А5 | А6 | А72 | А18 | А20 | А25 | А37 | А15 | А45 | А65 | А51 | А68 | А28 | |
| Ход вперед | Торможение | Синхронизирующ. ВЗ№1 | Восстановление защиты | Контактор ЛК2 | Ручное торможение | Восстановление РЗП | Управление конт. ББЭ освещение | БПСН (ББЭ) | Управление ТР | Питание БУ-13 | |||
| Управление ББЭ | Освещение | Включение ББЭ |
Рис.100 Расположение автоматов защиты в промежуточном вагоне
Перечень выключателей автоматических ВА21-29
Таблица14
| № п.п | Обозна-чение автомата | Участок включения автомата | Нагрузка цепи автомата | Номинальный ток автомата | Ток отсечки автомата | Приме-чание |
| А1 | 1-1А | ЛК3,ЛК1,ЛК4,ЛК5,КШ1,КШ2,ПП | 2,5 | 6Iн | ||
| А2 | 2-2Ж | РУ,СР1,РВ1, РСУ, РО | 1,5Iн | |||
| А3 | 3-3А | КШ1, КШ2 | 2,5 | 6Iн | ||
| А4 | 4-4А | РКР | 0,8 | 1.5Iн | ||
| А5 | 5-5А | РКР | 0,8 | 1.5Iн | ||
| А6 | 6-6А | ТР1, КСБ1, КСБ2, БУ, ЛК3, ЛК4 | 1.5Iн | |||
| А7 | Ф1-Ф2 | Сигн. фонарь правый | 0,8 | 1.5Iн | * | |
| А8 | 8-8А | ВЗ№2 | 0,8 | 1.5Iн | ||
| А9 | Ф1-Ф4 | Сигн. фонарь левый | 0.8 | 1.5Iн | * | |
| А10 | 10-22В | КК | 1.5Iн | |||
| А11 | 10-11Д | Осв. кабины | 5,0 | 5Iн | * | |
| А12 | 12-12А | Вентили ДВР | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А13 | Д7-Д4 | РД, КД | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А14 | 14-14А | РРП1, РРП2 | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А15 | Б13-36Я | ДИП | 5,0 | 1.5Iн | ||
| А16 | 16-16А | Вентиль ДВР | 0,8 | 1.5Iн | ||
| А17 | Б4-Б15 | Резерв. КД, РД, двери, прожек. | 1.5Iн | * | ||
| А18 | 17-17А | Возврат РП, ВА | 2,5 | 6Iн | ||
| А19 | 19-19А | РВ3 | 0,8 | 1.5Iн | ||
| А20 | 20-20А | ЛК2, КШ1, КШ2, ДР1, ДР2 | 2,5 | 6Iн | ||
| А21 | 10-Д | Управ. дверями | 1.5Iн | * | ||
| А22 | 22-22А | КК, БУДК | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А23 | 23-22А | РВ2, КК | 2,5 | 6Iн | ||
| А24 | Б12-Б13 | ДИП | б/о | |||
| А25 | 25-25Ж | РРТуд | 5,0 | 1.5Iн | ||
| А26 | 50-50А | Радиофикация | 2,5 | 6Iн | ||
| А27 | 10-УО | КО, осв. каб, сигнализация | 1,5Iн | |||
| А28 | Б12-10АЗ | ДРП | 1,5Iн | |||
| А29 | 10-Ф | бел. фары | 6Iн | |||
| А30 | +Б-Б11 | СДРК, РР, РВ1, СР1, РУТ | 5,0 | 6Iн | ||
| А31 | 31-31А | Вентиль ДВР | 0,8 | 1,5Iн | ||
| А32 | 32-32А | Вентиль ДВР | 0,8 | 1.5Iн | ||
| А37 | 37-37А | РПУ, РЗПв | 2,5 | 1,5Iн | ||
| А38 | 18-18А | сигн. лампы | 2,5 | 6Iн | ||
| А39 | Б2-Б7 | резерв. питание | 5,0 | 1.5Iн | ||
| А41 | 8И-8 | ВЗ№2 | 5,0 | 1.5Iн | * | |
| А42 | 14Г-7В | АРС 75В | 1.5Iн | * | ||
| А43 | 14К-7Д | АРС 12В | 2,5 | 1.5Iн | * | |
| А44 | Б2-Б3 | рез. упр. МК | 1.5Iн | * | ||
| А45 | Д7-36Н | сигн. лампы | 1.5Iн | |||
| А46 | Ф8-Ф10 | фары | 2,5 | 5Iн | ||
| А47 | Ф11-Ф13 | фары | 2,5 | 5Iн | ||
| А48 | 10-7Д | РПБ, ВЗ№2 | 1.5Iн | * | ||
| А49 | +Б-11В | вентиляция | 6Iн | |||
| А50 | 27-27А | ДИП | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А51 | 36-36А | ДИП | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А52 | 39-39А | ВЗ№2 | 2,5 | 1,5Iн | ||
| А53 | +Б-Б9 | КВЦ, КУП, авар. освещ. | 1,5Iн | |||
| А54 | 10-10АЛ | цепь управл. | 1,5Iн | |||
| А55 | 25В-25ВА | Руч. Торм. | 1,5Iн | |||
| А56 | Б16-10 | цепь управл. | 1,5Iн | |||
| А65 | Б21-Б26 | освещ. салона | 6Iн | |||
| А66 | 71-71А | ВА | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А68 | 68-68А | управ. ТР | 0,8 | 1,5Iн | ||
| А70 | 6М-6У | авторежим | 0,8 | 1,5Iн | ||
| А71 | 19И-19 | РВ3 | 1.5Iн | * | ||
| А72 | 48-8Ж | синх. ВЗ№1 | 1.5Iн | |||
| А73 | У2-У5 | РЗ-2 | 1.5Iн | * | ||
| А74 | У4-У6 | возврат РП, ВА, откл. ВА | 1.5Iн | * | ||
| А75 | Б8-Б22 | КУП | 2,5 | 1.5Iн | ||
| А77 | 92А-92Б | цепи АРСД | ||||
| А78 | 93А-93Г | цепи АРСД | ||||
| А79 | 7Г-ВМ1 | цепь АРСД | ||||
| ВУ | 10АК-10АЛ | цепь управлен. | б/о | * | ||
| А80 | Б20-Б25 | ВА | 5,0 | 6Iн | * | |
| А81 | Б25-Б24 | упр. ВА | 2,5 | 6Iн | * | |
| А15 | Б13-36Я | ДИП | 5,0 | 1.5Iн |
(Продолжение Таблицы 14)
*- автоматические выключатели установлены только на головных вагонах
В связи с повышенными требованиями к уровню пожарной безопасности вагонов метрополитена, установленными нормами НПБ 109 и ГОСТ на вагоны метро ГОСТ Р 50850, отработанными за долгие годы эксплуатации вагонов различного типа А,Б,Г,Д,Е, на которых в разные периоды возникали неоднократные случаи возгорания различных узлов вагонов, приводивших к задержке движения поездов, на вагонах метро 81-717 и 81-714 впервые стали использовать автоматические выключатели сначала АК-63, а потом усовершенствованные выключатели ВА21-29.
В случаях возникновения коротких замыканий, перегрузок, появляющихся в электрических цепях, в том числе, и при заклинивании двигателей, в цепях управления возникают значительные токи, при которых, если не принять своевременных быстрых и точных действий по отключению неисправных цепей, могут произойти местные перегревы, а следствием их и воспламенения различных узлов.
Ранее при неисправности каких либо цепей машинист имел возможность отключить некоторые наиболее важные цепи, связанные с непосредственным управлением движением поездов при помощи контактов специального переключателя РЦУ, установленного в контроллере управления.
Отключение цепей контактами РЦУ было важно, но не могло предотвратить появления участков местного перегрева и последующего возгорания.
Для того, чтобы чётко распознавать характер протекания неисправности, связанной со значительным повышением тока в цепях, нужно во всех случаях рассчитывать величины рабочих токов в конкретных цепях, величины установившихся токов короткого замыкания в них. Это ещё важно и потому, что на вагонах метрополитена, которые работают в составах по системе многих единиц (3-8 вагонов в составе), характер защиты поездных и вагонных проводов требует несколько иных подходов, которые должны обязательно приниматься во внимание. Для выявления основного отличия в подходах нужно иметь в виду, что поездные провода в основной массе имеют сечение 2,5мм², а при восьмивагонном поезде длина этого провода может составлять порядка 20х8=160 м. При расчётах сопротивление провода определяется по формуле
R= ρL/S, где
ρ-удельное сопротивление медного провода, равное О.0176 Ом мм² / м
L-длина провода, м;
s-сечение провода, мм²;
Для поездного провода длиной 160 м, его сопротивление, взятое по минимуму без учёта неровных путей прохождения вдоль поезда, составляет:
R= 0,0176 х 160/2,5=1,126 Ом
При напряжении на аккумуляторной батарее 80В-рабочем или 65 В-минимальном ток короткого замыкания в конце поезда составит 71 А при рабочем напряжении и 58 А при минимальном. Если принимать ток нагрузки автоматического выключателя А54 вагона 81-717 порядка 30-35 А, то кратность тока короткого замыкания к рабочей нагрузке будет составлять 1,9-2,4.
Соотношение токов короткого замыкания и рабочих токов для вагонных цепей носит совершенно иной характер, что в обязательном порядке должно учитываться при выборе типа и уставок автоматического выключателя.
Длины проводов цепей питания потребителей на каждом вагоне в отличие от поездных, как правило, короткие и составляют от 1до 20м. В этом случае токи коротких замыканий для основных сечений вагонных проводов, которые составляют 1,5 мм². даже на конце самого длинного провода 20 м составят R=0,0176х20/1,5=0,23 Ом вместо 1.126 Ом для поездного провода.
Соответственно и минимальный ток короткого замыкания вагонных цепей составит 347А при рабочем напряжении 80В в цепях управления и 283А при минимальном напряжении 65В. Учитывая, что рабочие токи в вагонных цепях, защищённых автоматическими выключателями, могут колебаться в пределах от 0,3А до 5А кратность токов короткого замыкания и рабочих токов резко возрастает в десятки и даже в сотни раз.
При заклинивании серводвигателя реостатного контроллера СДРК ток в СДРК достигает величины 15А.
Всё сказанное должно учитываться при выборе параметров автоматических выключателей в различных цепях. Для целей защиты в электрических цепях вагонов метрополитена выбраны автоматические выключатели ВА21-29, спроектированные и изготавливаемые Курским НПО «Электроаппарат».
Эти выключатели имеют исполнения:
-с электромагнитными максимальными расцепителями тока без выдержки времени для защиты от коротких замыканий в цепях с высокой кратностью соотношения токов короткого замыкания и рабочих токов ВА21-29-120010-00У3;
-с электромагнитными максимальными расцепителями тока с гидравлическим замедлением срабатывания, обеспечивающим обратно-зависимую от тока выдержку времени в диапазоне от начального тока срабатывания до значения токов уставки для защиты от перегрузок при ограниченных токах перегрузки, например, при заклинивании серводвигателей, где кратность тока к.з и рабочего находится на уровне~3 (имеет характеристику теплового автоматического выключателя) ВА21-29-140010-00У3;
-без расцепителя, используется как выключатель управления ВУ-ВА21-12-100010-00У34.
Выпускаемые для вагонов метрополитена автоматические выключатели имеют номинальные токи максимальных расцепителей 0,8; 1,6; 2,5; 4,0; 5,0; 10; 16; 25; 63 А, уставки тока срабатывания максимальных расцепителей тока в кратности к номинальному току расцепителя, I/Iн–1,5 и 6Iн для однополюсных выключателей постоянного тока, предельный ток, который может отключить выключатель (предельная коммутационная способность на постоянном токе для выключателя на 240 В, устанавливаемого в цепях 80В вагонов метрополитена), составляет 8 кА.
Основные условия срабатывания автоматических выключателей ВА21-29 по техническим условиям изготовителя:
- выключатели с электромагнитными расцепителями не должны отключаться, когда ток равен или менее 0,8 уставки по току срабатывания;
- должны надёжно отключаться, когда ток достигнет значения 1,2 уставки по току срабатывания;
- выключатели с электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением с холодного состояния;
- не должны отключаться при токе 1,05 Iн за время менее 1 часа;
- должны надёжно отключаться за время не более 30 мин при токе 1,35Iн;
- должны отключаться при токе 3Iн c выдержкой времени более 3сек;
- выключатели с электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением и нагрузке полюса двукратным значением тока уставки должны отключаться за время не более 5 минут;
- выключатели должны допускать повторное включение практически мгновенно после отключения электромагнитными расцепителями;
- по истечении не более 90 с после отключения электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением.
При выборе автоматических выключателей с учётом необходимости обеспечения селективности действия последовательно установленных автоматических выключателей, особенно выключателей с гидравлическим замедлением срабатывания, необходимо пользоваться время-токовыми характеристиками выключателей, приведённых в ТУ на выключатели ВА21-29.
С учётом вышеизложенного, целесообразно на вагонах метрополитена в цепях поездных проводов, где кратность тока к.з. по отношению к рабочему составляет порядка 2-2.5 применять автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями ВА21-29 120010-00У3 с отсечкой 1,5 Iн, в цепях вагонных проводов, где кратность тока к.з. по отношению к рабочему составляет величины 20-100 применять автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями ВА21-29 120010-00У3 с отсечкой 6 Iн, в цепях управления двигателем СДРК , где пусковые значения токов являются трёхкратными к рабочим и эти токи устанавливаются при заклинивании привода, применять автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением ВА21-29 140010-00У3, при этом целесообразно автоматические выключатели с временами срабатывания меньше 10с отбраковывать.
Изложенные принципы подхода к выбору автоматических выключателей использованы при расчёте рабочих нагрузок, токов короткого замыкания для всех цепей вагонов метро и обобщённые параметры выбора основных цепей приведены в прилагаемой таблице 15.