WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 41 |

Для защиты стаканов-изоляторов 1 от частичек металла, распыляемых при взрыве металлических мостиков в момент образования дуги между контактами, они окружены системой экранов, на которых эти частички оседают. Экраны 7 и 12 потенциальные, 8 - беспотенциальный. Защитный экран 2 предохраняет от прожигания дугой трубку сильфона.

При изготовлении камера проходит специальную вакуумно-термическую обработку: ее прогревают и через патрубок 6 откачивают воздух.

Патрубок заваривают при разрежении в камере до давления не выше 10-Па. Благодаря такой обработке в камере в течение всего срока службы поддерживается достаточно высокое разрежение (вакуум).

Форму контактов выбирают такую, при которой обеспечивается автоматическое и очень быстрое перемещение дуги 14, возникающей между контактными площадками (рис. 5.15, б), за их пределы, чтобы не изнашивать площадки. Один из вариантов выполнения таких контактов приведен на рис.5.15, в. Перемещение дуги 14 за пределы контактных площадок, а затем круговое перемещение ее между боковыми частями контактов обеспечивается магнитным полем тока дуги за счет вырезов 15 в боковых частях контактов.

Три вакуумных камеры 17 (рис.5.15, г) через изоляторы укреплены на общей станине 21 и синхронно приводятся в действие с помощью вала 23 и изолирующих тяг 22. В электрическую цепь выключатель включается в местах 16 и 19, причем подвод тока к подвижным контактам камер осуществляется посредством пакета медных листов 18. Вакуумный выключатель приводится в действие с помощью привода, аналогичного тому, которым приводился в действие маломасляный выключатель ВНП-10 (см. рис. 5.14).

Высоковольтные выключатели постоянного тока Отключение постоянного тока представляет более трудную задачу, чем переменного. Для отключения переменного тока нужно было (см.

выше), разомкнув контакты выключателя, получить электрическую дугу между ними и обеспечить условия быстрого восстановления электрической прочности межконтактного промежутка вблизи перехода тока через естественный нуль тока, неизбежно наступающий 100 раз в секунду (см. выше, рис. 5.11). Однако при отключении постоянного тока нужно, разомкнув контакты и получив электрическую дугу, вначале тем или иным способом ограничить нарастание тока, а затем уменьшить ток в цепи до значения, при котором дуга начнет самопроизвольно распадаться из-за недостаточной термической ионизации промежутка, и уже затем обеспечить условия восстановления электрической прочности межконтактного промежутка.

Практически первая часть задачи может быть осуществлена, если обеспечить такие условия горения электрической дуги, при которых ее сопротивление начнет резко возрастать от нуля до очень большого, но конечного значения. Задача осложняется тем, что сделать это нужно очень быстро, иначе ток в цепи при близком к.з. недопустимо возрастет до таких значений, при которых выключатель уже не сможет его отключить. При этом в месте к. з. произойдут большие разрушения. По этой причине в цепях постоянного тока используются исключительно так называемые быстродействующие выключатели, которые позволяют даже самые большие токи близких к подстанции коротких замыканий, установившиеся значения которых могут достигать 35 50 кА, отключать за время 25 40 мсек.

Конструктивно современный быстродействующий выключатель постоянного тока типа 2 х ВАБ-49 состоит из следующих основных узлов (рис. 5.16, а): дугогасительной камеры 1, электромагнитного привода 2, электрически изолированного от дугогасительной камеры. В электрическую цепь выключатель подключается выводами 3 и 4. Для реализации необходимого быстродействия и повышения надежности действия выключатель разделен на два аналогичных блока, соединяемых последовательно (см. рис.5.16, а), каждый из которых способен самостоятельно отключить ток короткого замыкания.

Устройство дугогасительной камеры 1 выключателя показано на принципиаьной схеме рис. 5.16, б. В нижней части камеры, заключенной между изолирующими стенками, размещены подвижный и неподвижный 10 контакты выключателя. Неподвижный контакт представляет единое целое с разгонным рогом 11, а подвижный соединен с разгонным рогом 7 с помощью гибкой связи 8. Остальная часть камеры слева и справа заполнена двумя рядами стальных пластин 6, разделенными промежуточным разгонным рогом 5.

Отключение тока к. з. выключателем постоянного тока.

Рассмотрим процесс отключения короткого замыкания, произошедшего вблизи от тяговой подстанции некоторого характерного участка электрифици- рованной железной дороги. Для наглядности сравним кривые изменения тока во времени для случая, когда короткое замыкание не отключается и ток к.з. достигает своего максимального установившегося значения (кривая 12 на рис.5.16, в) и когда происходит отключение короткого замыкания быстродействующим выключателем (кривая 13).

Короткое замыкание начинается при t = 0. К моменту времени tток к. з. в цепи i достигает значения Iу, называемого уставкой выключателя по току. При этом значении тока выключатель начинает процесс отключения, однако контакты выключателя размыкаются некоторое время спустя – в момент времени t2. Отрезок времени t2 – t1 = tС затрачивается на преодоление электрической и механической инерции механизма привода выключателя и называется собственным временем выключателя. У современных быстродействующих выключателей постоянного тока собственное время выключателя tС = 3 6 мсек.

В момент t2 между контактами выключателя появляется электрическая дуга, сопротивление которой стремительно растет. Это происходит в результате движения дуги вверх (см. последовательные положения дуги по времени I – II – III) под действием магнитного поля, создаваемого специальной катушкой магнитного дутья (на рис. 5.16 не показана) и самими стальными пластинами 6 камеры 1.

Рис. 5.16. Быстродействующий выключатель 2хВАБ-49: габаритные размеры (а), принцип гашения дуги в дугогасительной камере (б) и кривые изменения тока фидера контактной сети при близком коротком замыкании 12 и при отключении этого короткого замыкания фидерным выключателем 13 (в) Магнитное поле направлено в плоскость чертежа перпендикулярно ему, поэтому при направлении тока через выключатель слева направо (см. рис.5.16, б) дуга под действием электродинамических сил, согласно правилу левой руки, движется в плоскости чертежа вверх, разбиваясь на отдельные отрезки дуги (см. положение дуги III) между стальными пластинами камеры 6. На каждой такой короткой дужке образуется падение напряжения, равное сумме анодного и катодного падений напряжения, равное 30 50 В и направленное против напряжения выпрямителей тяговой подстанции (VI, см. схему рис.5.5). По мере подъема дуги вверх и заполнения дугой все новых и новых промежутков между стальными пластинами 6, суммарное падение напряжения на всей дуге выключателя растет и в конце концов начинает превышать значение напряжения источника питания – преобразователей подстанции (VI рис.5.5). Вначале падение напряжения на дуге ограничивает рост тока в цепи до значения Imax, а затем начинает уменьшать ток до нуля. Где-то вблизи момента времени t3 ток через дугу становится настолько малым, что число электронов, выделяемых в ней в единицу времени за счет тепла (термоэлектронная эмиссия), оказывается меньшим, чем необходимо для поддержания тока через дугу. В результате этого за моментом tдуга самопроизвольно распадается, перестает проводить ток и при этом начинает резко возрастать электрическая прочность межконтактного промежутка. Тем самым завершается процесс отключения цепи постоянного тока. Как видим, на последнем этапе процесс аналогичен процессу в цепи переменного тока (см. рис. 5.15).

Такого типа камера, в которой дуга разбивается на ряд отрезков дуги, горящих в промежутках между стальными пластинами, назывется дугогасительной камерой типа «деионная решетка».

Следует иметь в виду, что скорость роста сопротивления дуги или адекватного ему падения напряжения на дуге не должны быть чрезмерно большими. По техническим условиям на выключатели постоянного тока падение напряжения на его дуге при отключении им короткого замыкания не должно превышать трех значений максимального напряжения на выходе преобразователей тяговой подстанции, т.е. 12 кВ, иначе это может привести к повреждению электрооборудования электроподвижного состава.

Безопасность работ при обслуживании выключателей обеспечивается соответствующей схемой их включения. Типовая схема включения фазы выключателя переменного тока в электрическую цепь показана на рис.5.17, а, а постоянного тока – на рис.5.17, б.

Рис. 5.17. Схемы питающей линии переменного тока (а) и фидера постоянного тока (б) Выключатель переменно тока 4 с обеих сторон огражден разъединителями с главными 2 и 6 с заземляющими ножами 2З и 6З соответственно. Разъединители, простейшие конструкции которых напоминают увеличенные в размерах рубильники, ножи и пинцеты которых изолированы от металлического основания фарфоровыми или пластмассовыми изоляторами, позволяют отсоединить разорванную выключателями цепь от источников напряжения сверху (сборные шины распределительного устройства 1) и снизу, со стороны питаемой линии 7. Однако для осмотра или ремонта выключателя только отсоединения его от всех элементов цепи, на которых есть напряжение, считается абсолютно недостаточным, поскольку случайное перекрытие отключенных разъединителей проводниками или же их несанкционированное включение приводит к появлению на осматриваемом выключателе напряжения относительно земли, смертельного для работающих на выключателе людей. Обеспечить безопасность работ можно, заземлив место работ (осматриваемый выключатель), т.е. соединив его со всех сторон с землей 3. Такое соединение обеспечивается заземляющими ножами разъединителей 2З и 6З. При включенных заземляющих ножах случайная подача напряжения на выключатель не страшна, так как потенциалы земли и фаз включателя оказываются практически одинаковыми.

Следует иметь ввиду, что при наличии заземляющих ножей должна быть исключена и другая опасность: случайное или ошибочное включение заземляющего ножа при включенном главном ноже разъединителя (например З при включенном 2) или главного ножа при включенном заземляющем ноже (« при включенном 3), так как в этих случаях образуется цепь короткого замыкания через заземляющие ножи, что приводит к отключению выключателя линии, по которой получают питание сборные шины. При этом, естественно, теряют питание и все другие потребители, присоединенные к сборным шинам. Это является серьезной аварией. Чтобы не допустить этого главные и заземляющие ножи блокируются, т.е. конструктивно связываются таким образом, что одновременное включение главных и заземляющих ножей исключается. О наличии такой блокировки говорит пунктирная линия на схеме, соединяющая главные и заземляющие ножи.

Аналогичным образом строится и схема фидера контактной сети постоянного тока рис. 5.17, б. Здесь выключатель постоянного тока 10, выполненный в виде двух последовательно-соединенных выключателей, резервирующих друг друга, также огражден с двух сторон разъединителями 9 и 13 с заземляющими ножами 9З и 13З. В качестве датчика тока, протекающего по фидеру, используется калиброванный резистор 11 (измерительный шунт), падение напряжения на котором пропорционально величине протекающего тока.

5.4. Контактные сети и железнодорожные высоковольтные линии электропередачи Контактная сеть - основная часть тяговой сети, которая обеспечивает передачу энергии от тяговой подстанции к движущемуся э.п.с. Для осуществления этого прежде всего необходимо создать цепь тока через двигатели э.п.с. Последнее будет возможно, если обеспечить надежный непрерывный скользящий контакт между контактной сетью и токоприемником движущегося э.п.с. или, как говорят, если обеспечить надежный непрерывный токосъем с контактной сети.

Ниже рассматриваются только воздушные контактные сети, используемые на магистральном железнодорожном транспорте. В общем случае они состоят из совокупности проводов различного назначения, среди которых главный - контактный провод, а также изоляторов, поддерживающих и опорных конструкций. Контактный провод является главным проводом контактной сети потому, что именно с ним контактирует токоприемник движущегося э.п.с. От расположения контактного провода в пространстве зависит обеспечение надежного, непрерывного токосъема с контактной сети.

Согласно требованиям ПТЭ устройства контактной сети не должны ограничивать наибольшие скорости движения электрических поездов, установленных графиком движения. Для удовлетворения этих требований контактная сеть прежде всего должна быть выполнена таким образом, чтобы надежный и непрерывный токосъем с контактной сети обеспечивался при любых расчетных погодных условиях в пределах расчетных скоростей движения. Сделать это совсем не просто, так как через скользящий контакт движущегося токоприемника с контактным проводом проходят большие тяговые токи (до 4000 А при системе постоянного и до 600 А при системе переменного тока). Чтобы такой контакт был непрерывным, токоприемник поджимается к контактному проводу силами установленных на нем пружин.

Без особых усилий удается обеспечить надежный токосъем лишь при небольших скоростях движения поездов (до 60 км/ч). Однако при высоких скоростях движения (свыше 120 км/ч) добиться качественного токосъема трудно, так как на взаимодействии токоприемника и контактного провода начинают сказываться любые отклонения траектории точки скользящего контакта от прямолинейной, параллельной плоскости рельсов. При этом все большую роль начинает играть состояние окружающей среды:

температура, влажность, сила и направление ветра и т. д. Например, встречный поток воздуха в зависимости от его направления по отношению к поверхности токоприемника (снизу вверх или сверху вниз) создает дополнительные усилия, увеличивающие или уменьшающие нажатие токоприемника на контактный провод и это сразу же сказывается на прямолинейности траектории точки скользящего контакта.

Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 41 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.