Назначение и конструкция электроотопления

Широкая электрификация железных дорог позволила приступить к оборудованию цельнометаллических пассажирских вагонов более совершенным электрическим отоплением с использованием тока напряжением 3000 В от контактного провода через электровоз. Электрическое отопление обеспечивает надежность и стабильность обогрева помещений, гигиеничность, простоту в обслуживании, уменьшение массы тары вагона и сокращение эксплуатационных расходов.

Каждый вагон, оборудованный электрическим отоплением, имеет подвагонную магистраль на напряжение 3000 В, проложенную в алюминиевой трубе. Магистрали вагонов сообщаются через междувагонные соединения (рисунок 7.1), которые состоят из штепсельных розеток 1, укрепленных под концевыми балками рамы кузова, кронштейна 4, штепселя 2 и кабеля 3. При электрическом соединении штепсель входит в розетку и запирается блокировочным ключом. С каждого конца вагона на торцовой стене кузова установлен холостой приемник 5. Если штепсель не вставлен в рабочую розетку (например, на последнем вагоне поезда), то его закрепляют в холостом приемнике.
Штепсельные розетки снабжены специальным замком, который при снятом блокировочном ключе предохраняет от возможных разъединений междувагонные соединения, если они находятся под напряжением. Ключ от этих замков должен находиться у машиниста или другого работника, ответственного за технику безопасности.
Под каждым вагоном закреплен высоковольтный ящик, в котором размещена аппаратура системы отопления вагона: разъединитель, высоковольтные предохранители и контакторы. Подвагонный ящик снабжен блокировочными устройствами, которые при открывании ящика обесточивают цепи управления высоковольтных контакторов. С крышкой ящика связан разъединитель, обесточивающий все высоковольтные аппараты при полном ее открывании.

Рисунок 7.1 – Высоковольтная магистраль

В межобластном вагоне постройки завода ПНР установлены 52 электропечи общей мощностью 26 кВт, которые разделены на три группы. Первая и вторая группы (в каждой по 20 печей) размещены в помещении для пассажиров около боковых и торцовых стен, третья группа (12 печей) обогревает служебное отделение и туалеты. Каждая электропечь мощностью 0,5 кВт на напряжение 750 В состоит из трех последовательно соединенных нагревательных элементов (трубок). Наружный кожух предохраняет пассажиров и обслуживающий персонал от случайного касания открытых контактов нагревательных элементов, а внутренний препятствует попаданию воды внутрь печи. Для подогрева воздуха, подаваемого вентиляторами в холодный и переходный периоды года, в воздуховоде установлен электрический воздухоподогреватель, состоящий из двух секций — малой мощностью 7,3 кВт и большой 14,7 кВт. Температура в пассажирских помещениях вагона автоматически поддерживается ртутными контактными термометрами. Режимом работы каждой группы электропечей и воздухоподогревателя управляют отдельные термометры, настроенные на включение и выключение нагревателей при определенных температурах.

На наших железных дорогах эксплуатируются вагоны с кондиционированием воздуха постройки заводов СССР, ВНР и ГДР. В этих вагонах, помимо основной системы водяного отопления, имеются дополнительно приборы электрического обогрева. Потребители электроэнергии питаются от подвагонного генератора при скоростях движения от 35 до 160 км/ч и от аккумуляторной батареи при скоростях до 35 км/ч.
В переходное время года, когда еще не работает система водяного отопления, приборы электрического обогрева позволяют поддерживать в вагоне температуру воздуха при работе генератора в пределах 18— 22 °С. Зимой при низких наружных температурах и работающей водяной системе отопления электрические приборы помогают выравнивать температуру внутри вагона. Электрическое отопление от подвагонного генератора работает при напряжении 102—145 В, от аккумуляторной батареи — при напряжении 110 В.

Во всех вагонах, имеющих электрическое отопление от генератора и аккумуляторной батареи, печи расположены вдоль боковых стен вагона, электровоздухоподогреватель — в канале нагнетательного воздуховода за водяным калорифером. Печи питаются током только от генератора, а электровоздухоподогреватель — от генератора при движении вагона и от аккумуляторной батареи на стоянках. Управление приборами отопления с распределительного щита в служебном отделении может осуществляться как в автоматическом режиме под контролем ртутных контактных термометров, так и вручную. На сети железных дорог эксплуатируются также поезда с централизованным электроснабжением от вагона-электростанции мощностью 600 кВт и напряжением 400/230 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц постройки Калининского вагоностроительного завода. Такие поезда постоянного формирования состоят из вагона-электростанции типа ЦМВЦ-61 (багажный вагон с размещенными в нем тремя дизель-генераторными агрегатами) и пассажирских вагонов, которые не имеют подвагонного генератора с приводом и аккумуляторных батарей большой емкости. Все потребители электрической энергии этих вагонов питаются от вагона-электростанции через междувагонные электрические соединения и магистраль. Вагоны таких поездов оборудованы электрическим отоплением, состоящим из электрических печей и воздухоподогревателя. Печи расположены у пола вдоль боковых стен, а электровоздухоподогреватель — в нагнетательном канале воздуховода непосредственно за воздухоохладителем установки кондиционирования воздуха. Система электрического отопления рассчитана на обеспечение температуры воздуха внутри вагона в пределах 18 —22 °С при наружной температуре до —40 °С. Температура регулируется автоматически с помощью ртутных контактных термометров. Предусмотрена также возможность ручного управления режимами при выходе из строя автоматики. Однако из-за наличия в составе поезда вагона-электростанции уменьшается число вагонов для пассажиров, в результате чего снижается провозная способность дорог. Стоимость электрической энергии от вагона-электростанции в несколько раз выше, чем от контактной сети. Вагоны с электрическим отоплением напряжением 380/220 В трехфазного переменного тока невозможно прицепить к поездам с другими источниками электроэнергии, так как на этих вагонах нет подвагонных генераторов и аккумуляторных батарей достаточной емкости. В связи с этим пассажирские поезда с централизованным электроснабжением от вагона-электростанции используются только для туристских маршрутов.