Работа воздушного выключателя

Воздушный выключатель является основным защитным аппара­том, поэтому он должен быть постоянно готов к действию — к отключению. Возможно и ошибочное включение выключателя на короткозамкнутую цепь, при этом он должен немедленно отключить­ся. Следовательно, до включения выключателя в его резервуаре должен быть сжатый воздух. Специальное реле давления 44 не допускает, включения выключателя при недостаточном давлении в резервуаре и вызывает его отключение, если давление, снижаясь, достигает минимального уровня. Для включения выключателя (точ­нее, для включения его разъединителя) необходимо, чтобы в резервуаре 39 был сжатый воздух при определенном давлении, которое контролируется манометром 43 и реле давления 44. Контакт 45 замыкается в том случае, когда давление больше 568 кПа. Если давление меньше, то разомкнутым контактом отключен общий провод цепей управления и включить выключатель невозможно. Забегая вперед, отметим, что если выключатель был включен, а давление стало ниже 470,4 кПа, контакты реле давления приведут в действие отключающий механизм выключателя и произойдет отклю­чение.

Сжатый воздух подводится к резервуару 39 по каналу 41 через обратный клапан 42. Обратный клапан поставлен для предотвраще­ния утечки воздуха из резервуара в случае снижения давления в пневматической системе электровоза. Из резервуара воздух поступа­ет по каналу 47 в полость 49 клапана отключения 31 и по каналу 50 в полость 51 пускового клапана 58. Одновременно через патрон аэрации 22 по каналу 23 осуществляется постоянная дозированная вентиляция полостей наклонного 15 и горизонтального 7 изоляторов. Удерживающая катушка 32 состоит из обмотки 35, якоря 33 и пружины 34. Когда на катушку подано напряжение, она удерживает якорь 33 притянутым в правом положении. Если выключатель (разъединитель) отключен, то толкатель 37, находясь в правом положении, не сжимает пружину и она независимо от наличия напряжения на удерживающей катушке не воздействует на якорь 33. При включенном выключателе толкатель сжимает пружину, и ее усилие стремится переместить якорь влево. Однако якорь удержива­ется электромагнитными силами катушки в правом положении. Если разорвать цепь удерживающей катушки, то якорь под воздействием пружины переместится влево и рычагом 28 откроет клапан 31, что является начальной операцией отключения выключателя.

Рассмотрим сначала операцию включения выключателя. Чтобы включить выключатель, машинист сначала включает кнопку Выключение ГВ. При этом напряжение 50 В подается на обмотку 35 удерживающей катушки. Затем машинист кратковремен­но, в течение 2—3 с, нажимает кнопку Включение ГВ и возврат реле, имеющую пружину возврата. Напряжение 50 В через соответ­ствующие блок-контакты в цепи управления и блок-контакт выклю­чателя, замкнутый в его отключенном положении, подается на включающий электромагнит 59. Он воздействует на пусковой клапан 58. Когда клапан откроется, сжатый воздух из полости 51 по каналу 56 устремится в цилиндр и переместит поршень 55 в левое крайнее положение. Скорость перемещения поршня и соответственно скорость включения разъединителя ограничивается благодаря сжатию воздуха с левой стороны поршня. Воздух в полость 52 перетекает через верхнюю диафрагму, площадь сечения которой регулируется, и клапан 53, благодаря чему устанавливается нужная скорость включения. При движении поршня со штоком 60 и тягой 62 влево рычаг 63 поворачивает вал 61 с изолятором 20 на угол 60° — до замыкания ножа 17 разъединителя с контактом 14 (на виде сверху нож поворачивается против часовой стрелки).

В конце поворота вала рычаг переключает блок-контакты 38, один из которых размыкает цепь включающего электромагнита 59. Сердечник электромагнита возвращается в исходное положение, пусковой клапан закрывается, и сжатый воздух из цилиндра по каналам 56 и 57 уходит в атмосферу. Поршень 55 остается в крайнем левом положении.

При повороте вала 61 в сторону, соответствующую включению выключателя, толкатель 37 перемещается влево, сжимает пружину 34, которая в свою очередь воздействует на якорь 33. Однако якорь электромагнитными силами удерживается в притянутом состоянии. В том случае, когда по каким-либо причинам по удерживающей катушке не протекает ток, под действием пружин якорь перемещает­ся влево, и начинается отключение выключателя.

Чтобы отключить выключатель, нужно привести в действие клапан 31. Для этого необходимо либо разомкнуть цепь удержива­ющей катушки, либо подать напряжение на отключающий электро­магнит 27. Цепь удерживающей катушки может быть разомкнута либо кнопкой Выключение ГВ, либо контактами реле той или иной защиты. Например, на восьмиосных электровозах эта цепь разрыва­ется при срабатывании защиты от перегрузки тяговых двигателей, дифференциальной защиты, защиты выпрямительных установок, защиты от замедленного вращения вала переключателя ступеней, земляной защиты, токовой защиты вспомогательных цепей и токо­вой защиты силовой цепи.

Отключающий электромагнит воздействует на отключающий механизм выключателя при подаче на его катушку переменного напряжения. При воздействии как удерживающей катушки, так и отключающего электромагнита рычаг 28 поворачивается по часовой стрелке, преодолевая усилие пружины 29. Пусковой клапан 31 открывается, из полости 49 сжатый воздух по каналу 30 устремляется к поршню 26, при перемещении которого влево сжимается пружина 46 и открывается главный пусковой клапан 25.

Теперь из резервуара 39 поток сжатого воздуха по каналам 24, 16 поступает в дугогасительную камеру горизонтального изолятора и одновременно по каналу 48 в камеру 52 и через диафрагму 54, площадь сечения которой регулируется винтом, в цилиндр поршня 55 привода разъ­единителя.

В дугогасительной камере под действием возрастающего давления поршень 10 и связанный с ним подвижной контакт 5, сжимая пружину 12, переместятся вправо на 25 мм. Между разрывными контактами возникнет электрическая дуга. Дуга, образовавшаяся между подвижным 5 и неподвижным 4 контактами, выдувается и гасится потоком сжатого воздуха, который попадает в полость головки, а затем выходит в атмосферу. Для ускорения гашения дуги в зоне ее интенсивного горения помещен тугоплавкий наконечник 2, который делит дугу на несколько частей, облегчая ее гашение. Отключение выключателя всегда сопровождается звуком удара и хлопком, соответствующим выбросу сжатого воздуха в атмосферу.

Контакты разъединителя не должны начинать размыкаться до погасания дуги на дугогасительных контактах. Для обеспечения необходимой выдержки времени в выключателе предусмотрена по­лость 52 и диафрагма 54 с регулируемым сечением: чем меньше сечение диафрагмы, тем больше будет выдержка времени. Через 0,30—0,35 с после начала размыкания дугогасительных контактов поршень 55 под действием сжатого воздуха перемещается в крайнее правое положение, размыкая токоведущую цепь и поворачивая нож разъединителя до замыкания с заземляющим кронштейном 18.

При повороте вала 61 в сторону отключения толкатель 37 перемещается вправо и перестает сжимать пружину. Якорь 33, рычаг 28 и клапан 31 освобождаются от воздействия пружины 34. Пружина в полости 49 закрывает клапан 31. Воздух из-под поршня 26 уходит в атмосферу, закрывается главный клапан 25. После этого давление в камере падает, и поршень 10 с подвижным контактом 5 возвращается в крайнее левое положение: дугогасительные контакты замыкаются. Как в отключенном, так и во включенном положениях вал 61 фиксируется доводящим механизмом 36 со сжатой пружиной. Конденсат из резервуара 39 удаляется через трубку 40.