Повреждения электрических аппаратов

Общие сведения. У высоковольтных аппаратов, предназначенных для переключения цепей тяговых двигателей и вспомогательных машин, а также у аппаратов защиты и имеющих подвижные детали наиболее характерны следующие неисправности: электри­ческие — подгар контактов и дугогасительных камер, пробой или перекрытие изоляции; механические — замедленное включение и отключение, поломка деталей, нарушение регулировки, обрыв гибких шунтов.

Подгар контактов. Как в высоковольтных, так и в низко­вольтных цепях подгар контактов происходит от слабого их взаим­ного нажатия, неправильного притирания, замедленного расхож­дения при выключении, ненормального действия дугогасительных устройств и цепей, когда аппараты размыкают цепь с большой индуктивностью под током, превышающим расчетное значение.

Обнаруживают подгар контактов во время наружного осмотра аппаратов (следы оплавления, «разъедание» контактных поверхно­стей), а также по чрезмерно большим выхлопам дуги из камер в мо­мент переключения цепей. При наружном осмотре аппаратуры заметна копоть на асбоцементных перегородках камер. Зачистка поверхности контактов не устраняет причину их подгара. Подгар контактов высоковольтных переключателей, не оборудованных дугогасительными устройствами (реверсор, тормозной переключатель), возникает редко. Причина неисправности — нарушение нормального контакта (ослабление нажатия) или неправильное действие бло­кировок в низковольтной цепи. У групповых переключателей кулачкового типа подгар может произойти из-за нарушения про­филя или положения кулачковых шайб на валу, а также повреж­дения пружин.

Подгар дугогасительных камер. Он возникает вследствие тех же причин, что и подгар контакта. Ненормальное гашение дуги обычно происходит в результате замыкания витков дугогасительных катушек, плохого прилегания полюсов камеры к сердечнику этой катушки, плохой очистки стенок камер при ремонте, слабого контакта дугогасительных рогов с другими токопроводящими деталями данного аппарата, недостаточного или замедленного расхождения контактов. У главного выключателя ВОВ-25-4 ненормальное гашение дуги может произойти при снижении давления воздуха.

Если сгорела дугогасительная камера какого-либо аппарата, то ее сменяют или исключают из цепей весь аппарат; иногда (в зависимости от его назначения) аппарат можно принудительно включить на все время поездки, а иногда «обойти», соединив в определенном порядке подходящие к нему провода.

Пробой и перекрытие изоляции аппаратов. Как у тяговых двигателей, эти повреждения аппаратов происходят в результате старения изоляции, ее механического повреждения, загрязнения (запыления). Иногда изоляция перекрывается при сильной ионизации окружающего воздуха, возникающей в результате неоднократного срабатывания ап­паратов с нарушенным дугогашением, а также при перенапряжениях между отдельными участками цепей. Возмож­ны пробои стоек и изоляционных тяг индивидуальных электропневматиче­ских контактов, стоек реверсоров и тор­мозных переключателей. У пусковых резисторов иногда в зимнее время про­исходит пробой изоляционных шпилек и втулок подвесных изоляторов. В слу­чае повреждения изоляции аппарат обычно исключают из цепей. Иногда в месте пробоя прокладывают изо­ляцию.

Замедленное включение и выключение аппаратов. При электропневматическом приводе это может быть вызвано неисправ­ностью их вентилей или механическим заеданием подвиж­ных частей. Основные неисправности вентилей включающего типа, приводящие к замедленной работе аппарата, следующие: износ вертикального ствола по высоте, плохая притирка клапанов, по­падание под клапаны посторонних частиц.

Если невозбужденный вентиль «шипит», то причина неисправ­ности — попадание пыли, окалины или нарушение притирки у ниж­него клапана. Когда же «шипит» вентиль возбужденный, нарушена притирка верхнего клапана. Как правило, для устранения этих неисправностей достаточно несколько раз нажать на кнопку вентиля. Если это не дает желательных результатов, то у многих аппаратов, оборудованных вентилями включающего типа, искус­ственно закрепляют вентиль во включенном положении, для чего притягивают кнопку вентиля к корпусу липкой изоляционной лентой или подкладывают под крышку на якорь вентиля прокладку.

Замедленное включение аппарата может быть результатом повреждения уплотняющих манжет поршней цилиндров его при­вода, что обнаруживают обычно при нажатии на кнопку вентиля провода аппарата по характерному шипению. Для улучшения уплотнения обычно добавляют в цилиндр несколько капель смазки МВП, после чего нужно «расходить» поршень.

Замедленное отключение аппаратов может быть следствием ослабления или излома отключающих пружин и взаимного прива­ривания силовых контактов. У групповых переключателей с пневма­тическим приводом замедленное действие может быть следствием порчи вентилей и манжет привода (чаще в зимнее время), под­шипников и искривления кулачкового вала.

Если медленно поворачивается вал реверсора, главную рукоятку контроллера дольше выдерживают на 1-й позиции. При медленном повороте вала тормозного переключателя заблаговременно перехо­дят на другой режим работы (например, с тягового на тормозной). Когда медленно поворачивается вал группового переключателя у электровоза постоянного тока, реже переключают двигатели с одного соединения на другое и выполняют переход по возмож­ности при малом токе. При обратном переходе с одного соединения на другое главную рукоятку контроллера резко переводят на рео­статные позиции низшего соединения двигателей и задерживают ее в таком положении до окончания поворота вала переключа­теля (пока стрелка амперметра перестанет колебаться). На оста­новке выясняют и устраняют причину неисправности.

У электромагнитных контакторов замедленное включение про­исходит при замыкании части витков включающей катушки, меха­ническом заедании подвижных частей или перекосе якоря. Нару­шение регулировки, как правило, является следствием механиче­ского повреждения — ослабления пружин, износа шарниров у под­вижных частей, изгиба деталей, заедания подвижных деталей контактора.

Рис. 25. Устройство вентиля. 1- клапан; 2- якорь; 3- катушка.

Повреждения быстродействующего выключателя. Наиболее серьезные повреждения быстродействующего выключателя возмож­ны в момент короткого замыкания в силовой цепи при сильной ионизации воздуха в дугогасительной камере и вокруг выключателя, а также при возникновении повышенной разности потенциалов между разрываемыми участками цепи (может достигать 10 000 В). Определим приближенно количество энергии, выделяющейся внутри БВ при срабатывании его в момент короткого замыкания силовой цепи. Если условно принять ток короткого замыкания равным 3000 А и напряжение между концами дуги 2000 В (учитывая падения напряжения в сети, рельсах и месте короткого замыкания), то в дуге, возникающей при размыкании контактов БВ.

Когда же дуга горит почему-либо дольше обычного (грязные стенки камеры, неправильная установка рогов или полюсов магнит­ной системы), количество выделенной в ней энергии значительно возрастает, что иногда приводит к пожару. Так, если дуга горит 10 с, то количество выделяющейся энергии увеличивается в 1000 раз и станет равным 16,6 кВт/ч, т. е. внутри камеры выделится столько же тепловой энергии, сколько за 27,7 ч горения электроплитки мощностью 600 Вт, а за каждую секунду — в 16 600 раз больше, чем в такой электроплитке.

При замедленном разрыве цепи у БВ сгорают силовые кон­такты, дугогасительные рога и прогорают стенки камеры. При очень быстром выключении цепи возникают значительные перенапряже­ния, что иногда приводит к пробою опорной шпильки рамы выклю­чателя или опорной гетинаксовой плиты дугогасительной системы.

В случае возникновения любого из указанных повреждений быстродействующий выключатель не пригоден к работе. В эксплуатации электровозов возможны случаи отключений БВ при токах, меньших значениях у ставки, в результате неправильной регулировки аппарата, попадания посторонних предметов между пришабренными поверхностями якоря и полюсов магнитопровода, а также из-за излома шины индуктивного шунта или нарушения ее соединения с размагничивающим витком, т. е. при повышении переходного сопротивления в месте закрепления шины шунта. Отключение БВ в этих случаях не сопровождается срабатыванием реле перегрузки тяговых двигателей или дифференциального реле. При отключении БВ без срабатывания дифференциального реле, прежде всего, проверяют состояние якоря и полюсов магнито­провода, крепление индуктивного шунта, состояние контактов диф­ференциального реле. Возможны случаи, когда БВ не включается по следующим причинам: нарушена цепь питания удерживающей катушки или катушки вентиля Возврат, недостаточно давление воздуха в маги­страли управления, большой пропуск воздуха через уплотняющие кольца поршня пневматического привода, срыв воздушного рукава, попадание случайных предметов между якорем и полюсами магни­топровода.

Повреждения главного выключателя ВОВ-25-4. В высоковольт­ной части главного выключателя возможны следующие поврежде­ния: изгиб ножа поворотного разъединителя, приводящий к его подгоранию в месте соединения с неподвижным контактом или к полному незамыканию цепи, излом поворотного изолятора и изолятора дугогасительной камеры; повреждение включающей пру­жины в дугогасительной камере.

Возможность использования выключателя зависит от степени повреждения, что устанавливают только при снятом с контактной сети напряжения. В низковольтной части возможны нарушения цепи включающей катушки ГВ или повреждения самой катушки, повреж­дение электроблокировки автомата давления (в этих случаях ГВ включают вручную), нарушение цепи катушки удерживающего электромагнита.

Из механических повреждений привода возможны случаи заеда­ния поворотного вала и сердечников низковольтных электромагнитов.

Степень надежности работы главных выключателей довольно высока, что объясняется более легкими условиями гашения дуги при переменном токе, чем при постоянном, наличием страховоч­ного разрыва цепи поворотным разъединителем, сравнительно простой конструкцией главных контактов в месте разрыва дуги, возникающей при выключении тока короткого замыкания, а также наличием нелинейного резистора, шунтирующего цепь дуги между главными контактами.