Устройство и работа быстродействующего выключателя БВП-5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройство и работа быстродействующего выключателя БВП-5

Назначение, устройство БВП-5

автомат быстродействующий выключатель

В отличие от обычных автоматических выключателей быстродействующие выключатели очень быстро разрывают цепь при коротком замыкании, практически до достижения током установившегося значения. При возникновении короткого замыкания в цепи, содержащей индуктивность (обмотки тяговых двигателей), ток возникает не мгновенно, а нарастает в течении некоторого времени- обычно долей секунды. Время t1 или t2 требуется для достижения тока уставки, при котором автомат или быстродействующий выключатель начнёт выключаться. Это время не зависит от аппарата, а определяется индуктивностью цепи. Время t2 или t'2 от достижения тока уставки до момента расхождения контактов называется собственным временем срабатывания выключателя. Это время зависит от конструкции выключателя. У обычного автомата это время t'2 сотые доли секунды, а у быстродействующего выключателя t2 =0,0 015- 0,003, т.е. значительно меньше, чем у автомата. В течении времени t3 или t'3 гасится дуга. Это время зависит от тока к.з. и мощности дугогасительной системы выключателя.

Рисунок 1. Изменение тока при коротком замыкании

Общее время отключения тока у обычного автомата равно 0,25-0,5с, а быстродействующего выключателя 0,01-0,05с,т.е. в 10-25 раз меньше. За счет этого быстродействующий выключатель разрывает ток раньше, чем он достигает установившегося значения. В этом случае облегчаются разрыв цепи и гашение дуги.

Быстродействующий выключатель БВП-5 состоит из следующих основных узлов: корпуса, контактного устройства, пневматического привода, системы дугогашения, электромагнитного удерживающего устройства и механизма блокировок.

Корпус выключателя состоит из угольников, скрепленных двумя изолированными стержнями 6, и рамы 5, состоящей их двух алюминиевых половин, связанных между собой болтами. Между рамами расположены: магнитопровод 4 с удерживающей катушкой 3; размагничивающий виток с сердечником 2; рычаг якоря 1, на котором шарнирно укреплен контактный рычаг 12 с подвижным контактом, в средней части соединенный с двумя контактными пружинами 11, которые одновременно являются и выключающими пружинами 10 и цилиндр пневматического привода 9 с буфером для смягчения ударов рычага при выключении быстродействующего выключателя.

Параллельно размагничивающему витку включен индуктивный шунт 8, состоящий из медной шины, на которой насажены диски из электротехнической стали. Индуктивный шунт, шунтируя размагничивающий виток, тока уставки и уменьшает собственное время отключения быстродействующего выключателя. Индуктивное сопротивление шунта больше индуктивного сопротивления цепи размагничивающего витка , поэтому при резком нарастании тока большая его часть проходит через размагничивающий виток выключателя, вызывая резкого уменьшение электромагнитных сил притяжения рычага якоря.

Сверху на раме закреплена гетинаксовая плита 13, на которой укреплены неподвижный контакт и на пластмассовых изоляторах дугогасительная катушка 15 с шихтованным магнитопроводом 14. В зоне контактов магнитопровода имеет веерообразные полюса 16 для проведения магнитного потока через камеру.

Между веерообразными полюсами помещены дугогасительная камера, состоящая из двух асбестоцементных стенок 4 с вклеенными перегородками 2, которые образуют лабиринт .В верхней части камеры установлены деионные решетки 1. Для предотвращения от выпаданиядеиоднных решеток установлен держатель 3 из стеклопластика. В нижней части камеры расположены дугогасительные рога 7, один из еоторых соединен с неподвижным контактом, другой - со стальным шарниром 6. Шарниром камера соединена с рамкой выключателя. Для уменьшения входной щели дугогасительной камеры и увелечения скорости прохождения электрической дуги установлена асбестоцементная вставка 5.

Работа выключателя происходит следующим образом. Нажатием кнопки БВ кнопочного выключателя подается питание на удерживающую катушку. Кратковременным включением кнопки Возврат БВ подается питание на катушку электромагнитного вентиля. Сжатый воздух давит на поршень, шток поршня передает давление на рычажную систему подвижного контакта и , растягивая контактную и возвращающую пружину, подводит якорь к полюсам магнитопровода удерживающей катушки. После разрыва цепи питания вентиля электропневматического привода кнопки Возврат БВ сжатый воздух выходит из цилиндра. Включающий рычаг под действием возвращающей пружины отходит от контактного рычага, и силовые контакты замыкаются. Якорь при этом остается притянутым к полюсам магнитной системы удерживающей катушки. Такой механизм включения не допускает возможности длительного включения аппарата на короткозамкнутую цепь, так как контакты не могут включаться до возврата включающего рычага со штоком.

Отключение выключателя может произойти по двум причинам: от разрыва цепи удерживающей катушки контактами аппаратов защиты, включенных в ее цепь; вследствие ослабления магнитного потока удерживающей катушки встречным потоком размагничивающего витка, последовательного включенного в силовую цепь (при коротком замыкании с токами, превышающими 3200 А).

Таблица. Технические данные БВП-5

Предельный отключаемый ток, А, при и = 4000 В и индуктивности 5--7 мГн................... 20000

Номинальный ток, А.................. 1 850

Номинальное напряжение, В............... 3 000

Ток уставки, А..................... 2 500±10

Номинальное давление воздуха в цилиндре, кПа ...... 500

Собственное время срабатывания, с............ 0,0015--0,003

Номинальное напряжение цепи управления, В....... 50

Ток удерживающей катушки при 50 В, А......... 1,18

Номинальный ток вспомогательных контактов, А .... 5

Раствор главных контактов, мм.......35--40

Нажатие главных контактов, Н, не менее.....220

Раствор вспомогательных контактов, мм.....3--4

Провал вспомогательных контактов, мм......1,5--2

Нажатие вспомогательных контактов, Н, не менее .... 18

Линия соприкосновения силовых контактов, %, не менее . . 85

Площадь поверхности прнлегання рычага якоря к полюсу рамы, %, не менее ......... 75

Число вспомогательных контактов:

замыкающих ..........4

размыкающих ......... 4

Зазор между левым рогом камеры и следом движения подвижного контакта, мм.........3--6

Наименьшее давление сжатого воздуха для нормальной работы пневматического привода при напряжении на зажимах вентиля и удерживающей катушки 30 В,. кПа . . 375

Напряжение переменного тока частотой 50 Гц для испытания изоляции в течение мин, в силовой цепи со снятой камерой...... 15 000

цепи управления .........1 500

Сопротивление изоляции между дугогасительными рогами камеры, мОм, не менее......... 5

Масса, кг..........: 228

Основные неисправности

Возможные неисправности силовой части БВП-5 могут быть вызваны: повреждением или сильным оплавлением контактов, в результате чего отсутствует взаимное касание или значительно ослаблено контактное нажатие; разрушением или повреждением деталей дугогасительной системы, при которых нарушается или становится невозможным гашение дуги при отключении БВ-1; пробоем изоляций опорных стержней; перекрытием воздушного рукава электропневматического привода БВ-1; механическим повреждением деталей выключателями без к. з или с к. з на землю.

В случае повреждения силовой части для обеспечения дальнейшего следования поезда необходимо исключить БВ-1 из цепи, а для защиты перейти на схему контакторной защиты.

Выключатель не включается - Не согласовано направление токов во включающей и удерживающей катушках; обрыв в катушке или цепях управления; сильно натянуты главные пружины, тяга коммутатора заедает в отверстии рамы или коротка; регулировочный винт вывернут настолько, что упирается в торец образного сердечника; слишком короток шток якорька свободного расцепления.

Выключатель идет на включение, но не удерживается во включенном положении - Обрыв цепи удерживающей катушки; сильно ударяет подвижный контакт по нe подвижному при смыкании; постороннее тело в стыке якоря и сердечника; подвижный контакт зацепляет за рог дугогасительной камеры .

При калибровке обнаружен "разброс" - Быстрое, недостаточно плавное нарастание тока нагрузки; механические заедания; плохо закреплена магнитная система; якорь каждый раз меняет свое положение относительно плоскости среднего сердечника; плохо затянута соединительная шина Катушку главного тока; включающий механизм слабо укреплен на раме; загрязнена поверхность якоря и магнитопровода в месте соприкосновения.

Выключатель не отключает токи, превосходящие ток ycтавки - Ослабли пружины; ослабли болты, стягивающие соединительную шину с отключающим витком катушки главного тока; виток главного тока не изолирован от магнитопровода; увеличился ток у удерживающей катушки .

Выключатель отключается при токах, значительно меньших токов уставки -Витковое замыкание в удерживающей катушке; постороннее тело под якорем; ослабли болты, стачивающие соединительную шину с параллельно включенным витком катушек главного тока .

Выключатель издает шум, похожий на гудение трансформатора под нагрузкой - Плохо стянута система магнитного дутья неподвижного контакта: жестка ошиновка с внешней сетью; слабая шихтовка индуктивного шунта.

В работе выключателя наблюдается перенос частиц меди с одного контакта на другой - Перенос частиц меди является результатом перегревов контактов.

Возможные неисправности (обрывы и замыкания) одновременно в нескольких проводниках происходит редко. Выявление неисправностей в электрических цепях представляет определенные трудности, особенно в целях управления. Сигналом возникновения замыкания в плюсовых проводах цепей управления служат её отказы, так как при этом нарушается последовательность включения электрических аппаратов, срабатывают автоматы защиты, перегорают плавкие предохранители.

Короткие замыкания в минусовых проводах, как правило, не вызывают нарушений в работе аппаратов и требуют их выявления. Для установления факта неисправности цепи и нахождения места этой неисправности пользуются пробниками или мегомметрами, а в отдельных случаях контрольными лампами.

Ремонт основных частей

Разборку быстродействующих выключателей начинают после их продувки сжатым воздухом 300 кПа. Выключатель протирают салфетками, снимают дугогасительную камеру, веерные полюса, изоляционную плитку с дугогасительным устройством, блокировочное устройство, пневматический привод, якорь с подвижным контактом, индуктивный шунт, размагничивающий виток, удерживающую катушку, магнитопровод, изоляционные стрежни.

Ремонт БВ выполняют на специальном стенде. Дугогасительную камеру разбирают, очищают её стенки в дробеструйной установке, протирают и осматривают. Обнаруженные дефекты устраняют. Допускаются отколы в верхней части дугогасительной камеры размером не более 50*50 мм. Толщина стенок дугогасительной камеры должно быть 4-8 мм, а толщина перегородок 4-6,5 мм а для БВП-3 и БВП-5 и 3,5-4,5 мм для БВЗ-3. Сопротивление изоляции между дугогасительными катушками для тех же быстродействующих выключателей должны быть соответственно не менее 5 Мом и 10 Мом.

Перегородки с дефектами срубают по все длине, склеиваемые поверхностности смазывают, склеиваемые поверхности смазывают клеющим раствором на основе эпоксидной смолы, устанавливают новые перегородки, прочно укрепляют их на стенках камеры ленточными бандажами или струбцинами и выдерживают в сушильной печи при температуре 30-40 °С в течение 10 ч. Погнутые листы веерных полюсов выправляют, изломанные- заменяют.

Дугогасительную катушку очищают от нагаров и оплавлений. Витки катушки с прожогами или раковинами глубиной более 3 мм восстанавливают газовой сваркой. Концы катушки лудят припоем ПОС-40. Отремонтированную катушку, кроме облуженных концов, окрашивают эмалью ГФ-92-ХК. Гетинаксовое или текстолитовое основание дугогасительной системы промывают бензином, подгары на нем зачищают стеклянной бумагой, шлифуют и окрашивают изоляционный лаком. Основания с глубокими трещинами, прожогами и расслоением заменяют. Головки шурупов утапливают и заливают битумной массой.

Удерживающую катушку осматривают, убеждаются в отсутствии у нее виткового замыкания и измеряют ее активное сопротивление. Неисправную катушку ремонтируют. Катушку с поврежденной изоляцией ремонтируют, накладывают новый бандаж и пропитывают. После ремонта катушку испытывают на диэлектрическую прочность ее изоляции. На выводах катушки проставляют краской обозначения полярности. Катушки со значительными дефектами заменяют.

Шихтованный магнитопровод удерживающей катушки не должен иметь расслоений, а регулировочные винты - сорванной или забитой резьбы, трещин или дефектных шлицевых вырезов.

Включающий контактный рычаги с трещинами восстанавливают газовой сваркой. Зазор между втулкой и валиком должно быть не более 0,05-0,09 мм. При большем зазоре или износе втулку заменяют и устанавливают новый валик номинального диаметра. При сборке валик покрывают тонким слоем смазки МВП. Ослабшие стягивающие шпильки контактного рычага затягивают и подклёпывают. Рычаги с выработкой рабочей части более чем на 7 мм заменяют или наплавляют с последующей обработкой по шаблону.

Износ контактов выявляют, измеряя их длину между серединой контактной поверхности и противоположной гранью. Длина неподвижных контактов должна быть: у БВП-3 - от 38 до 42 мм, БВП-5 -от 172 до 176 мм, БПЗ -от 21 до 22,5 мм, а длина подвижных контактов соответственно 65-72; 80-82,5; 32,5-34,5 и 39-40,5 мм. Главный контакты с износом более допустимого заменяют. Суммарный износ контактов у БВЗ-2 должен быть более не более 2 мм, а у БВЗ-10 -не более 2,5 мм. Главный подвижный контакт должен быть надежно закреплен на рычаге.

Размагничивающий виток должен быть надежно соединен с выводными шинами. При необходимости его переклепывают или приваривают к шине медь.

Дефектную изоляцию витка заменяют новой, для чего виток очищают от старой краски и изолируют одним слоем (вполуперекрышу) лакоткани ЛШ-1, пропитанной в лаке БТ-95, и одним слоем (вполуперекрышу)киперной ленты. Виток сушат на воздухе 16-18 ч и покрывают эмалью 1201.

Индуктивный шунт БВ проверяют с помощью контрольной лампы по схеме на рис. 7.26. Загорание лампы Л укажет на наличие замыкания шины шунта 1 на пакет 2. Тогда пакет разбирают и на шину устанавливают новую прессшпановую прокладку 3. отремонтированный шунт окрашивают изоляционным лаком воздушной сушки.

Блокировочной устройство разбирают, детали протирают салфетками и осматривают. Контактные диски, тяги и пружины с изломами и трещинами заменяют. Серебряное покрытие контактов высотой менее установленного значения 12 мм полностью опиливают и напаивают припоем ПСР-45 пластины из серебра марки СР-999, обеспечивая высотку контакта 15 мм. Контакты с меньшим износом промывают или очищают хромированной металлической пластиной.

Изоляционные стрежни рамы и изоляционные втулки стержней с трещинами, сколами, выбоинами и подгарами заменяют. Стержни изоляционные втулки с трещинами и подгарами глубиной до 0,5 мм зачищают и покрывают электроизоляционной дугогасительной эмалью.

Раму БВ очищают на дробеструйной установке; трещины разделывают и заваривают силуминовыми электродами с применением буры. Заваренные места фрезеруют. Пневматический привод проверяют и ремонтируют. Допускается вместо латунных устанавливать резиновые уплотняющие кольца с применением соответствующей смазки. Изношенный латунный ролик включающего рычага и подушку буфера с трещинами или потерявшую упругость заменяют. Резиновый рукав заменяют полиэтиленовым. Полиэтиленовый рукав с трещинами и надрывами заменяют. Исправные рукава промывают и испытывают на электрическую прочность.

У БВ защелочного типа проверяют работу защелочного механизма и регулируют зазоры в соответствии с техническими требованиями .

Быстродействующей выключатели БВП-5Т и БВП-105 электропоезда ремонтируют аналогично. При осмотре и ремонте контактов этих выключателей, имеющих двухразрывную контактную систему, следует обеспечивать идентичность размеров контактов и характеристик пружин, что облегчит последующую регулировку одновременности размыкания и одинаковости нажатия контактов выключателя.

Кожуха аппаратов с вмятинами выправляют. Трещины заделывают установкой накладок.

Размещено на Allbest