Введение

Современные российские железные дороги – крупнейшая на планете система стальных магистралей. Она обеспечивает более 20 процентов мирового железнодорожного грузооборота и 80 процентов всего грузооборота Российской Федерации. Железнодорожный транспорт играет чрезвычайно важную роль в развитии нашей экономики, в сохранении единства социально-экономического пространства нашей страны, в обеспечении национального суверенитета и безопасности.

Сегодня основа магистрального железнодорожного транспорта страны – общенациональная компания «Российские железные дороги». Как подчеркивалось на состоявшемся 24-25 октября 2007 года Первом железнодорожном съезде выступлении Президента Российских железных дорог В.И. Якунина, «первой из трех важнейших экономических задач является устранение инфраструктурных ограничений экономики роста. Вторая важнейшая для экономики задача – повышение эффективности использования природных ресурсов. И, наконец, третье – это модернизация и развитие высокотехнологичных промышленных производств». В связи с этим назрела потребность сформировать четкое видение будущего российских железных дорог, сделать неоспоримо конструктивными совместными усилиями всех заинтересованных сторон в поиске оптимальных направлений работы этого важнейшего для страны вида транспорта для преобразования железных дорог в высокотехнологичный сектор национальной транспортной инфраструктуры, формирования конкурентного рынка железнодорожных услуг.

Важнейшим условием успешного развития экономики сегодня является производство конкурентоспособной продукции. Основой конкурентоспособности является качество. Опросы потребителей показывают, что среди всех показателей конкурентоспособности (цена, сроки поставки, сервис и др.)качество на 70% определяет решение о выборе продукции. Процесс глобализации в экономике обостряет конкуренцию, так как расширение рынка выбирать товары практически всех мировых производителей.

В последние годы все эти факторы вызвали бурное развитие систем, методов и инструментов менеджмента качества. Их использование позволяет систематизировать работы в области повышения качества, поставить их на научную основу и повысить их эффективность. Они дают возможность объективно оценить пожелания потребителей, преобразовать их в требования к продукции, установить возможности производства, найти слабые места, препятствующие достижению требуемого качества, правильно выбрать корректирующие и предупреждающие действия, оценить удовлетворенность потребителей и других участников данного производства и наметить пути его развития. Только при условии непрерывного улучшения качества предприятие имеет шансы сохранить, а также усилить свои позиции на рынке.

Серьезное внимание вопросам качества продукции в России начали придавать в конце 1990-х годов. На предприятиях были созданы системы менеджмента качества (СМК), однако, как показывают опросы сотрудников, около 82% СМК малоэффективны. Причинами являются формальный подход к созданию СМК (не ради качества, а ради сертификата, подтверждения ее существования), не внимание руководства предприятия к такой системе и др. Важное место среди этих причин занимает низкая квалификация персонала предприятий в области менеджмента качества, попытки решать новые задачи методом проб и ошибок, силами лишь службы качества. Опыт стран, где эти системы доказали свою эффективность, показывает, что качество можно достигнуть лишь совместными усилиями всего коллектива при активной позиции руководства и использовании всех современных методов и инструментов менеджмента качества.

2 Технологическая часть

2.1 Назначение быстродействующего выключателя

Быстродействующие выключатели защищают силовые цепи моторных вагонов в режиме тяга от коротких замыканий и перегрузок. Они прерывают ток короткого замыкания до того, как тот достигнет своего значительного установившегося значения. Быстродействующий выключатель ограничивает ток короткого замыкания на уровне тока уставки аппарата. Основное требование, предъявляемое к быстродействующему выключателю, — как можно быстрее прекратить нарастание тока к. з. и обеспечить полный разрыв защищаемой цепи без повреждения каких-либо ее элементов.

2.2 Устройство быстродействующего выключателя ВБ-105А

На рисунке 1 представлен общий вид быстродействующего выключателя.

1 - магнитопровод; 2 - полюс; 3 - дугогасительная катушка; 4 - неподвижный контакт; 5 - подвижной контакт; 6 - якорь; 7 - отключающая пружина; 8 - пневматический привод; 9 - воздухопровод; 10 - электропневматический вентиль; 11 -шунт; 12 - рычаг подвижного контакта; 13 - рычаг; 14 - размагничивающие витки; 15 - блокировочное устройство; 16-— удерживающая катушка

Рисунок 1. Быстродействующий выключатель

Основные части выключателя: рама, магнитная система, главные контакты, дугогасительные устройства, пневматический привод. Рама представляет собой основание и четыре вертикальных стойки, на которых смонтированы магнитопровод с удерживающий катушкой, контактные рычаги и главные контакты, пневматический цилиндр с диском и штоком, разделенный внутри диаграммой.

Магнитопровод 1 набирают из стальных листов. На нем имеется удерживающая низковольтная катушка 16 и три силовых размагничивающих витка 14, которые вместе с магнитным шунтом находятся внутри магнитопровода. Главные контакты состоят из подвижных 5 с рычагами 12 и двух неподвижных 4. Две пары контактов обеспечивают двойной разрыв цепи, рычаги подвижных элементов соединены последовательно медным шунтом.

Дугогасительное устройство состоит из двух дугогасительных катушек 3, намотаных проводом 70мм2, полюсов 2 и двух съемных дугогасительных камер.

Двухкратная дугогасительная камера разделена перегородкой на две щели. Два дугогасительных рога, укрепленные на стенках камеры, соединяются с силовой цепью вагона контактными ножами, два других рога, которые расположены с обеих сторон асбоцементной перегородки, соединяются между собой. С наружной торцовой стороны в камере установлена так называемая деионная решетка, которая набирается из металлических изолированных между собой пластин, расположенных поперек дуги. Ее назначение - деионизировать пространство горения дуги, предотвратить выхлоп из камеры в горизонтальном направлении. При нормальной эксплуатации БВ сама решетка не оплавляется, т.е. мощная дуга не достигает решетки.

Пневматический привод состоит из цилиндра, внутри которого закреплены резиновая диафрагма и диск со штоком, системы рычагов и электропневматического вентиля. Резиновая диафрагма разделяет цилиндр на две полости. Под нее подается сжатый воздух, который воздействует на диаграмму и через шток с роликом заставляет подвижные рычаги двигаться вверх, прижимая якорь к электромагниту.

Пневматический привод, преодолевая усилие отключающих пружин и подводя якорь к электромагниту, действует только во время нажатия кнопки "Возврат защиты". Этой кнопкой подается питание на катушку электропневматического вентиля 10, который впускает сжатый воздух в цилиндр. При этом соответствующие блокировочные контакты, связанные с рычагом с подвижной системой, замыкаются и показывают включенное состояние БВ, хотя его главные контакты еще не замкнулись, и расстояние между ними составляет около 7 мм.

2.3 Принцип работы быстродействующего выключателя

Для включения быстродействующего выключателя необходимо подать питание на удерживающую катушку. После ее возбуждения подвижная система рычагов не перемещается, поскольку из-за большого воздушного зазора между якорем и полюсами электромагнита ее притягивающее усилие мало. Затем подается напряжение на электромагнитый вентиль, и под диафрагму поступает сжатый воздух. Шток с роликом начинает подниматься, воздействует на рычаги, растягивает мощные отключающие пружины и подводит якорь к электромагниту. Когда выходит воздух из цилиндра (отпускают кнопку "Возврат защиты"), шток с роликом смещается вниз от контактного рычага, и между роликом и рычагом образуется зазор. За счет образовавшегося плеча пружины поворачивают рычаг с подвижным контактом относительно шарнира до тех пор, пока подвижный контакт не упрется в неподвижный.

БВ выключается при размыкании цепи удерживающей катушки контактами соответствующих реле. Он также может быть выключен вручную. БВ срабатывает в случае превышения тока в силовой цепи величины уставки аппарата под действием размагничивающих витков расположенных на магнитном шунте. Через дополнительный сердечник частично ответвляется магнитный поток удерживающей катушки.

Пока ток в силовой цепи тяговых двигателей не превышает тока уставки БВ (600 А), магнитный поток размагничивающих витков, направленный против потока удерживающей катушки, срабатывания аппарата не вызывает. При перегрузке или короткого замыкания в силовой цепи резко возрастает ток. Магнитный поток размагничивающих витков нейтрализует поток удерживающей катушки. Общий магнитный поток электромагнита станет меньше определенного значения. Под действием пружин якорь отрывается от полюсов, и его рычаги вместе с рычагами подвижных контактов отбрасываются в выключенное положение.

Несмотря на то, что главные контакты разошлись, процесс отключения еще не закончен, так как необходимо погасить мощную электрическую дугу. Дугогасительные катушки через которые постоянно течет ток силовой цепи, создают вместе с полюсами достаточно интенсивное магнитное поле. Оно пересекает дугу, и в результате взаимодействия тока дуги с магнитным полем дугогасительных катушек дуга выбрасывается в дугогасительную камеру. Длина дуги быстро увеличивается, и она разрывается.

2.4 Технические характеристики быстродействующего выключателя

Номинальное напряжение, В 3000

Максимальное напряжение, В 4000

Предельный отключаемый ток, А 260

Раствор силовых контактов, мм 30

Ширина силовых контактов, мм 11

Номинальное давление воздуха, кгс/см2 5

Число витков катушек

дугогасительной 9

размагничивающей 3

Сопротивление удерживающей катушки, ОМ 161