bezopasnost_zhiznedeyatelnosti_uchebnik_bezopasnost_truda_na_zheleznodorozhnom_transporte_2014
.pdfДля безопасного осмотра и обслуживания электрооборудования в электровозах имеются блокирующие устройства, которыми оборудуются ограждения, входы в высоковольтную камеру и люки (лестницы) подъема на крышу. На отечественных электровозах применяются наиболее надежные блокирующие устройства, включающие защитный вентиль и пневматические блокировки. На чешских электровозах безопасность обслуживания обеспечивается последовательным включением электрических блокировок в цепь клапана подъема токоприемника. Кроме того, съемные щиты на этих электровозах имеют электромагнитные защелки.
На электровозах постоянного тока ВЛ23, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11 установлен защитный двухкатушечный электромагнитный вентиль
ВЗ-1. Одна из катушек вентиля — низковольтная и возбуждается при нажатии кнопки Токоприемники, другая — высоковольтная
и подключена через добавочный резистор к токоприемнику. Для притяжения якоря достаточно магнитного потока любой одной катушки. Включение другой катушки усиливает притяжение якоря, так как магнитные потоки, наводимые катушками, складываются. Сжатый воздух подводится от резервуара сжатого воздуха к отверстию в распределительной коробке в нижнюю полость корпуса. При невозбужденном вентиле пружина отжимает клапаны вверх и воздух
из нижней полости дальше не проходит. При нажатии кнопки Токоприемники возбуждается низковольтная катушка. Якорь притяги-
вается, клапаны отпускаются. Верхний клапан перекрывает канал, связанный с атмосферой, и открывает нижний клапан, через который сжатый воздух попадает через пневматические блокировки к клапану токоприемника. При возбуждении клапана токоприемник поднимается и другая катушка защитного вентиля оказывается возбужденной. Если кнопки токоприемника будут выключены, одна катушка обесточится. Когда токоприемник отойдет от контактного провода, выключится и другая катушка. Защитный вентиль соединит пневматическую цепь токоприемника с атмосферой. В том случае когда токоприемник не опустится (механическое заедание или приварка полоза к контактному проводу) и, следовательно, оборудование высоковольтной камеры останется под напряжением, по катушке высокого напряжения защитного вентиля будет протекать ток и вентиль не соединит пневматическую цепь токоприемника с атмосферой. Соответственно доступ в высоковольтную камеру или на крышу электровоза будет невозможен.
311
На электровозах ВЛ60, ВЛ80. ВЛ82 и других модификациях этих электровозов применяется защитный вентиль ВЗ-60. По принципу работы и назначению он не отличается от ВЗ-1. Особенность ВЗ-60 — наличие двух независимых систем (постоянного и переменного тока). Катушка магнитной системы постоянного тока включается в цепь управления на напряжение 50 В, а катушка магнитной системы переменного тока — в цепь на напряжение 380 В от обмотки собственных нужд силового трансформатора.
Пневматическая блокировка ПБ-33 устанавливается на электровозах постоянного тока. Ее устанавливают над дверью высоковольтной камеры, у сектора блокировочного вала ограждений или у крышки люка, ведущего на крышу, таким образом, чтобы шток при впуске сжатого воздуха через отверстие А вышел из цилиндра только при закрытых дверях ограждений и крышке люка и запер их в таком положении. Если выходу штока будут препятствовать открытая дверь в высоковольтную камеру, сектор блокировочного вала ограждений или крышка люка, то в отверстие Б сжатый воздух нe поступит и токоприемник не будет поднят.
На электровозах переменного тока применяются блокировки ПБ-33-02Б, которые по конструкции и принципу не отличаются от пневматических блокировок ПБ-33.
Восьмиосный грузовой электровоз ВЛ10 отличается от ранее выпускаемых электровозов ВЛ8 мощностью и экипажной частью, которая унифицирована с электровозом ВЛ80. Принципиальных отличий в системе блокировок электробезопасности между электровозами ВЛ8 и ВЛ10 нет. Каждая секция двухсекционного электровоза состоит из кабины управления, высоковольтной камеры и машинного помещения. Сквозной коридор со стороны помощника машиниста служит для сообщения с машинным отделением и имеет сетчатое ограждение от оборудования камеры. Тупиковый коридор для обслуживания высоковольтной камеры и форкамеры вентилятора закрыт сетчатой дверью, механически сблокированной с дверью высоковольтной камеры. На входные двери камеры и крышку люка для подъема на крышу электровоза установлены пневматические блокировки ПБ-33, последовательно включенные в пневматическую систему токоприемников. Системой рычагов с пневматической блокировкой входа в высоковольтную камеру связан блокировочный вал, имеющий четыре выступа для удержания
312
штор. Контроль наличия высокого напряжения на токоприемнике и автоматическое разблокирование дверей высоковольтной камеры
осуществляет защитный вентиль типа ВЗ-1.
При включении кнопки Токоприемники напряжение управления подается на низковольтную катушку защитного вентиля, который разъединяет пневматическую систему с атмосферой и подает от резервуара сжатый воздух к пневматическим блокировкам. Если все блокируемые объекты приведены в закрытое положение, то воздух
доходит до электропневматических клапанов токоприемников. При нажатии кнопки Токоприемник передний или Токопремник
задний на соответствующий электропневматический клапан токоприемника подается питание, воздух поступит к цилиндру и токоприемник поднимается. На высоковольтную катушку защитного вентиля подается питание через добавочный резистор и реле контроля защиты. Штоки пневматических блокировок с усилием около 1000 H будут надежно удерживать блокируемые объекты в закрытом положении.
При обрыве цепи высоковольтной катушки вентиля возможно открытие дверей высоковольтной камеры при неопустившемся токоприемнике в случаях механического заедания или приварки полоза. Чтобы исключить такие случаи, в эту цепь последовательно включено реле контроля защиты, включающее сигнальные лампы.
При подъеме токоприемника машинист проверяет загорание сигнальных ламп. Если они не загорелись, он должен проверить цепь ламп и катушки реле и устранить неисправность.
Чтобы исключить подачу высокого напряжения (например, падение контактного провода на токоприемник) в высоковольтную камеру при открытой двери, используется разъединитель, который заземляет цепи токоприемника. Разъединитель РВ0-007Т представляет собой однополюсный рубильник, установленный в металлическом корпусе.
Электровоз ВЛ11 выпускается заводом в двухсекционном исполнении. Каждая секция имеет полный комплект оборудования, обеспечивающий возможность автономной работы секции. Кроме того, локомотив может быть сформирован из трех секций, а также из двухсекционных электровозов и управляется по системе многих единиц. Каждая секция имеет автономное блокирование высоковольтных камер, которое по сути аналогично блокированию
313
вэлектровозе ВЛ10, т.е. в пневматическую цепь токоприемников включен защитный вентиль и блокировки ПБ.
Высоковольтная камера на электровозах ЧС образуется отдельно съемными сетчатыми щитами. Каждый установленный сетчатый щит или сложенная лестница замыкает свой блокировочный контакт в цепи катушки клапанов токоприемников. При этом образуется цепь управления токоприемников. Токоприемники можно поднять при включенном выключателе управления и выключенных контактах выключателя токоприемника.
Для предотвращения открытия сетчатых щитов при поднятых токоприемниках устанавливаются электромагнитные защелки, которыми контролируются необходимые меры обеспечения электробезопасности. Если нужно войти в высоковольтную камеру, то прежде всего отключают электрические машины, затем опускают токоприемник, отключают разъединители, о чем будет сигнализировать сигнальная лампа, и включают заземлители. Включенный заземлитель своими блокировочными контактами замыкает цепь катушек электромагнитных защелок, якоря которых втягиваются внутрь, освобождая сетчатый щит. Таким образом, щиты высоковольтной камеры разблокируются при заземлении силовых цепей заземлителем. Существенный недостаток данной системы — трудный поиск неисправного блокировочного контакта. Это нередко приводит к тому, что локомотивная бригада шунтирует сразу все блокировки, создавая тем самым предпосылки опасной ситуации.
Электровоз ВЛ80 состоит из двух одинаковых секций, работа-
ющих по системе многих единиц. С точки зрения обеспечения электробезопасности модификации электровоза ВЛ80 (ВЛ80Т, ВЛ80Р и т.п.) не различаются между собой. Все высоковольтное оборудование, за исключением токоприемников, главных выключателей и тяговых двигателей, размешено в высоковольтных камерах. Доступ
вкамеру возможен через систему блокировок электробезопасности, выполненных на основе пневматических блокировок ПБ-33-02Б с защитным вентилем ВЗ-60, включенных в пневматическую цепь токоприемников каждой секции. Поскольку обе секции могут работать от одного поднятого токоприемника, т.е. секции электрически связаны с помощью крышевых токоведущих шин, на электровозе установлена единая система блокировок электробезопасности. Секции взаимосвязаны с помощью электрических контактов реле давления. Таким образом, если высоковольтная камера одной из
314
секций будет разблокирована, сжатый воздух не дойдет до реле давления, его электрические контакты останутся разомкнутыми в цепи электропневматических клапанов, и подъем токоприемников будет невозможен.
При подаче напряжения от устройств депо для передвижения электровоза или проверки работы вспомогательных машин все электрооборудование высоковольтной камеры находится под напряжением. Для обеспечения электробезопасности в этом случае доступ к розеткам питания от деповского источника блокирован механическими замками. Открыть крышку розеток можно только при закрытых шторах высоковольтной камеры и изъятии ключей из замков штор. Полученными таким образом ключами можно открыть крышку розеток.
На электровозах ЧС4 и ЧС4Т использован блочный способ расположения оборудования, причем ряд высоковольтных аппаратов и установок находится вне высоковольтной камеры. В частности, выпрямительные установки, контакторы, реверсоры, отключатели тяговых двигателей размещены в отдельных шкафах со съемными щитами, оборудованными блокировочными контактами, включенными в цепь реле безопасности.
Если какое-либо высоковольтное оборудование не закрыто щитами, то нельзя поднять токоприемники и включить главный выключатель, так как цепь питания разрывается в этом случае замыкающими контактами реле безопасности. Включенное состояние реле безопасности сигнализируют лампы на пультах управления. Доступ к высоковольтному оборудованию при поднятых токоприемниках контролируется девятью электромагнитными защелками.
Электромагнитные защелки получают питание от цепей управления через блокировочные контакты выключателя управления и при отключенном положении главного выключателя, который заземляет обесточенную цепь, кроме токоприемников. Токоприемники при их отсоединении заземляются блоком разъединитель — заземлитель. Для облегчения поиска неисправного блокировочного контакта цепь реле безопасности разделена на отдельные участки. От граничных точек этих участков отходят провода в устройство «ПУМ — Шкода», позволяющее в максимально короткий срок проконтролировать целостность цепи реле безопасности. Устройство «ПУМ — Шкода» смонтировано в отдельном шкафу в поперечном коридоре электровоза. В системе блокировок безопасности элект-
315
ровоза ЧС4 отсутствуют электромагнитные защелки, общее число блокировочных контактов равно 16, контроль целостности участков цепи реле безопасности осуществляет блок поиска неисправностей.
Для обеспечения электробезопасности все силовое электрооборудование, кроме вращающихся частей машин и соудинительных кабелей силовой цепи на перспективных локомотивах, располагается в высоковольтных камерах, шкафах, а также на крышах электровозов.
Высоковольтные камеры, шкафы, ящики и панели пульта управления имеют блокирующие устройства, которые исключают доступ к силовому оборудованию при наличии напряжения на токоприемнике, а также возможность подъема токоприемника при открытых дверях, шторах высоковольтных камер, ящиков и панелей пульта управления. На электровозах, предназначенных для работы по системе многих единиц, эти требования выполняются для электровоза в целом. При открывании дверей высоковольтных камер электровозов с помощью блокирующих устройств обеспечивается заземление высоковольтной цепи токоприемника и силового ввода.
Учитывая случаи поражения электротоком машинистов и их помощников, около установки приборов учета электроэнергии указано, что эти приборы должны устанавливаться в местах, исключающих возможность доступа к токоведущим частям при наличии напряжения на токоприемнике. Они должны иметь сплошное укрытие токоведущих частей, исключающих возможность доступа к ним со стороны прохода в машинном отделении. Металлические кожухи электрооборудования, размещенного вне высоковольтных камер и шкафов, имеющих блокировочные устройства, а также все ограждения (включая трубы), конструкции для укрепления токоведущих частей и другое оборудование, которое может в случае неисправности оказаться под напряжением свыше 42 В переменного тока и свыше 110 В постоянного тока, должны быть заземлены на корпус локомотива.
7.6. Блокирующие устройства электробезопасности на электропоездах
Размещение электрооборудования по всему электропоезду в шкафах тамбуров, в ящиках под кузовом и на крыше вагонов затрудняет установку блокирующих устройств электробезопасности. Поэтому
316
на электропоездах применяются электрические блокировки в виде концевых выключателей, которые позволяют связать опасные зоны, расположенные в разных местах, единой системой блокирующих устройств. Вначале на серийных электропоездах ЭР1, ЭР2, ЭР9П электрические блокировки устанавливались на лестницах подъема на крышу и в тамбурных шкафах. Однако требовались блокирующие устройства и на ящиках с электрооборудованием под кузовом вагона.
Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства разработало блокирующее устройство с «ключевой» зависимостью.
Ксуществующим электрическим блокировкам лестниц и шкафов на каждом моторном вагоне устанавливаются еще две блокировки: одна — непосредственно под средней крышкой ящика, другая — внутри ящика, связанная с ключом замка. С помощью этого ключа можно открыть любую, но только одну крышку ящика, так как ключ извлекается только в закрытом положении крышки. Главный недостаток этой системы — неудобство использования этого устройства в условиях депо.
На выпускаемых в настоящее время электропоездах получили распространение и совершенствуются блокирующие устройства электробезопасности, основанные на электрических блокировках. Принцип их работы заключается в том, что при открытии ограждений автоматически поступает команда на опускание токоприемников. Чтобы не допустить прикосновения обслуживающего персонала к токоведущим частям, находящимся под напряжением 3000 В, на ограждениях установлены электрические блокировки.
Кним относятся: (Вбл1 — Вбл7) — блокировки крышек ящиков под кузовом вагона; ББЛ — блокировка лестницы подъема на крышу; ББШ — блокировка дверей шкафа; Ш1, Ш2 — блокировки высоковольтных розеток. Их размыкающие контакты включены последовательно в цепь питания катушки реле блокировок безопасности РББ1 и отключают его при попытке проникнуть за ограждение. Контакты РББ1 выполняют следующие функции:
–подают питание на катушку опускающего вентиля клапана токоприемника КЛТ-0, вызывая опускание токоприемника данного вагона;
–отключают питание катушек промежуточного реле управления ПРУ, обеспечивая отключение потребителей 3000 В данного вагона;
317
–обеспечивают подачу сигнала на опускание токоприемников при нажатии кнопки Кн11, препятствуя их поднятию;
–отключают питание реле РПБ.
Реле РПБ опускает якорь с выдержкой времени и замыкает контакт. Если на поезде выполнено параллельное соединение токоприемников, то опускание токоприемников данного вагона не ведет к отключению реле напряжения РН. В этом случае будет подан сигнал на опускание токоприемников всего поезда. Вагон, на котором сработала блокировка, определяется по загоранию сигнальных ламп в тамбуре, питание на которые подается замыкающими контактами блокировок. Оперативное опускание токоприемников осуществляется из кабины нажатием кнопки Кн11, при этом подается питание на катушки КЛТ-0. Одновременно получает питание реле РББ2, которое отключает реле ПРУ и предотвращает подачу питания на катушки поднимающихся вентилей клапанов токоприемников КЛТ-П.
Для обеспечения электробезопасности на электропоездах серии ЭД4М модели 62-301 применены следующие автоматические выключатели.
1. Выключатель путевой мгновенного действия ВШ6ЛГ23Б23155У2.3. Блокирует лестницу для подъема на крышу. Он имеет следующие технические данные:
• номинальное напряжение:
–переменного тока частоты 50 и 60 Гц — 660 В;
–постоянного тока — 440 В;
•минимальное рабочее напряжение — 24 В;
•номинальный тепловой ток — 16 А;
•число полюсов — 13+IP;
•ход:
–рабочий — (10+3);
–дополнительный (пережим) — 30.
Выключатель имеет электрически не связанные между собой контакты с двойным разрывом цепи. Срабатывание происходит под воздействием управляющего упора (кулачка) и ступеньки лестницы на рычаг в сложенном положении. Для регулировки момента срабатывания выключателя (при закрытом положении лестницы) перемещают выключатель, используя овальные отверстия кронштейна, и изменяя начальный угол установки рычага выключателя.
318
2. Выключатели типа АЕ 2541М и АЕ 2542М. Предназначены для отключения при перегрузках и коротких замыканиях низковольтных электрических цепей электропоезда и для оперативных включений и отключений этих цепей.
Выключатели рассчитаны на следующие технические данные:
•номинальный ток выключателя для работы при номинальной температуре окружающего воздуха 40 °С — 63 А;
•номинальное напряжение главной цепи выключателя:
–постоянного тока для однополюсных АЕ 2541М и для двухполюсных АЕ 2542М — до 220 В;
–переменного тока частотой 50, 60 Гц — до 380 В;
• число полюсов главной цепи:
–АЕ 2541М — однополюсные;
–АЕ 2542М — двухполюсные.
3. Выключатели АЕ 2541М и АЕ 2542М с электромагнитными максимальными расцепителями тока (без тепловых расцепителей и без свободных контактов) имеют следующие технические характеристики:
•уставка по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания, кратная номинальному току расцепителя:
– постоянный ток 1,3; 2; 5; 10;
– переменный ток 2; 5; 10;
•номинальный ток максимальных расцепителей тока при окружающей температуре воздуха 40 °С — от 0,6 до 63 А;
•номинальный режим работы — продолжительный. Автоматические выключатели состоят из следующих основных
узлов: механизма управления, контактной системы, дугогасительного устройства, расцепителя постоянного тока.
Узлы автомата смонтированы в пластмассовом корпусе и сверху закрыты пластмассовой крышкой. Механизм управления построен на принципе свободного расцепления, обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контактов со скоростью движения рукоятки во включенном положении. Отключение автомата при токах перегрузки и токах короткого замыкания происходит автоматически и не зависит от того, удерживается или не удерживается рукоятка во включенном положении.
319
7.7. Электробезопасность при постановке и выезде электровозов из депо
Как правило, контактная сеть с высоким напряжением в здании депо отсутствует. Постановка и выезд электровозов с экипировочных и смотровых позиций осуществляется пониженным напряжением или используется маневровый локомотив. Для постановки пониженным напряжением электровоз необходимо остановить у здания депо, опустить токоприемники, подключить питающий кабель, включить источник пониженного напряжения и со скоростью не более 3 км/ч осуществить въезд в здание депо. Во всех случаях электроподвижной состав должен быть либо в здании, либо около здания депо и не занимать положения частичного ввода.
Опасность заключается в том, что один токоприемник может находиться под напряжением контактной сети, а второй опущенный токоприемник — в здании депо, увеличивая тем самым опасную зону контактной сети. Обслуживающий персонал не имеет объективной сигнализации об этой опасности. Кроме того, в локомотивных депо, имеющих в здании контактный провод, в подобных случаях сигнализация будет указывать на безопасное состояние. С целью предупреждения электротравмирования в таких ситуациях устраивают нейтральный элемент анкеруемой контактной сети. Размеры нейтрального элемента равны сумме расстояния между осями токоприемников L, половины продольного размера опущенного токоприемника L/2 и минимального приближения к частям, находящимся под напряжением b.
Минимальное приближение к частям, находящимся под напряжением, принимается равным 0,8 м при напряжении контактной сети 3 кВ и 1,0 м — при напряжении 25 кВ. Минимальные размеры нейтрального элемента для некоторых серий электровозов приведены в табл. 7.10.
|
|
|
Таблица 7.10 |
|
|
Минимальные размеры нейтрального элемента |
|||
|
|
|
|
|
Серия |
Минимальный размер |
Серия |
Минимальный размер |
|
нейтрального |
нейтрального |
|||
электровоза |
электровоза |
|||
элемента, м |
элемента, м |
|||
|
|
|||
ВЛ8 |
20,6 |
Вл60 |
16,4 |
|
ВЛ10 |
25,5 |
ВЛ80 |
28,9 |
|
ЧС2 |
13,7 |
ЧС4 |
13,2 |
|
320