Оглавление цикла «ТЭД — труженик электродвигатель»
Первая часть — здесь:
РЗ с отдельным питанием — «активный радар» пробоя
Все рассмотренные выше реле работают как известный сайт «Флайтрадар24» — тот просто принимает сигналы самолётных ответчиков, в которых содержится информация как о самом самолёте, так и о его местоположении. Сами приёмники «Флайтрадара» ничего не излучают, в отличие от диспетчерских локаторов.
Вот и реле заземления тепловоза ничего не излучает — оно ждёт, пока между нужными точками появится нужная разность потенциалов. При трогании, например, когда напряжение в силовой цепи ничтожно (единицы и десятки вольт), оно может не сработать. А ведь в цепи уже могут быть два пробоя изоляции, уже может полным ходом протекать ток короткого замыкания.
РКЗ 123 (KV4) этих недостатков лишено — напряжение во вспомогательной цепи всегда 380 вольт (пусть и плавает от 300 до 400, не суть), реле всегда сработает надёжно. А вот в силовой цепи этого же электровоза — та же проблема, что и на тепловозе: при трогании, на первой позиции главного контроллера (это на «старичках» типа ВЛ80С), напряжение всего 42 вольта, РЗ может не учуять пробой.
- Как работает силовая схема старых электровозов ВЛ60К и ВЛ80 с главным контроллером — в статье «ТЭД-15»:
Значит, надо делать РЗ с «активной локацией»:
Для питания РЗ установлен отдельный небольшой трансформатор Т9, который мы видели на снимке выше, прямо под РЗ KV1. Питается он от обмотки собственных нужд (вспомогательных цепей) напряжением 380 вольт и выдаёт 230 вольт. Далее ток выпрямляется диодным мостом U16, U17. Один вывод моста через катушку реле KV1 подключён к корпусу, второй — через разъединители QS7 к силовым цепям обеих тележек.
Получается, что силовая цепь всё время под напряжением около 230 вольт относительно корпуса (амплитудно — больше 300 В, но это детали), то есть постоянно идёт её прозвонка. Если где-то появляется пробой изоляции — то туда устремляется и контрольный ток от Т9, цепь контроля замыкается, реле срабатывает. Такая схема — постоянно работающий мегомметр или «землемер», как мы называли этот прибор в депо — он указывает, есть ли замыкание на землю в цепях.
Трансформатор Т9 развязывает цепь контроля изоляции с остальными цепями — чтобы KV1 срабатывало лишь при пробое изоляции силовой цепи и не имело других общих точек с другими цепями. В электротехнике такой тр-р называется трансформатором гальванической развязки. Кстати, именно из-за отсутствия на борту источника переменного тока такую схему не применили на старых тепловозах, а когда источник — синхронный подвозбудитель — появился, то, видимо, уже мешала инерция мышления.
QS7 нужны для отключения тележки от РЗ, чтобы можно было понять, в цепи какой из тележек пробой, и после выключения ВИПа с тележкой из работы отключить их и от РЗ, чтобы оно не срабатывало впустую. А срабатывает оно нешуточно — выключает ГВ, главный выключатель:
Потому что последствия короткого замыкания в силовой цепи, где напряжение поднимается выше 1000 вольт, могут быть очень плачевны. А РКЗ ГВ не отключает — светится и светится, если и случится что-то страшное — сработает тепловое реле отказавшей машины (выключит машину) или сразу общее реле перегрузки 113 (оно уже выключит ГВ). А что такое тепловое реле?
Тепловые реле
Если вернуться к схеме вспомцепей ВЛ80К — то между контактором 127 и машиной МВ1 (мотор-вентилятор № 1) видны некие закорючки 141 и 143:
Остальные машины тоже с этими закорючками в цепи. Или взять схему двоюродного брата ЧС4 — «автомата Калашникова» постоянного тока ЧС2:
Машины здесь постоянного тока, справа красным залиты якоря тяговых двигателей, а слева зелёным залиты якоря двух двигателей вентиляторов и двух двигателей компрессоров. Ниже залиты «кубики» реле 230 ... 233, но это не катушки, как можно было бы подумать, а чувствительные элементы тепловых реле.
Но раз начали с ВЛа — вернёмся к ВЛам. Так как Бог един, то есть схемы вспомцепей от ВЛ60 до 4ЭС5К практически не поменялись — взглянем на блок аппаратов II «быка» ВЛ85:
Красной стрелкой отмечены те самые страшные для промышленных электриков двухполюсные контакторы — КМ11 включения мотор-вентилятора № 1 охлаждения оборудования передней тележки и КМ14 включения МВ-4 охлаждения главного трансформатора. За ними стоит контактор поменьше — КМ17 включения маслонасоса тр-ра.
А над контакторами — отмеченные зелёной стрелкой тепловые реле КК11, КК14, КК17 защиты этих машин, это и по номерам видно, они совпадают с номерами контакторов. А на врезке в зелёной рамке — одно из реле крупно. Внутри реле — нагревательный элемент, по которому протекает ток потребителя (машины), и прикреплённая к нему биметаллическая пластина.
Чем больше ток — тем сильнее нагревается и изгибается пластина. Когда изогнётся до нужного порога — реле срабатывает, размыкает свои контакты в цепи управления и отключает контактор машины. Очевидно, что ток срабатывания реле будет меняться в зависимости от температуры окружающей среды, поэтому на реле есть рукоятка регулировки со шкалой — отмечена жёлтой стрелкой на врезке. В теории летом надо ставить на +3, зимой ставить на –3, в межсезонье — на 0.
А вот панель № 1 на ВЛ80С:
Почти то же самое, что подчёркивает преемственность электровозов, расписанную в «Эволюции ездового быка»:
Однако видно и различие — на ВЛ80 надо маленькие чёрные кнопки возврата нажимать после срабатывания реле вручную, а на ВЛ85 между элементами реле стоит «стакан» электромагнита возврата, от него идёт серая рамка к кнопкам. Кнопка возврата реле на ВЛ85 и ВЛ65 стоит на пульте слева (у помощника), на ЭП1 переместилась под правую руку машиниста:
Собственно, несколько тепловых реле есть дома почти у каждого. Во-первых, оно входит в состав пускового реле холодильника — если у вас обычный холодильник, а не инверторный. В пусковом реле есть как непосредственно пусковое токовое реле, которое после раскрутки компрессора отключает пусковую обмотку, так и тепловое, отключающее компрессор при перегрузке — например, при заклинивании.
Во-вторых, биметаллический элемент входит в состав любого автомата защиты, что стоят в щитке возле электросчётчика. Но там у этого элемента нет собственных контактов — биметаллическая пластина размыкает общие контакты автомата. «Тепловое реле», входящее в состав автомата, зовётся тепловым расцепителем и защищает сеть от незначительных перегрузок. При резкой большой перегрузке срабатывает уже электромагнитный расцепитель — катушка с сердечником.
В промышленных автоматах на большие токи вроде АВМ-15, что стоят в распредустройствах подстанций, мне попадались механические замедлители расцепления, заменяющие тепловой расцепитель. Приводится такой механизм от тягового электромагнита, внутри — нечто вроде часового механизма, и чем сильнее электромагнит тянет — тем быстрее механизм идёт.
От слабой тяги может идти полминуты, от сильной — буквально секунд 5. Автомат с таким замедлителем имеет такую же времятоковую характеристику (ВТХ), что и автомат с тепловым расцепителем, но термостабильную — а это на подстанциях очень важно. Перегретый силовой кабель может устроить большой пожар, да и стоит кабель дорого — как там шутили про Ту-134, почему у него максимальный боковой ветер на посадке больше, чем у Ту-154? Потому что Ту-134 дешевле...
Теперь вы знаете, немного больше, чем раньше, как говорит автор канала «Советская авиация». В следующем «ТЭДе» надеюсь добраться до асинхронных двигателей с фазным ротором, если удастся наконец попасть на кран с таковыми (когда-то на работе их было вдосталь — а не снял...), и до фазорасщепителя — в общем, закрыть асинхронную тему, начатую ещё в 9-й статье. А пока вопрос: какую простую (простую!) тему по ЖД или авиации осветить в ближайших статьях?
Дзен слишком огромен, на его просторах можно потеряться — поэтому несколько авторов, пишущих на тему транспорта, объединились в общий Телеграм-канал https://t.me/vsechtodviz. Он поможет и при автоматической отписке, и при других проблемах.