Комплексное устройство защиты ЯВ-1001

    Устройство ЯВ-1001 представляет собой быстродействующий выключатель, используемый для защиты тягового электрооборудования вагона от токов короткого замыкания и перегрузок. Главные контакты выключателя скомпонованы в две параллельные группы.
    Устройство защиты состоит из двух панелей с автоматическими выключателями типа А3722П и панели управления. На токоведущих шинах каждый из групп выключателей закреплены реле максимально токовой защиты. Панели смонтированы в металлическом ящике, закрывающемся съемным кожухом.
    На каждой панели установлено по два автоматических выключателя на 250А и 660В переменного тока с частотой 50 Гц.

    Автомат А3722П имеет трехполюсное исполнение. Пластмассовые корпус 5 и крышка 10 имеют ребра, отделяющие полюсы друг от друга. Внешние проводники от силовой схемы вагона присоединяются без снятия крышки 10 к зажимам 6 главной цепи, которые закрываются блоком пламегасителя 8 и полупроводниковым блоком управления от сверхтока. Этим обслуживающий персонал защищается от случайного соприкосновения с частями, находящимися под напряжением.
    Контактная система выполнена из контактов 11, связанных с механизмом перемещения, и контактов 4 токоограничивающего устройства. К контактам припаяны металлокерамические накладки 12, выполненные на базе серебра, никеля, графита. Нажатие на контакты обеспечивается пружиной, связанной с контактами 4. При токах короткого замыкания 20-40 I_ном происходит отброс контактов 4 от контактов 11 электродинамическими силами и расцепление механизма, удерживающего контакт 11. Тем самым обеспечивается ускоренное отключение автомата с ограничением амплитуды тока короткого замыкания. Полное время срабатывания токоограничивающего автомата не превышает 10-15 мс. Расцепление механизма, удерживающего контакт 11, обеспечивается электромагнитным расцеплением 1 максимального тока мгновенного действия, установленным в каждом полюсе. Дугогасительная камера деионной решеткой 9 удерживается крышкой. Изоляционная пластинка 7 защищает верхний зажим 6 от раскаленных газов. Форма пластинки с рядом несимметричных вырезов способствует улучшенному входу дуги в решетку. Горячие газы, вышедшие из деионной решетки камеры, охлаждаются металлическими пластинами пламегасительной решетки. Для предотвращения выхода пламени у рукоятки 14 в крышке сделано лабиринтное уплотнение. Для взведения механизма автоматического отключения рукоятку 11 переводят вниз и вводят рычаг 16 в зацепление с собачкой 17, другой конец которой входит в зацепление с полуосью отключающей рейки 21. Затем при движении рукоятки 14 вверх и вниз независимо от скорости перемещения происходит мгновенное замыкание или размыкание контактов под действием пружин 15, перебрасывающих ломающиеся рычаги 3 и 13 в одну или другую сторону от их первого положения и поворачивающих контактный рычаг вокруг неподвижной оси. Наличие ломающихся рычагов обеспечивает автоматическое отключение выключателя при положении рукоятки 14 в положении "Включено". Так, при токах, больших уставки, якорь 2 расцепителя максимального тока притягивается к сердечнику и ударяет по кулачку отключающей рейки 21, поворачивая ее, выводя из зацепления полуось с собачкой 17, что приводит к отключению автомата. Отключение автомата происходит и при подаче напряжения на катушку независимого расцепителя 20, якорь 18 которого освобождает боек 19, который под действием пружины поворачивает отключающую рейку 21.
    Электромеханический возвратно-поступательный привод автоматического выключателя укреплен шарнирно на крышке выключателя. В обесточенном состоянии можно вручную включать и отключать автомат поворотом рукоятки 14 на 180°. Привод обеспечивает не менее 16 тыс. включений и отключений. После срабатывания автоматического выключателя в результате короткого замыкания в защищаемой цепи или перегрузке допускается его повторное включение без выдержки времени и еще одно включение с паузой в 5 мин.
    Панель управления выполняет функции включения и аварийного отключения автоматических выключателей, а также автоматическое отключение группы выключателей при превышении тока уставки максимально-токовой защиты и электромагнитного расцепителя.
    Панель состоит из четырех устройств управления приводом автоматических выключателей, по одному на каждый выключатель, и двух устройств управления независимыми расцепителями, каждое из которых используется для одновременного отключения двух автоматических выключателей одной группы.
    Полупроводниковые элементы устройств управления оборудованы двумя приводами и двумя независимыми расцепителями.
    Клеммная колодка предназначена для подключения элементов схемы устройства защиты, а также внешних присоединений.

    Принципиальная схема блока управления автоматическими выключателями приведена выше.

    Блок управления обеспечивает дистанционное включение и аварийное отключение четырех автоматических выключателей типа А3722П. Цепи блока управления питаются от источника постоянного тока номинальным напряжением 75В при потребляемом токе не более 10А (во время операций включения и отключения). При поступлении сигнала "Управление аварийным отключением" подается напряжение на независимые расцепители выключателей при потреблении тока не более 0,1А. Питание блока управления подводится к зажимам XT7 и XT5, причем зажим XT7 подключается к положительному выводу источника питания, а зажим XT5 - к отрицательному.
    При поступлении сигнала по поездному проводу 70 на включение быстродействующего выключателя (кнопка "Включение БВ" в кабине машиниста) получает питание катушка реле К1 (РЭС-42), которая подключена через резистор R9 к зажимам XT9 и XT5. Замыкаются контакты этого реле K1.1-K1.4 в цепях питания устройств управления электромеханическими приводами четырех выключателей (платы А1, А3, А4 и А6). Каждый из выключателей включается идентично, поэтому этот процесс рассмотрен на примере лишь одного выключателя - QF1. Через замкнутые контакты конечных выключателей приводов QF1.1 и QF2.3 и замкнутый контакт К1.1 напряжение от зажимов XT7 и XT5 подводится к инвертору, собранному на транзисторах VT1 и VT2 и трансформаторе TV1. С выхода инвертора переменное напряжение с частотой 400 Гц подается на вольтодобавочный трансформатор TV2. К выходным обмоткам трансформаторов TV1 и TV2 через выпрямитель VD8-VD12 включен накопительный конденсатор С1. После заряда конденсатора С1 до уровня, определяемого порогом срабатывания стабилитронов VD14-VD17, включается тиристор VS1 по сигналу с резистора R10, соедиенного последовательно со стабилитронами VD14-VD17.
    Тиристор VS1 подключает к конденсатору С1 катушки КЭ1 электромагнитов привода выключателя QF1. Механизм привода приходит в движение и контакты конечного выключателя ВК2 привода выключателя QF2 шунтируют контакты реле К1.1, что позволяет управляющий сигнал на включение осуществлять от кнопки кратковременным ее нажатием.
    После разряда конденсатора С1 тиристор VS1 выключается, конденсатор начинает вновь заряжаться от выпрямителя VD12, и процесс повторяется. Разряд и заряд конденсатора С1 повторяются до полного включения автоматического выключателя, при котором размыкаются контакт его конечного выключателя ВК1 и цепь управления приводом обесточивается. Вспомогательные контакты QF1.4-QF4.4 автоматических выключателей соединены последовательно и подключены к зажимам XT3 и XT11, с которыми связаны цепи сигнализации включенного состояния выключателей. При включении автоматических выключателей замыкаются их вспомогательные контакты QF1.2-QF4.2 и накопительные конденсаторы С2 устройств управления независимыми расцепителями (платы А2 и А5) подключаются к зажимам XT7 и XT5 и заряжаются до напряжения 75В через резистор R1.
    В случае поступления по поездному проводу 71 команды "Экстренное отключение БВ" срабатывает реле К2, подключенное к зажимам XT8 и XT6 через резистор R10, и замыкаются его контакты К2.1 и К2.2. При этом на управляющий электрод тиристора VS1 поступает управляющий сигнал, тиристор включается и происходит разряд накопительных конденсаторов на катушки независимых расцепителей и автоматические выключатели отключаются.
    В случае возникновения в защищаемой силовой схеме вагона аварийного режима и превышении током уставки максимально токовой защиты, выполненной на герсиконовых реле КА1 и КА2, представляющих собой магнитоуправляемые герметизированные контакты, впаянные в стеклянную колбу, которая заполнена инертным газом, контакты КА1.1 и КА2.1, подключенные к зажимам XT1, XT2 и XT12, XT13, замыкаются и, шунтируя контакты К2.1, К2.2, подают управляющий сигнал на тиристор VS1. Последний включается и происходит разряд конденсаторов С2 на катушки независимых расцепителей, что приводит к отключению автоматических выключателей. После аварийного отключения выключателей одной из групп QF1, QF2 или QF3, QF4 их размыкающие вспомогательные контакты замыкаются и создают цепь питания плат А1, А3 или А4, А6 через контакт ВК2. В результате под действием сил, создаваемых электромагнитами КЭ1, КЭ2 и КЭ3, КЭ4, механизмы автоматов будут взведены, что соответствует положению рукояток "отключено".
    Таким образом устанавливается соответствие положения привода и состояния главных контактов автоматических выключателей. В результате последовательного включения размыкающих вспомогательных контактов ВК1 и ВК2 исключается возможность "взвода" и последующего включения автоматических выключателей, если по каким-либо причинам аварийно отключитлся один из двух последовательно включенных аппаратов.
    В том случае, если отключение автоматических выключателей произошло электромагнитным расцепителем, то привод перевода механизма в положение "отключено" для подготовки его к последующему включению включается так же, как это было описано.
    Ящик с устройством защиты размещен под вагоном на четырех фарфоровых подвесках. Для присоединения внешних проводов главной цепи на задней стенке ящика выведены три токоведущие шпильки, рядом установлена клица для ввода и устройство внешних проводов цепи управления.
    Провод следует впаять в кабельные наконечники припоем ПОС-40.