Лекция 11 «Назначение и условия работы электрооборудования пассажирских вагонов»

Электрическое оборудование в современных пассажирс­ких вагонах применяют для освещения, отопления, вентиля­ции помещения, подогрева подаваемого в вагон воздуха зи­мой и охлаждения его летом, охлаждения продуктов питания и питьевой воды, приготовления нищи и кипяченой воды, радиовещания и телефонной связи, облегчения труда поезд­ной бригады, обеспечения безопасности движения поезда.

По назначению вагонное оборудование можно разделить на следующие основные группы: источники электрической энергии (генераторы и аккумуляторные батареи); преобразо­ватели, изменяющие величину напряжения или тока, либо преобразующие один род тока в другой (постоянный в переменный и наоборот); устройства для электрического осве­щения вагонов с лампами накаливания и люминесцентны­ми лампами; электрические приводы вентиляторов, насо­сов, компрессоров и др.; электронагревательные приборы (электрические печи и калориферы); аппаратура автомати­ческого регулирования источников электрической энергии (регуляторы напряжения, ограничители тока и др.); пускорегулирующая аппаратура для включения и отключения потребителей электроэнергии, пуска электрических двига­телей и др.; аппаратура автоматического контроля и регу­лирования работы потребителей; радиоаппаратура; уст­ройства для защиты источников электроэнергии и потре­бителей, а также сигнальные устройства; электроизмери­тельные приборы; вагонная электрическая сеть.

Всё электрооборудование пассажирских вагонов раз­деляется на внутривагонное и подвагонное. Внутри вагона устанавливаются потребители электроэнергии, аппаратура управления, защиты, контроля и сигнализации, которыми пользуются обслуживающий персонал и пассажиры в пути следования (осветительные приборы, двигатель вентиляци­онного агрегата, нагревательные элементы кипятильника, электрических печей и калорифера, двигатели циркуляци­онных насосов, распределительный шкаф или пульт управ­ления и пр.).

Под вагоном размещаются источники электрической энер­гии, а также все потребители, коммутационная и защитная аппаратура, которые по своим габаритным размерам, усло­виям работы, уровню производимых шумов и обеспечению безопасности не могут быть установлены внутри вагона (ге­нераторы, аккумуляторные батареи, обогреватели наливных труб, электромашинные преобразователи люминесцентного освещения, двигатели компрессоров и вентиляторов конден­сатора установки охлаждения воздуха, высоковольтные контакторы и предохранители и т.п.). Кроме того, под ваго­ном монтируются низковольтная магистраль напряжением 50 В, высоковольтная - 3000 В, магистраль электропневмати­ческого тормоза и их межвагонные соединения.

Электрическое оборудование пассажирского вагона слож­но по устройству и эксплуатируется в тяжелых условиях. В процессе эксплуатации на него действуют значительные ди­намические усилия, возникающие в результате вибраций и толчков, особенно при больших скоростях движения. Элект­рическое оборудование, расположенное вне кузова вагона, подвержено атмосферным воздействиям. В зимнее время при низких температурах снижается механическая прочность от­дельных деталей электрических машин, аппаратов и прибо­ров. Вследствие замерзания смазки создаются большие мо­менты сопротивления, затрудняющие работу электрических машин и снижающие их коэффициент полезного действия. При низких температурах многие изоляционные материалы становятся хрупкими, в них появляются трещины, емкость аккумуляторных батарей уменьшается. Летом при повышен­ных температурах (особенно в южных районах) работа элек­трооборудования также затруднена: ухудшаются условия его охлаждения, увеличивается коррозия металлических деталей.

Значительно затрудняет работу оборудования действие влаги и грязи. Оборудование, установленное снаружи кузова, при движении обдувается потоком воздуха, который содер­жит частицы пыли, обладающие абразивным действием. Эти частицы разрушают изоляцию электрических машин, аппа­ратов и приборов. Внутривагонное электрическое оборудо­вание также может находиться в неблагоприятных климати­ческих условиях во время длительного отстоя вагонов.

В связи с этим к электрооборудованию предъявляются повышенные требования. Электрооборудование должно надежно работать при изменениях температуры окружаю­щей среды от 40 до - 50°С и относительной влажности до 90%, а также обладать высокой механической прочностью и не выходить из строя при динамических перегрузках вслед­ствие вибраций, соударений при маневрах и действиях инер­ционных сил, возникающих при торможениях.

Так как абсолютное большинство вагонов имеет двухпро­водную систему электроснабжения, изолированную от кор­пуса вагона, то во все цепи электрооборудования устанавли­вается двухполюсная защита от коротких замыканий и пере­грузок, что повышает ее надежность и защищает провода от загорания при коротком замыкании на корпус вагона. Для защиты электрооборудования от повышенного напряжения, которое может возникнуть вследствие неисправности ре­гулятора напряжения генератора (РНГ), при обрыве цепи ак­кумуляторной батареи и других аварийных режимах уста­навливают реле максимального напряжения (РМН), а для предотвращения чрезмерного разряда аккумуляторной бата­реи - реле пониженного напряжения (РПН). Защита генера­торов от перегрузки обеспечивается соответствующими огра­ничителями тока (ОТГ), а двигателей - тепловыми реле (ТР).

Электрические провода применяются только гибкие с мед­ными жилами, с нагревостойкой изоляцией, рассчитанной на напряжение 1000В для низковольтного оборудования и на 6000В - для высоковольтного оборудования. Магистраль­ные провода прокладываются в трубах, разветвительные ко­робки применяются только в защищенном исполнении. Все электрические аппараты регулирования, коммутации, конт­роля и защиты внутри вагона размещаются в распредели­тельном шкафу или на пульте управления, которые изолиро­ваны от сгораемых конструкций вагона металлическим лис­том по асбесту толщиной 10 мм. Для контроля за надежно­стью крепления контактов их покрывают термочувствитель­ной краской. При ослаблении контакта между наконечником провода и зажимом из-за большого переходного сопротивле­ния между ними краска нагревается и изменяет свой цвет.