КОНТАКТНАЯ СЕТЬ В ЗОНЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2003 года по МПК B60M1/08 

Изобретение относится к устройствам контактной сети, предназначенной для питания тяговых двигателей железнодорожного электротранспорта.

Известна контактная сеть зоны технического обслуживания подвижного состава, содержащая участки контактного провода с высоким рабочим и пониженным напряжением, отделенные друг от друга изоляторами, образующими вставки контактного провода, одна из которых со стороны участка с пониженным напряжением соединена с последним через обмотку токового реле и диод и связана с другой вставкой через токоограничивающий резистор, а третья вставка связана с участком контактного провода с рабочим напряжением через ключевой элемент [1] (см. авторское свидетельство СССР 823189 по кл. В 60 М 1/08, опубл. в 1978 г.).

Недостатком упомянутой выше контактной сети является возможность порчи оборудования в связи с тем, что не исключена подача рабочего напряжения к участкам сети, имеющим пониженное напряжение, что снижает ее надежность.

Известен секционный изолятор для контактной сети, выполненный в виде последовательно включенных попарно диодов одного направления на двух вставках и встречного направления на третьей и четвертой вставках, что позволяет достичь полного гальванического разделения фидерных зон [2] (см. патент США 5117072, НКИ 191-39, опубл. 26.05.92).

Однако такая схема предназначена для разделения двух источников электрической энергии с одинаковым потенциалом и предполагает эксплуатацию транспортного средства с одним токоприемником. Использование схем для питания электровозов с двумя, тремя и четырьмя токоприемниками от источников электроэнергии с разностью потенциалов в 10-15 раз не исключает прохождения места коммутации питания в тяговом режиме с последующим броском тока и порчей электрической аппаратуры электровоза и системы электроснабжения. Кроме того, практическая реализация такой схемы секционирования контактной сети повлечет увеличение ее линейных размеров до неразумной величины.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является контактная сеть зоны технического обслуживания подвижного состава, принятая в качестве прототипа [3] (см. авторское свидетельство СССР 1119875 по классу В 60 М 1/80, опубл. БИ 39, 23.10.84), содержащая участки контактного провода соответственно с высоким и пониженным напряжением, отделенные друг от друга изоляторами, образующими вставки контактного провода. Одна из вставок со стороны участка с пониженным напряжением соединена с последним через обмотку токового реле и диод и связана с другой вставкой через токоограничивающий резистор. Третья вставка связана с участком контактного провода с высоким напряжением через ключевой элемент и снабжена управляющим реле, реле времени и формирователем импульсов, причем последовательно с токоограничивающим резистором подключен согласно с первым другой диод. Между второй и третьей вставками установлен дополнительный изолятор. Ключевой элемент представляет собой тиристор, управляющий электрод которого подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с источником питания через нормально замкнутый контакт токового реле и нормально разомкнутый контакт управляющего реле, через которые подключено также реле времени. В цепь питания управляющего реле включены последовательно соединенные нормально разомкнутый контакт токового реле и нормально замкнутый контакт реле времени, а параллельно последнему включен нормально разомкнутый контакт управляющего реле.

Недостатком прототипа является ограниченность использования - только для одной конкретной серии электровозов, технические данные которых определяют размеры элементов контактной сети в зоне технического обслуживания.

Целью настоящего изобретения является создание универсальной схемы контактной сети в зоне технического обслуживания практически для всех современных электровозов постоянного тока без уменьшения функциональных возможностей контактной сети и повышения уровня надежности.

Указанная цель достигается увеличением количества вставок контактного провода, разделенных изоляторами, между участками контактной сети с низким и высоким рабочим напряжением.

На прилагаемом чертеже изображена электрическая схема контактной сети в зоне технического обслуживания и состав из двух электровозов, перемещающийся через последнюю.

Предлагаемая электрическая схема секционирования контактной сети и система управления аппаратурой включает в себя участок контактной сети 1 с низким напряжением, участок контактной сети 2 с высоким напряжением, участки контактной сети 3, 4, 5, 6, 7, 8, разделенные секционными изоляторами 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, заградительные диоды 16, 17, 18, 19, 20, тиристор 21, токовое реле 22 с контактами 22.1, 22.2 и 22.3, токоограничивающий резистор 23, реле управления 24 с контактами 24.1, 24.2, 24.3, реле времени 25 с контактами 25.1, электромагнитный контактор 26 с катушкой 26.1 и контактами 26.2 и формирователь импульсов 27.

Заградительные диоды включены встречно высокому напряжению. Диод 16 шунтирует первый со стороны низкого напряжения секционный изолятор 9, а диоды 19 и 20 шунтируют соответственно секционные изоляторы 13 и 14. Секционный изолятор 10 шунтируется цепочкой, состоящей из обмотки токового реле 22, токоограничевающего резистора 23 и заградительного диода 17. Диод 18 подсоединен к вставкам контактного провода 4 и 6. Вставка 5 изолирована от контактного провода изоляторами 11 и 12. Тиристор 27 включен согласно с высоким напряжением между участком контактной сети с высоким напряжением 2 и вставкой 6. Контактор 26 подает низкое напряжение от соответствующего электрического источника в контактную сеть над смотровой канавой. Катушка контактора получает питание от электрического источника цепи управления через контакты 22.3 токового реле 22 или контакты 24.3 реле управления 24.

Обмотка реле управления питается через нормально разомкнутые контакты 22.2 токового реле 22 и нормально замкнутые контакты 25.1 реле времени 25. После включения реле управления его питание поступает также через собственные нормально разомкнутые контакты 24.1. Через нормально замкнутые контакты 22.1 токового реле, нормально разомкнутые контакты 24.2 реле управления 24 и нормально замкнутые контакты 26.2 контактора 26 получает питание формирователь импульсов 27.

Места расположения секционных изоляторов и их количество определяются конструктивными размерами обслуживаемых электровозов.

При перемещении электровозов со смотровой канавы пункта техобслуживания на тракционные пути депо (на чертеже слева направо) вышеописанная схема работает следующим образом. Работник обслуживающего персонала (сменный мастер) включает контактор 26, и низкое напряжение подается на участок контактного провода 1, а через заградительные диоды в соответствующие изолированные участки контактной сети 3-8. В участок 5 напряжение не подается. Машинист поднимает на управляемом электровозе все токоприемники и приводит его в движение. Вначале электрический ток потребляется из контактного провода 1, затем, при пересечении последним по ходу токоприемником изолятора 9 ток поступает от вставки 3. После прохода последним токоприемником изолятора 10 ток проходит по обмотке токового реле 22 и токоограничивающему резистору 23. Реле 22 срабатывает и замыкает свои контакты 22.2, 22.3. Через замкнувшиеся контакты 22.2 и включенные контакты 25.1 реле времени 25 подается питание от источника напряжения системы управления на катушку реле 24. Реле 24 включается и через замкнувшиеся собственные контакты 24.1 становится на самоподхват. Контакты 24.3 разрываются, но питание катушки 26.1 контактора 26 продолжается через замкнувшиеся контакты 22.3 токового реле 22. Токоограничивающий резистор 23 уменьшает величину тока через тяговые двигатели до величины, недостаточной для движения электровоза, и машинист вынужден отключить тяговый режим. Ток через обмотку реле 22 прекращается и оно отключается. Отключение контактов 22.3 обесточивает катушку 26.1 и контактор 26 снимает низкое напряжение с участка контактной сети 1. Одновременно замыкаются контакты 26.2. Электрическое питание от источника напряжения схемы управления через замкнувшиеся контакты 22.1, 24.2 и 26.2 подается на формирователь импульсов 27. Одновременно с этим подается питание на реле времени 25. Если машинист в течение определенного времени (5-10 с) включит тяговый режим электровоза, то возникнет замкнутая гальваническая цепь тока через тиристор 21, последний откроется и переключит питание электровоза от контактной сети с высоким напряжением через любой изолированный участок 6, 7 или 8, с которыми соприкасаются полозы токоприемников. После прохода первым по ходу токоприемником изолятора 15 тиристор 21 закроется. Реле времени 25 через указанное время срабатывает и, разрывая свои контакты 25.1, обесточивает катушку реле 24, которое через свои разомкнувшиеся контакты 24.2 выключает формирователь импульсов. Замкнувшиеся после отключения реле 24 его контакты 24.3 создают возможность повторного включения контактора 26 и вывода со смотровой позиции следующего электровоза.

Взаимное блокирование реле 24 и контактора 26 не позволяет одновременно включить контактор 26 и открыть тиристор 21, и, соответственно, осуществлять одновременное движение первого электровоза с питанием от контактного провода 2 с высоким напряжением и второго электровоза с питанием от провода 1 с низким напряжением. При использовании для техобслуживания электровозов способа т. н. сквозного прохода, т.е. когда электровоз заезжает на смотровую позицию с одной стороны (в нашем случае слева), а выезжает с другой стороны (направо), блокирование контактора 26 и другого тиристора, включенного симметрично тиристору 21 слева от центра смотровой позиции, не позволит заехать следующему электровозу, если в этот момент времени производится выезд уже осмотренного электровоза.

При обратном перемещении электровоза с высокого напряжения на низкое (справа налево) тиристор 21 закрыт, а контактор 26 включен. После пересечения последним по ходу токоприемником изолятора 15 передний токоприемник (самого длинного электровоза) еще не перекрывает изолятор 10, поэтому тяговый ток проходит через катушку токового реле 22, резистор 23 и диод 17. Аналогично ранее описанному срабатывает реле 22 и включается реле 24. Из-за уменьшения величины тока резистором 23 электровоз не может двигаться, и машинист выключает тяговый режим. После отключения реле 22 отключается контактор 26 (разрываются контакты 22.3 и 24.3) и запускается формирователь импульсов 27. При повторном включении тягового режима тиристор 21 откроется и подаст питание от контактного провода 2 с высоким напряжением. При проходе последним по ходу токоприемником изолятора 12, тиристор 21 закроется, а после срабатывания реле времени 25 включится контактор 26. В момент включения контактора 26 первый по ходу токоприемник даже электровоза с наименьшей длиной уже пересечет изолятор 10, и поэтому тяговый ток будет потребляться от участка контактного провода 3. Получив низковольтное питание, электровоз придет в движение и проследует на смотровую позицию.

Предложенная электрическая схема универсальна и может применяться для любой комбинации проследования обслуживаемых электровозов и надежно предотвращает возможность перекрытия секционных изоляторов и подачи высокого потенциала в контактный провод с низким напряжением над смотровой канавой даже в случае перемещения бесконечного количества электровозов со всеми поднятыми токоприемниками.

Изобретение относится к устройствам контактной сети, предназначенной для питания тяговых двигателей железнодорожного электротранспорта. Электрическая схема секционирования контактной сети и системы управления коммутационной аппаратурой предназначена для применения на пункте техобслуживания электровозов постоянного тока. Контактная сеть включает в себя участки с высоким и низким напряжением, а также изолированные вставки контактного провода, разделенные секционными изоляторами. Подача низкого напряжения в участки контактной сети над смотровой канавой осуществляется контактором от отдельного источника. Во вставки контактного провода высокое напряжение подается тиристором от контактной сети над тракционными путями локомотивного депо. Система управления позволяет производить самостоятельные передвижения электровозов на пункте техобслуживания и обратно без перекрытия токоприемниками изолированных вставок контактного провода, что полностью исключает опасное для оборудования и обслуживающего персонала соединение участков контактной сети с разным напряжением. Взаимное блокирование управления не позволяет одновременно включить контактор и тиристор и производить маневровые передвижения двух и более электровозов. Технический результат - повышение надежности технического обслуживания электровозов и обеспечение универсальности схемы контактной сети. 1 ил.

Контактная сеть в зоне технического обслуживания подвижного состава, содержащая участки контактной сети соответственно с высоким рабочим и пониженным напряжением, разделенные друг от друга секционными изоляторами, образующими вставки контактного провода, электрически соединенными между собой через однонаправленные встречно высокому напряжению диоды, тиристор, подающий высокое напряжение в одну из вставок контактного провода,, схему управления, состоящую из токового реле и реле времени, через контакты которых питается реле управления, имеющее собственные контакты самоблокирования, формирователь импульсов для открытия тиристора, получающий питание через контакты токового реле, реле управления и контактора, подающего низкое напряжение в участок контактной сети над смотровой канавой, отличающаяся тем, что участок контактной сети с низким напряжением соединен с первой вставкой через диод, а первая вставка соединена со второй вставкой через цепочку, содержащую токовое реле, токоограничивающий резистор и второй диод, вторая вставка соединена с четвертой вставкой через третий диод, четвертая вставка соединена с пятой вставкой через четвертый диод, пятая вставка соединена с шестой вставкой через пятый диод, третья вставка изолирована от контактного провода двумя изоляторами, катод тиристора подсоединен к участку контактной сети с высоким напряжением, а анод - к четвертой вставке, катушка контактора, подающего низкое напряжение, получает питание от электрического источника схемы управления через контакты токового реле или контакты реле управления.