СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ ДЛЯ ПОСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ НА РЕМОНТНУЮ ПОЗИЦИИЮ Российский патент 2004 года по МПК B60M1/08 

Областью применения изобретения является техническое обслуживание и ремонт электровозов постоянного тока магистральных железных дорог. Целью настоящего изобретения является создание системы, использующей стационарное оборудование депо и аппаратуру электровоза для подачи электрического питания в силовую схему электровоза при его постановке на ремонтную позицию и выводе с позиции с помощью гибкого кабеля, при обеспечении высокого уровня электробезопасности для обслуживающего персонала и надежности работы оборудования.

Известны электрические схемы секционирования контактной сети и системы управления коммутационной аппаратурой, предназначенные для перемещения электровозов постоянного тока на смотровую позицию и обратно с переключением напряжения питания с рабочего высокого на низкое (а.с. № 1119875, кл. В 60 М 1/08; Заявка № 2002100920 от 18.01.02). Недостатками указанных технических решений являются: наличие в контактном проводе над смотровой канавой хотя и низкого, но все же опасного для обслуживающего персонала напряжения (250 В), а также практическая невозможность применения для ремонта грузоподъемных кранов из-за подвешенной в подкрановом поле контактной сети.

Предлагаемая схема (см. чертеж) включает в себя участки контактного повода 1.1 и 1.2 с высоким рабочим напряжением Uкс, изолированные вставки контактного провода 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, разделенные секционными изоляторами 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, заградительные диоды 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, гибкий кабель с наконечником, розетки контактной сети 6.1 и 6.2 для подключения наконечника гибкого кабеля, напольные пульты управления 7 и 8, площадку с закрывающейся на замок дверью 9 для входа (выхода) машиниста из кабины управления электровозом, токоограничивающий резистор 10 и розетку 11, в которую вставляется наконечник гибкого кабеля. Длина гибкого кабеля 5 и место его подключения, взаимное расположение пультов управления 7 и 8, секционных изоляторов 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, площадки с дверью 9 строго соотносятся с линейными размерами электровозов. Напольный пульт 7 (8) имеет переключатель 7.1 (8.1) с тремя парами контактов 7.1.1 (8.1.1), 7.1.2 (8.1.2), 7.1.3 (8.1.3) и кнопку с самовозвратом 7.2 (8.2) с тремя парами контактов 7.2.1 (8.2.1), 7.2.2 (8.2.2), 7.2.3 (8.2.3). Дверь 9 фиксируется в закрытом положении встроенным замком, открывающимся изнутри (с площадки), и имеет концевой выключатель с двумя парами блок-контактов 9.1 и 9.2.

На электровозе имеются: токоприемники 12.1 и 12.2, разъединители 13.1 и 13.2, заземлитель 14, быстродействующий выключатель 15, контактор 16 для высоковольтного отопления пассажирских вагонов, розетки 17.1 и 17.2 для подсоединения наконечника гибкого кабеля 5, пускорегулирующая аппаратура 18 и тяговые двигатели 19.1 и 19.2. Управление токоприемниками, разъединителями и заземлителем сблокировано конструкцией соответствующих переключателей на пульте электровоза и схемой управления: при одновременном выключении машинистом разъединителей 13.1 и 13.2, заземлитель 14 включается автоматически и пантографы поднять невозможно. Конструкции розеток 6.1, 6.2, 11, 17.1, 17.2 одинаковы и предназначены для подсоединения к ним только наконечников специальной конструкции, применяемых на существующих пассажирских вагонах и электровозах. Такой наконечник на конце гибкого кабеля 5 можно вставить в розетку при открытой крышке розетки с помощью специального ключа 20. При повороте вставленного в механизм розетки ключа крышка открывается, но при этом ключ вынуть невозможно. Вставленный в розетку наконечник фиксируется специальным упором открытой крышки, а после обратного поворота и выемки ключа крышка в открытом положении запирается, и зафиксированный наконечник вынуть из розетки нельзя. Контактор 16 включается с пульта управления электровоза переключателем с помощью того же ключа 20, причем во включенном положении переключателя ключ также невозможно вынуть. Этим же ключом осуществляется включение переключателей 7.1 и 8.1 на напольных пультах 7 и 8. И, наконец, замок двери 9 открывается изнутри тем же самым ключом 20 с фиксацией ключа в замке двери при открытом положении замка.

Электрическая схема управления контактором 21, подающим в гибкий кабель низкое напряжение Uн, состоит из электромагнитных реле 22 и 23 с соответствующими блок-контактами 22.1, 22.2, 23.1, 23.2, 23.3, реле времени 24 с блок-контактами 24.1, токового реле 25 с блок-контактами 25.1 и 25.2, концевого выключателя двери 9 с блок-контактами 9.1 и 9.2, контактов 7.1.1, 7.1.2, 7.1.3 переключателя 7.1 и контактов 7.2.1, 7.2.2, 7.2.3 кнопки с самовозвратом 7.2 на пульте 7, аналогичных контактов 8.1.1, 8.1.2, 8.1.3 переключателя 8.1 и контактов 8.2.1, 8.2.2, 8.2.3 кнопки с самовозвратом 8.2 на пульте 8, электромагнитного реле 26 с блок-контактами 26.1 в цепи катушки выключателя освещения (на схеме не показан), заградительных диодов 27 и 28 схемы управления, световой 29 и звуковой 30 сигнализации, указывающих о включенном положении контакторов 21 и наличии низкого напряжения в гибком кабеле 5.

Описанная выше схема работает следующим образом. Работник ремонтного персонала (оператор) с помощью ключа 20 открывает крышку розетки 6.1, вставляет в нее наконечник гибкого кабеля 5, запирает крышку, вынимает ключ, вставляет его в прорезь переключателя 7.1 на пульте 7, поворачивает ключ и нажимает кнопку с самовозвратом 7.2. Через замкнутые блок-контакты 9.1 в закрытом положении двери 9, замкнутые блок-контакты 22.2 и 23.3 выключенных реле 22 и 23, замкнутые контакты 7.1.1 включенного переключателя 7.1, замкнутые контакты 7.2.1 включенной кнопки 7.2, контакты 8.1.2 выключенного переключателя 8.1, контакты 8.2.2 выключенной кнопки 8.2 напряжение Uy от источника питания схемы управления подается на катушку 21.1. Контактор 21 включается, и подается низкое напряжение Uн в гибкий кабель 5 и далее через розетку 6.1, заградительные диоды 4.1, 4.2 соответственно в изолированные вставки контактного провода 2.1 и 2.2. Через замкнувшиеся блок-контакты 21.2 включаются световой 29 и звуковой 30 сигналы. Машинист включает на электровозе разъединители 13.1 и 13.2 (заземлитель 14 отключается автоматически), поднимает один или оба токоприемника 12.1, 12.2, включает быстродействующий выключатель 15 и с помощью пускорегулирующей аппаратуры 18 подключает тяговые двигатели 19.1 и 19.2 к напряжению контактной сети Uкс. Электровоз приходит в движение и подъезжает слева к определенному месту, где можно подключить к розетке электровоза 17.1 гибкий кабель 5. При движении электрическое питание электровоза переходит с высокого напряжения Uкс на низкое Uн, а заградительные диоды 4.1 и 4.2 разделяют источники питания с разными потенциалами. Длина гибкого кабеля позволяет подсоединить его к электровозу в таком месте, доехав до которого, последний по ходу токоприемник 12.2 пройдет изолятор 3.1, то есть высокое напряжение поступить на электровоз не может. Машинист опускает токоприемники. Оператор отпускает кнопку с самовозвратом 7.2, выключает переключатель 7.1 и вынимает ключ 20. Разомкнувшись, контакты 7.1.1 и 7.2.1 разрывают цепь питания катушки 21.1, что вызывает отключение контактора 21. Переключив с помощью ключа 20 наконечник гибкого кабеля 5 из розетки 6.1 в розетку электровоза 17.1, оператор вынимает ключ и передает его машинисту электровоза.

Машинист вставляет ключ в прорезь соответствующего переключателя на пульте управления и включает контактор 16, отключает разъединители 13.1 и 13.2 (заземлитель 14 включается автоматически), включает быстродействующий выключатель 15. Такие переключения аппаратов электровоза замыкают электрическую цепь от источника питания схемы управления Uy через замкнутые блок-контакты 9.1 в закрытом положении двери 9, замкнутые контакты 8.2.3 отключенной кнопки с самовозвратом 8.2, замкнутые контакты 8.1.3 выключенного переключателя 8.1, замкнутые контакты 7.2.3 отключенной кнопки с самовозвратом 7.2, замкнутые контакты 7.1.3 выключенного переключателя 7.1, через катушку реле 22, заградительный диод 27, гибкий кабель 5, розетку электровоза 17.1, контактор 16, быстродействующий выключатель 15, заземлитель 14 на землю. Реле 22 включается и замыкает свои блок-контакты 22.1, через которые подается напряжение Uy на катушку реле 23. Последнее включается и через замкнутые блок-контакты 9.1 закрытой двери 9, замкнутые блок-контакты 25.1 отключенного токового реле 25, замкнувшиеся собственные блок-контакты 23.1 становится на самоподхват. Далее машинист выключает быстродействующий выключатель 15, цепь реле 22 разрывается и оно отключается. После отключения реле 22 напряжение Uy через замкнутые блок-контакты 9.1, замкнувшиеся блок-контакты 22.2 выключившегося реле 22, замкнутые блок-контакты 23.2 включенного реле 23, замкнутые блок-контакты 24.1 реле времени 24, заградительный диод 28 поступает на катушку 21.1. Контактор 21 снова включается и подает низкое напряжение в гибкий кабель 5. Одновременно питание через замкнутые блок-контакты 23.2 поступает на реле времени 24, которое отрегулировано на срабатывание через 5-10 с, после чего блок-контакты 24.1 разрываются и обесточивают катушку 21.1.

Если за указанное время машинист включит рабочую позицию, то появится тяговый ток от источника низкого напряжения Uн по цепи: контактор 21, катушка токового реле 25, гибкий кабель 5, розетка 17.1, контактор 16, быстродействующий выключатель 15, пускорегулирующая аппаратура 18, тяговые двигатели 19.1 и 19.2, земля. Электровоз придет в движение и заедет на ремонтную позицию. Появившийся тяговый ток в катушке реле 25, вызывает его срабатывание. Разомкнувшиеся блок-контакты 25.1 реле 25 отключают реле 23, которое через свои отключившиеся блок-контакты 23.2 обесточит реле времени 24. При этом питание катушки 21.1 через замкнувшиеся блок-контакты 23.2 отключившегося реле 23, замкнувшиеся блок-контакты 24.1 отключившегося реле времени 24, замкнувшиеся блок-контакты 25.2 включившегося токового реле 25 будет продолжаться за все время движения электровоза под током. При выключении питания тяговых двигателей ток через катушку реле 25 прекратиться, реле отключится и разорвет цепь питания катушки 21.1. Контактор 21 выключится, а для его повторного включения машинист должен снова включить-выключить быстродействующий выключатель 15. Соответствующие переключения аппаратов в схеме управления произойдут аналогично вышеописанному.

Остановив электровоз в определенном месте (что обусловлено длиной гибкого кабеля и местом расположения площадки), машинист выключает электрические аппараты электровоза, вынимает ключ 20 из переключателя на пульте управления выходит на площадку и тем же ключом открывает изнутри замок заградительной двери 9. В открытом положении двери срабатывает концевой выключатель, размыкаются его блок-контакты 9.1 и замыкаются 9.2. Так как ключ 20 вынуть из открытого замка невозможно, машинист поворачивает ключ обратно, вынимает его и передает оператору. При этом запор замка двери 9 выходит наружу и дверь закрыть невозможно. С помощью ключа 20 оператор переключает наконечник гибкого кабеля 5 из розетки электровоза 17.1 в напольную розетку 11, вынимает ключ, фиксируя крышкой наконечник, и передает ключ слесарю по ремонту электрической высоковольтной аппаратуры. Вставленный наконечник гибкого кабеля создаст электрическую цепь от источника питания схемы управления Uy через замкнувшиеся блок-контакты 9.2 открытой двери 9, катушку реле 26, заградительный диод 27, розетку 11, токоограничивающий резистор 10 на землю. Реле 26 включится и замкнет свои блок-контакты 26.1, что дает возможность включить контактор рабочего освещения на ремонтной позиции и другое технологическое оборудование. Резистор 10 не позволяет включиться реле 22, если при закрытой двери 9 и выключенных переключателях 7.1, 8.1 и кнопках 7.2, 8.2 кратковременно вставить наконечник гибкого кабеля 5 в розетку 11 и вынуть его обратно.

Соответственно предотвращается включение контактора 21 во все время ремонта.

После окончания ремонтных работ слесарь отдает ключ 20 оператору. Оператор с помощью ключа вынимает наконечник гибкого кабеля из розетки 11, подсоединяет его к розетке электровоза 17.2 и передает ключ машинисту. Машинист поднимается на площадку, закрывает дверь 9, запирает замок двери изнутри, входит в кабину электровоза, выключает разъединители 13.1, 13.2 (автоматически включается заземлитель 14), вставляет ключ в прорезь переключателя на пульте управления, поворачивает его, включая контактор 16, и производит включение-выключение быстродействующего выключателя 15. В соответствии с ранее описанной последовательностью включается контактор 21. Приведя электровоз в движение, машинист выезжает с ремонтной канавы и останавливает его в определенном месте во избежание обрыва гибкого кабеля. В момент отключения питания тяговых двигателей контактор 21 выключается. После остановки машинист отключает контактор 16, передает ключ оператору и включает разъединители (заземлитель 14 отключается автоматически). Мастер с помощью ключа перестыковывает наконечник гибкого кабеля из розетки электровоза 17.2 в розетку контактной сети 6.2, вставляет ключ в прорезь переключателя 8.1, включает его и нажимает кнопку с самовозвратом 8.2 на пульте 8. Включается, как ранее было описано, контактор 21, подается низкое напряжение через гибкий кабель в силовую схему электровоза, и срабатывают сигналы 29 и 30. Получив сигнал, машинист поднимает токоприемник, приводит электровоз в движение и выезжает под контактный провод с высоким напряжением.

Изобретение относится к устройствам электрооборудования, предназначенным для подачи электрического питания низкого напряжения на электровоз постоянного тока, самостоятельно перемещающийся на ремонтную позицию и обратно, с использованием гибкого кабеля. Стыковка наконечника кабеля и включение контактора, подающего низкое напряжение в кабель, осуществляется как с напольного пульта, так и непосредственно из кабины электровоза с помощью специального ключа и переключения в определенной последовательности электрических аппаратов электровоза. Определена зависимость линейных размеров отдельных элементов и мест расположения стационарного оборудования от конструктивных размеров. Система создает надежную многоуровневую защиту обслуживающего персонала от поражения электрическим током. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система электрического питания для постановки электровозов на ремонтную позицию, включающая в себя стационарное электрооборудование депо, источник постоянного тока низкого напряжения, контактную сеть с высоким напряжением и отдельные вставки контактного провода, разделенные секционными изоляторами и подсоединенные через встречно включенные заградительные диоды к расположенным с каждой стороны от ремонтной позиции розеткам, отличающаяся тем, что указанный источник для перемещения электровоза внутри депо выполнен подключаемым к силовой схеме электровоза гибким кабелем с наконечником через розетки, соединенные с изолированными вставками контактного провода, или непосредственно через розетки, устанавливаемые на кузове электровоза, для чего контактор, подающий низкое напряжение в гибкий кабель и далее через розетки в изолированные вставки контактного провода, выполнен включаемым с напольного пульта, а после перестыковки наконечника гибкого кабеля в розетку электровоза - включаемым из кабины электровоза посредством переключения с пульта управления электровозом электрических аппаратов электровоза, создающих цепь электрического питания электромагнитных реле, замыкающих через свои блок-контакты цепь питания катушки контактора.2. Система электрического питания по п.1, отличающаяся тем, что розетки изолированных вставок, электровоза и токоограничивающего резистора, стыкуемые с наконечником гибкого кабеля, а также переключатели напольного пульта и электровоза выполнены управляемыми одним ключом.