ЭЛЕКТРОПОЕЗД ДВУХСИСТЕМНЫЙ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции электропоездов, предназначенных для пассажирских перевозок в сетях постоянного и переменного тока, в частности для ускоренного межрегионального сообщения на примыкающих участках железных дорог, электрифицированных разными родами тока (с напряжением постоянного тока 3 кВ и напряжением переменного тока 25 кВ с частотой 50 Гц).
Известен электропоезд Desiro Rus фирмы Siemens (см. Руководство по эксплуатации электропоезда Desiro Rus A6Z00033062562 версия Е от 01.10.2014 и В. Циглер, Р. Манглер. Desiro RUS - перспективный пригородный электропоезд. Железные дороги мира - 2012, №4). Данный электропоезд рассчитан на двухсистемный режим эксплуатации - в сети постоянного напряжения 3 кВ и в сети переменного напряжения 25 кВ с частотой 50 Гц.
Конфигурация электропоезда основной составности включает в себя пять разных типов вагонов, оснащенных электрооборудованием:
- два головных моторных вагона А и В с кабинами управления;
- два прицепных промежуточных вагона С и Е с тяговым оборудованием;
- один прицепной средний вагон D.
Электропоезд из-за большой составности является многокомпонентным транспортным средством. Электрическое оборудование размещено в крышевом, внутрипотолочном и подкузовном пространствах вагонов и в кабинах управления электропоезда. Низковольтное электрооборудование преимущественно размещено внутри электропоезда в оболочках внутривагонных шкафов и внутрипотолочных контейнеров, а высоковольтное - в оболочках контейнеров и только снаружи: на крыше вагонов и в подкузовном пространстве. В состав электрооборудования электропоезда входят по одному на прицепные промежуточные вагоны С и Е быстродействующему выключателю, заземляющему разъединителю постоянного тока и главному выключателю со встроенным заземляющим разъединителем переменного тока. Электропоезд оснащен системой безопасности электрооборудования, включающей оболочки электрических контейнеров и электромеханическую ключевую блокировку, представляющую собой совокупность замкового рабочего выключателя, устройств выдачи ключей, замковых механизмов и ключей к замковым механизмам, в том числе замковых механизмов с двумя цилиндровыми механизмами заземляющих разъединителей постоянного и переменного тока и замковых механизмов оболочек электрических контейнеров, и обеспечивающей последовательный доступ к электрооборудованию при его обслуживании. При этом замковые механизмы заземляющих разъединителей одного рода тока оснащены разными цилиндровыми механизмами для обеспечения последовательного заземления при доступе к электрооборудованию. Согласно ГОСТ Р 52278-2004 безопасность оборудования - это свойство оборудования электроподвижного состава соответствовать требованиям безопасности при эксплуатации, обслуживании и ремонте в условиях, установленных в нормативной, конструкторской и технологической документации. Для обслуживающего персонала представляющим опасность являются компоненты электрооборудования с напряжением постоянного тока 3 кВ, напряжением переменного тока 25 кВ частотой 50 Гц и трехфазным напряжением 380 В частотой 50 Гц. В целях исключения подачи высокого напряжения на электропоезд при осмотре высоковольтного электрооборудования, а также при проведении ремонтных и пусконаладочных работ, производится процесс заземления с использованием электромеханической ключевой блокировки. При этом быстродействующие и главные выключатели должны быть выключены, а токоприемники опущены. В системе безопасности оборудования задействованы 8 типов ключей с условными обозначениями "А", "В", "С", "D", "Е", "F", "G" и "Н". Рабочий замковый выключатель установлен в потолке прицепного промежуточного вагона С, устройства выдачи ключей "F" и "Н" - в подкузовном контейнере электрооборудования прицепного среднего вагона D, а быстродействующие выключатели, заземляющие разъединители постоянного тока и главные выключатели со встроенными заземляющими разъединителями переменного тока - на крышах прицепных промежуточных вагонов С и Е с обеспечением доступа изнутри вагонов к замковым механизмам с двумя цилиндровыми механизмами заземляющих разъединителей постоянного и переменного тока. Ключи "А" и "G" размещены в рабочем замковом выключателе. Ключи "С" и "Е" размещены в замковых механизмах с двумя цилиндровыми механизмами заземляющих разъединителей переменного тока главных выключателей прицепных промежуточных вагонов С и Е, соответственно. Ключи "В" и "D" размещены в замковых механизмах с двумя цилиндровыми механизмами заземляющих разъединителей постоянного тока прицепных промежуточных вагонов С и Е, соответственно. Ключи "F" предназначены для доступа к электрооборудованию с напряжением 3 кВ постоянного тока или 25 кВ переменного тока частотой 50 Гц, а ключи "Н" - для доступа к электрооборудованию трехфазного напряжения 380 В частотой 50 Гц. Ключи "F" и "Н" расположены в устройствах выдачи данных ключей, выполненных в едином корпусе. При этом в каждом вышеуказанном электроаппарате с замковым механизмом с двумя цилиндровыми механизмами, один из цилиндровых механизмов в исходном состоянии свободен и готов к принятию соответствующего ключа. Процесс заземления начинается с перевода ключа из положения вынимания ключа "А" из рабочего замкового выключателя. В результате происходит следующее - принудительное выключение всех быстродействующих выключателей или главных выключателей в зависимости, к какой системе тока подключен электровоз через токоприемники, принудительное опускание всех токоприемников, если это действие не было выполнено машинистом. Поворотом ключа "G" в рабочем замковом выключателе отключается питание от внешнего источника 380 В. Путем последовательной манипуляции ключами от рабочего замкового выключателя по цепочке: заземляющий разъединитель постоянного тока вагона С - заземляющий разъединитель переменного тока вагона С - заземляющий разъединитель постоянного тока вагона Е - заземляющий разъединитель переменного тока вагона Е обеспечивается путем установки и поворота ключа "Е" в устройство выдачи ключей "F" извлечение ключей "F" для открывания оболочек электрических контейнеров с целью доступа к высоковольтному электрооборудования с напряжением 3 кВ постоянного тока или 25 кВ переменного тока частотой 50 Гц. После этого установкой в два свободных цилиндровых механизма устройства выдачи ключей "Н" и поворотом ключей "G" и "F" освобождаются ключи "Н" для доступа к электрооборудованию трехфазного напряжения 380 В частотой 50 Гц. После окончания всех работ и необходимости приведения электропоезда в состояние готовности к эксплуатации, процедура заземления может быть отменена точно в обратном порядке.
Недостатком известного электропоезда является то, что прицепные промежуточные вагоны С и Е, расположенные позиционно симметрично относительно прицепного среднего вагона D, являются несимметричными по расположению электрооборудования из-за применения заземляющих разъединителей постоянного тока и главных выключателей со встроенными заземляющими разъединителями переменного тока с замковыми механизмами, оснащенными разными цилиндровыми механизмами. Вышесказанное приводит к увеличению номенклатуры применяемого электрооборудования и ключей к замковым механизмам, к возрастанию объема проектных и эксплуатационных работ, повышению сложности конструкции и усложнению процесса заземления электрооборудования.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленной полезной модели, является упрощение конструкции электропоезда за счет уменьшения номенклатуры применяемого оборудования и создание симметричной конфигурации электрооборудования в части установки быстродействующих выключателей, заземляющих разъединителей постоянного тока и главных выключателей со встроенными заземляющими разъединителями переменного тока, ведущей к уменьшению объемов работ на разработку конструкторской, эксплуатационной и технологической документации, улучшение условий организации производства и эксплуатации электропоездов.
Технический результат достигается следующим образом. Двухсистемный электропоезд, выполненный с возможностью работы от сетей постоянного и переменного тока, содержит головные, прицепные промежуточные и средний прицепной вагоны, оснащенные электрооборудованием, включая установленные на прицепных промежуточных вагонах по одной единице токоприемника, быстродействующего выключателя, заземляющего разъединителя постоянного тока и главного выключателя со встроенным заземляющим разъединителем переменного тока, и системой безопасности электрооборудования. Система безопасности электрооборудования включает оболочки электрических контейнеров и электромеханическую ключевую блокировку, представляющую собой совокупность рабочего замкового выключателя, устройств выдачи ключей, замковых механизмов и ключей к замковым механизмам, в том числе замковых механизмов с двумя цилиндровыми механизмами заземляющих разъединителей постоянного и переменного тока и замковых механизмов оболочек электрических контейнеров. Система безопасности электрооборудования обеспечивает последовательный доступ к электрооборудованию при его обслуживании. При этом конфигурация электрооборудования в части токоприемников, быстродействующих выключателей, заземляющих разъединителей постоянного тока и главных выключателей со встроенными заземляющими разъединителями переменного тока относительно среднего прицепного вагона выполнена симметричной, заземляющие разъединители одного рода тока оснащены одинаковыми замковыми механизмами с двумя цилиндровыми механизмами и ключами к ним, а рабочий замковый выключатель размещен в среднем прицепном вагоне, в котором также установлено дополнительное устройство выдачи ключей, предназначенных для взаимодействия с замковыми механизмами заземляющих разъединителей постоянного тока.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид электропоезда.
В связи с тем, что графическое изображение фигуры заявленной полезной модели плохо читается при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить лист горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертеж.
Двухсистемный электропоезд содержит головные 1, прицепные промежуточные 2 и средний прицепной 3 вагоны, оснащенные электрооборудованием 4. На каждом прицепном промежуточном вагоне 2 установлены по одному быстродействующему выключателю 5, заземляющему разъединителю постоянного тока 6 и главному выключателю 7 со встроенным заземляющим разъединителем переменного тока 8. Электропоезд выполнен с системой безопасности 9 электрооборудования 4. Система безопасности 9 электрооборудования 4 включает оболочки 10 электрических контейнеров 11 и электромеханическую ключевую блокировку 12, представляющую собой совокупность рабочего замкового выключателя 13, включающего рабочий выключатель 14 для отключения быстродействующих выключателей 5 и главных выключателей 7 и рабочий выключатель 15 для отключения питания от внешнего источника, устройств выдачи ключей 16, 17 и 18, замковых механизмов 19 и ключей 20 к замковым механизмам, в том числе замковых механизмов 21 и 22 с двумя цилиндровыми механизмами 23 и 24, 25 и 26 заземляющих разъединителей постоянного и переменного тока 6 и 8, соответственно, и замковых механизмов 27 оболочек 10 электрических контейнеров 11. Токосъем производится токоприемниками 28. Для перевода из выключенного состояния во включенное и обратно заземляющие разъединители постоянного тока 6 и переменного тока 8 оснащены рукоятками 29 и 30, соответственно. В системе безопасности 9 электрооборудования 4 задействованы 7 типов ключей с условными обозначениями "А", "В", "D", "Е", "F", "G" и "Н". Рабочий выключатель 14 приводится в действие ключом "А", а рабочий выключатель 15 - ключом "G". Система безопасности 9 электрооборудования 4 обеспечивает последовательный доступ к электрооборудованию 4 при его обслуживании. При этом конфигурация электрооборудования 4 в части быстродействующих выключателей 5, заземляющих разъединителей постоянного тока 6 и главных выключателей 7 со встроенными заземляющими разъединителями переменного тока 8, размещенных в прицепных промежуточных вагонах 2, относительно среднего прицепного вагона 3 выполнена симметричной, заземляющие разъединители одного рода тока оснащены одинаковыми замковыми механизмами с двумя цилиндровыми механизмами и ключами к ним, а рабочий замковый выключатель 13 размещен в среднем прицепном вагоне 3, в котором также установлено дополнительное устройство 18 выдачи ключей, предназначенных для взаимодействия с замковыми механизмами 21 заземляющих разъединителей постоянного тока 6. Устройства выдачи ключей 16 и 17 расположены в подкузовном контейнере электрооборудования среднего прицепного вагон 3 и объедены в единый узел. В заземляющих разъединителях постоянного тока 6 в исходном состоянии в цилиндровых механизмах 23 размещены ключи "Е", а цилиндровые механизмы 24 свободны и готовы к принятию соответствующего ключа. В заземляющих разъединителях переменного тока 8 в исходном состоянии в цилиндровых механизмах 25 размещены ключи "D", а цилиндровые механизмы 26 свободны и готовы к принятию соответствующего ключа. В устройстве выдачи ключей 16 находятся ключи "F", а в устройстве выдачи ключей 17 - ключи "Н". Для разблокировки устройства выдачи ключей 16 в нем размещены два свободных цилиндровых механизма 31 и 32, а для устройства выдачи ключей 17 - два свободных цилиндровых механизма 33 и 34.
Перед доступом к электрооборудованию 4, размещенному в оболочках 10 электрических контейнеров 11 необходимо быстродействующие 5 и главные 7 выключатели выключить, а токоприемники 28 опустить. Процесс заземления начинается с вынимания ключа "А" из рабочего выключателя 14. В результате происходит следующее - принудительное выключение всех быстродействующих выключателей 5 и главных выключателей 7, принудительное опускание всех токоприемников 28, если это действие не было выполнено ранее. Ключ "А" вставляется в свободный цилиндровый механизм замкового механизма 19 устройство выдачи ключей 18 для разблокировки двух ключей "В". Ключи "В" вставляются в свободные цилиндровые механизмы 24 замковых устройств 21 заземляющих разъединителей постоянного тока 6, которые вручную рукоятками 29 переводятся во включенное положение, что приводит к заземлению электрооборудования напряжением постоянного тока 3 кВ. Два ключа "Е" вынимаются из цилиндровых механизмов 23 замковых механизмов 21 заземляющих разъединителей постоянного тока 6, вставляются в свободные цилиндровые механизмы 25 замковых механизмов 22 заземляющих разъединителей переменного тока 8, которые рукоятками 30 переводятся во включенное положение, что приводит к заземлению электрооборудования напряжением переменного тока 25 кВ частотой 50 Гц. Два ключа "D" вынимаются из цилиндровых механизмов 26 замковых механизмов 22 заземляющих разъединителей переменного тока 8 и вставляются в два свободных цилиндровых механизма 31 и 32 устройства выдачи ключей 16 для разблокировки ключей "F" для доступа в контейнеры 11 с напряжением постоянного тока 3 кВ и переменного тока 25 кВ частотой 50 Гц путем отпирания замковых механизмов 27 оболочек 10. Таким образом обеспечивается заземление электрооборудования с напряжением постоянного тока 3 кВ и переменного тока 25 кВ частотой 50 Гц и одновременно появляется возможность проведения работ и испытаний от внешнего источника питания трехфазным напряжением 380 В частотой 50 Гц. Ключ "G" предназначен для доступа к контейнерам с электрооборудованием с трехфазным напряжением 380 В частотой 50 Гц. Поворотом ключа "G" в рабочем замковом выключателе 13 отключается питание от внешнего источника трехфазным напряжением 380 В частотой 50 Гц и создается заземление электрооборудования 380 В. Путем установки ключа "G" и одного из ключей "F" в свободные цилиндровые механизмы 33 и 34 устройства выдачи ключей 17 производится разблокировка ключей "Н" для доступа к контейнерам с электрооборудованием с трехфазным напряжением 380 В частотой 50 Гц. После окончания всех работ и необходимости приведения электропоезда в состояние готовности к эксплуатации, процедура заземления может быть отменена точно в обратном порядке.