СИЛОВАЯ КАБЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАГИСТРАЛЬ ОДНО- ИЛИ ДВУХКАБИННОЙ СЕКЦИИ ЭЛЕКТРОВОЗА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспортного средства, а более конкретно - к системе силовых электрических кабельных линий электровозов.
Известен электровоз грузовой магистральный ВЛ11 (см. Чиракадзе Г.И. и др. "Электровоз ВЛ11". Руководство по эксплуатации, Москва, "Транспорт", 1983, стр. 157.). Силовая кабельная электрическая система секции электровоза ВЛ11 выполнена в виде силовой кабельной электрической магистрали, расположенной в кабельном желобе, сформированном под средним проходом высоковольтной камеры. Ограждающая конструкция кабельного желоба образуется с помощью сварки металлопроката непосредственно к элементам высоковольтной камеры, каркасов блоков аппаратов и настилу рамы кузова секции электровоза и съемных ноликов, устанавливаемых сверху. Съемные полики облегчают монтаж силовых кабелей в желобе и контроль за состоянием силовых кабелей при эксплуатации. Для укладки силовых кабелей вдоль желоба попарно привариваются к настилу рамы кузова вертикальные стойки из полосового материала с гнутыми горизонтальными концами, к которым с помощью болтовых соединений крепятся нажимные планки. Каждая парная вертикальная стойка и настил рамы секции электровоза образуют кабельную опору, исключая перемещение кабелей в опорах. Совокупность нажимных планок и болтовых соединений, размещаемых на кабельных опорах, формируют вдоль силовой кабельной электрической магистрали стяжные устройства для стягивания кабелей к настилу рамы секции электровоза. Кабели укладываются в желоб между вертикальными стойками одним пучком и стягиваются к желобу стяжными планками. В связи с тем, что суммарное поперечное сечение кабелей может сильно меняться из-за производственных допусков на диаметры кабелей, а также из-за того, что силовые кабели по мере продвижения вдоль кабельного канала могут входить и (или) выходить из кабельного желоба, с целью обеспечения плотной стяжки и защиты от продавливания кабелей при затяжке сечение пучка кабелей подгоняется под сечение, образованное парными вертикальными стойками, нажимной планкой и настилом рамы кузова секции электровоза с помощью оборачивания электроизоляционными материалами. При необходимости между кабелями в кабельных опорах дополнительно устанавливаются планки, изготовляемые по месту. Так как пучок кабелей лежит непосредственно на настиле рамы кузова, то для исключения перетирания и обеспечения электроизоляционных свойств, вдоль желоба под кабельной трассой кладут электроизоляционный картон. Пучки в желобе слабоструктурированы, лежат в желобе архаично. Подключение кабелей к блокам электрических аппаратов в высоковольтной камере производится путем вывода кабелей из кабельного желоба вертикально к конкретным блокам электрических аппаратов, а часть в виде пучков кабелей, идущих вдоль блоков электрических аппаратов с постепенным распределением кабелей по блокам электрических аппаратов.
Недостатком известной силовой кабельной системы является нетехнологичность и трудоемкость изготовления ограждающей конструкции непосредственно в кузове секции электровоза. Также недостатком является размещение кабелей одним пучком в кабельных опорах, не обеспечивающего сразу надежного закрепления и требующего мероприятий с дополнительным расходом электроизоляционных материалов как в кабельных опорах, так и в кабельном желобе под кабельной трассой. Кабели в пучках плохо охлаждаются, перетираются. Как правило, допустимые длительные токовые нагрузки принимают с понижающими коэффициентами, учитывающими количество кабелей в пучке (0,68 для 5-6 проводников, 0,63 для 7-9 проводников и 0,6 для 10-12 проводников) (см. Лигерман И.И. "Кабельные сети промышленных предприятий", Москва, "Энергия", 1975, стр. 29). Это влечет или к применению кабелей повышенного сечения, или снижению срока службы кабелей, или к усложнению конструкции с применением принудительной вентиляции. Слабоструктурированность и архаичность кабельной системы приводит к повышенному расходу кабельной продукции. В эксплуатации архаичность приводит к скоплению в кабельном желобе пыли и грязи, кабельный желоб имеет неряшливый вид. Прокладка кабельных ответвлений по каркасам блоков электрических аппаратов связывает блоки электрических аппаратов между собой и затрудняет применение модульного принципа компоновки.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является электровоз грузовой магистральный 2ЭС6 (см. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС6.00.000.000 РЭ Часть 1, с. 16; Части 6, с. 8 и Патент на полезную модель силовой кабельной электрической магистрали секции электровоза 130263 RU, зарегистрированный 20.07.2013, заявка 2013102479/11 от 18.01.2013). Известный электровоз состоит из двух идентичных секций. Силовая кабельная электрическая магистраль каждой секции электровоза включает силовые электрические кабели, кабельные опоры со стяжными устройствами, защиту силовых электрических кабелей от продавливания и элементы дополнительной совместной электроизоляции силовых электрических кабелей от кузова секции электровоза, ограждающую конструкцию со съемными ноликами, расположенную в напольной зоне вдоль секции электровоза. Ограждающая конструкция со съемными ноликами формирует совместно с кабельными опорами со стяжными устройствами кабельный капал, в котором кабельные опоры выполнены в виде составных многоуровневых ложементов с индивидуальными опорными отверстиями для силовых электрических кабелей с диаметрами, соответствующими диаметрам сечений кабелей и обеспечивающими плотное соединение ложементов с кабелями, и с горизонтальными плоскостями разъемов по осям опорных отверстий каждого уровня. Ограждающая конструкция выполнена в виде отдельных самостоятельных каркасов, установленных последовательно друг за другом. Стяжные устройства выполнены в виде системы вертикальных парных шпилек в составе каркасов, нажимных планок, стопорных шайб и гаек. Функцию защиты силовых электрических кабелей от продавливания и элементов дополнительной совместной электроизоляции силовых электрических кабелей от кузова секции электровоза выполняет четкая фиксация опорными отверстиями кабелей в ложементах и структурированное расположение кабелей с обеспечением воздушных зазоров между кабелями и кабелями и кузовом секции электровоза.
Недостатком известной силовой кабельной электрической магистрали секции электровоза является недостаточная технологичность из-за того, что кабельный канал формируется путем приварки отдельных самостоятельных каркасов внутри секции электровоза и полного монтажа силовых электрических кабелей также внутри секции электровоза, что увеличивает длительность общего цикла изготовления и сборки, увеличивает трудоемкость отдельных сборочных операций, ухудшение организации труда из-за скапливания рабочих в ограниченном пространстве секции электровоза, мешающих друг другу. Стационарность сформированного путем приварки всех ограждающих конструкций также ухудшает обслуживание и ремонт, особенно капитальный ремонт, при котором производится полная ревизия состояния кабельной продукции.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, являемся повышение технологичности конструкции силовой кабельной электрической магистрали одно- или двухкабинной секции электровоза, сокращение длительности общего цикла изготовления и сборки, сокращение трудоемкости выполнения операций изготовления и сборки за счет лучшей организацией труда путем исключения скапливания рабочих одновременно длительное время на ограниченном пространстве внутри секции электровоза, снижение себестоимости и повышение качества за счет лучшего доступа при изготовлении к узлам кабельного канала, сокращение времени монтажа и обеспечение необходимой точности позиционирования съемного кабель-канала с интегрированными с ним силовыми электрическими кабелями в секции электровоза, обеспечение надежного заземления, обеспечение хорошей электромагнитной совместимости силовых электрических кабелей в кабельном канале с электрическими машинами и аппаратами секции электровоза, улучшение условий обслуживания и ремонта, особенно при капитальном ремонте, когда идет полная ревизия состояния кабельной продукции, вплоть до замены кабелей, в результате применения принципа агрегатности с разделением сборки на узловую и общую сборки.
Указанный технический результат достигается тем, что в силовой кабельной электрической магистрали одно - или двухкабинной секции электровоза, включающая силовые электрические кабели, кабельный канал со съемными ноликами, ложементами для закрепления силовых электрических кабелей и решетчатыми стенками, расположенный в напольной зоне вдоль секции электровоза, крепление и заземление кабельного канала к кузову секции электровоза, кабельный канал выполнен с возможностью свободного доступа в кабельный канал при снятых съемных ноликах и состоит из двух самостоятельных стационарных каркасов, расположенных по концам машинного отделения секции электровоза, и съемного кабель-канала, выполненного с возможностью интеграции с ним вне секции электровоза силовых электрических кабелей с последующим переносом съемного кабель-канала с силовыми электрическими кабелями в машинное отделение и введением концевых участков силовых электрических кабелей через решетчатые стенки самостоятельных стационарных каркасов и съемного кабель-канала в машинное отделение, в кабину(ы) с последующим подключением концевых участков электрических силовых кабелей к электрическим аппаратам и машинам, к внешним соединителям. При этом крепление и заземление самостоятельных стационарных каркасов к кузову секции электровоза произведено сваркой, а кабель-канала - стяжными соединениями, обеспечивающими заземление съемного кабель-канала с кузовом секции электровоза непосредственным электрическим контактом, кузов секции электровоза оснащен устройством ориентации съемного кабель-канала в машинном отделении, а съемный кабель-канал выполнен с установочными базовыми поверхностями. При этом сопряженные элементы стяжных соединений выполнены в виде планок на съемном кабель-канале и бобышек на кузове секции электровоза из нержавеющей стали, стягиваемых друг к другу с помощью болтовых креплений. Ориентирующее устройство кузова секции электровоза выполнено в виде двух установочных пальцев с коническими заходными поясками, а установочные базовые поверхности съемного кабель-канала выполнены в виде цилиндрических отверстий.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 - изображен вид сверху на силовую кабельную электрическую магистраль одно- или двухкабинной секции электровоза;
На фиг. 2 - изображен разрез А-А на фиг. 1, при этом силовые электрические кабели не показаны;
На фиг. 3 - изображена выноска Б на фиг. 1;
На фиг. 4 - изображен разрез В-В на фиг. 3;
На фиг. 5 - изображена выноска Г па фиг. 1;
На фиг. 6 - изображен повернутый разрез Д-Д на фиг. 5.
В связи с тем, что виды (фиг. 1, 2, 3, 4, 5 и 6) заявленной полезной модели плохо читаются при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить листы горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертеж.
Силовая кабельная электрическая магистраль одно- или двухкабинной секции электровоза 1 содержит кабельный канал 2 со съемными поликами 3, расположенный в напольной зоне секции электровоза 1 и в котором размещены силовые электрические кабели 4 с концевыми участками 5. Кабельный канал 2 состоит из двух самостоятельных стационарных каркасов 6 и 7, расположенных по концам машинного отделения 8, и съемного кабель-канала 9 между ними. Силовые электрические кабели 4 надежно закреплены в съемном кабель-канале 9 с помощью ложементов 10. Концевые участки 5 силовых электрических кабелей 4 через решетчатые стенки 11 самостоятельных стационарных каркасов 6 и 7 и съемного кабель-канала 9 выведены в машинное отделение 8 и в кабину 12 и подключены к электрическим машинам и аппаратам 13 и к внешним соединителям 14. Съемный кабель-канал 9 с силовыми электрическими кабелями 4 сориентирован в машинном отделении 8 устройством ориентации 15 и закреплен на кузове секции электровоза 1 с помощью стяжных соединений 16, обеспечивающих заземление 17 с кузовом секции электровоза 1. Устройство ориентации 15 состоит из двух установочных цилиндрических пальцев 18 с коническими заходными поясками 19, взаимодействующих с двумя базовыми поверхностями 20 в виде цилиндрических отверстий. Стяжные соединения 16 равномерно расположены по контуру съемного кабель-канала 9 и состоят из планок 21 на съемном кабель-канале 9 и бобышек 22 па кузове секции электровоза 1. Материал планок 21 и бобышек 22 - нержавеющая сталь. Съемный кабель-канал 9 с помощью болтовых креплений 23 через планки 21 стянут к бобышкам 22. Самостоятельные стационарные каркасы 6 и 7 закреплены и заземлены к кузову секции электровоза сваркой. Съемные нолики 3 на съемном кабель-канале 9 и на стационарных ограждающих конструкциях 6 и 7 закреплены болтовыми креплениями 24.
Заявляемую полезную модель осуществляют следующим образом. В конструкции кабельного канала используют принцип агрегатности, позволяющим расчленение сборки на узловую и общую сборки. Вне кузова одно- или двухкабинной секции электровоза 1 изготовляют самостоятельные стационарные каркасы 6 и 7 и съемный кабель-канал 9 с решетчатыми стенками 11. В напольной зоне кузова секции электровоза 1 по концам машинного отделения 8 сваркой устанавливают самостоятельные стационарные каркасы 6 и 7. При этом обеспечивается заземление самостоятельных стационарных каркасов 6 и 7 с кузовом секции и электровоза 1. В напольной зоне секции электровоза 1 приваривают установочные пальцы 18 и бобышки 22. Установочные пальцы 18 выполняют цилиндрическими с коническим заходным пояском 19. Съемный кабель-канал 9 оснащают базовыми поверхностями 20 в виде цилиндрических отверстий и планками 21. Планки 21 и бобышки 22 изготовляют из нержавеющей стали. Далее производят оснащение съемного кабель-канала 9 при снятых съемных ноликах 3 силовыми электрическими кабелями 4 путем закрепления их с помощью ложементов 10. После размещения силовых электрических кабелей 4 в съемном кабель-канале 9 съемный кабель-канал 9 закрывается съемными ноликами 3 с помощью болтовых креплений 24 и транспортируется в машинное отделение 8 кузова секции электровоза 1. В машинном отделении 8 кузова секции электровоза 1 съемный кабель-канал 9 устанавливается базовыми поверхностями 20 на установочные пальцы 18, а планками 21 на бобышки 22. Конические заходные пояски 19 установочных пальцев 18 улавливают базовые цилиндрические отверстия 20 и центрируют их. С помощью болтовых креплений 23 стяжные соединения 16 плотно затягиваются, обеспечивая надежное крепление и электрическое заземление 17. За счет изготовления сопрягаемых элементов стяжных соединений 16 из нержавеющей стали и большой поверхности контакта обеспечивается также надежное ЭМС-заземление, обеспечивающее хорошую электромагнитную совместимость (ЭМС) силовых электрических кабелей 4 с электрическими машинами и аппаратами 13. Концевые участки 5 силовых электрических кабелей через решетчатые стенки 11 самостоятельных стационарных каркасов 6 и 7 и съемного кабель-канала 9 выводятся в машинное отделение 8 и в кабину 12 и подключаются к электрическим машинам и аппаратам 13 и к внешним соединителям 14. Самостоятельные стационарные каркасы 6 и 7 закрываются съемными ноликами 3 с помощью болтовых креплений 24. При этом самостоятельные стационарные каркасы 6 и 7 и съемный кабель-канал 9 с силовыми электрическими кабелями 4 формируют кабельный канал 2 секции электровоза, а закрепленные съемные нолики на самостоятельных стационарных каркасах 6 и 7 и съемном кабель-канале 9 создают проход в машинном отделении 8.
Полезная модель «Силовая кабельная электрическая магистраль одно- ил и двухкабинной секции электровоза» соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость», так как данное техническое решение успешно реализовано на электровозах серии 2ЭС6 и 11201, выпускаемых в ООО «Уральские локомотивы» г. Верхняя Пышма.