ИЗОЛИРУЮЩАЯ ПЕРЕГОРОДКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ЭЛЕКТРОВОЗА

Полезная модель относится к электроустановкам электрооборудования железнодорожных транспортных средств и касается конструкции изолирующих перегородок для усиления электрической прочности воздушных промежутков между компонентами электрооборудования в электроустановках и защиты оборудования от возможного воздействия электрической дуги.
Известен разъединитель - контактный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет в отключенном положении изоляционный воздушный промежуток (см. Правила устройства электроустановок ПУЭ. Издание седьмое, с. 202, рис. 4.2.2). Разъединитель может иметь два и более полюсов. Для усиления изоляционных свойств воздушных промежутков между полюсами в некоторых конструкциях электроустановок разъединителей в указанные воздушные промежутки вводят изолирующие перегородки в виде панелей из негнущегося листового диэлектрического дугостойкого материала. При изолирующих перегородках между полюсами отключаемые и включаемые токи возрастают в 1,5 раза по сравнению с электроустановками разъединителей, неоснащенными изолирующими перегородками. Таким образом, удается повысить основные электрические параметры и характеристики указанной электроустановки.
Недостатком известных изолирующих перегородок, представляющих собой отдельные панели, является сложность применения в воздушных зазорах сложной конфигурации.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели являются электроустановки электрооборудования двухсекционного электровоза 2ЭС6 в виде двух идентичных блоков аппаратов, которые в основном предназначены для обеспечения управления и питания тяговых электродвигателей передней и задней тележек секции электровоза (см. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС6.00.000.000 РЭ Часть 1, с. 15-21). Каждый блок аппаратов содержит аппараты, электрические соединительные линии в виде шин и кабелей и каркас. Каждый каркас блока аппаратов состоит из трех самостоятельных компонентов - нижней пространственной и верхней плоской рам и элементов поперечной жесткости, объединенных в единый узел сварными соединениями, при этом верхняя рама выполнена в виде грузоподъемной траверсы с элементами строповки и крепежными отверстиями для установки аппаратов и прокладки электрических соединительных линий. Размеры блоков аппаратов ограничены компоновочными возможностями высоковольтной камеры машинного отделения электровоза. Верхняя рама каркаса выполнена плоской с целью плотного рядного размещения большого количества контакторов и подвода к ним кабелей и силовых шин с обеспечением воздушных промежутков с гарантированной электрической прочностью. С начала выпуска свыше двухсот двухсекционных электровозов 2ЭС6 были оснащены блоками аппаратов с электропневматическими контакторами ПК-21 ЭТ и ПК-32А ЭТ. Каждый из указанных блоков аппаратов был оснащен дополнительно следующими электрическими аппаратами: быстродействующим контактором БК-78Т-01 ЭТ, устройством управления быстродействующим контактором (далее по тексту - УУБК) и балластным резистором, расположенными на верхней раме каркаса. Эти аппараты предназначены для защиты тяговых электродвигателей электровоза в случае быстрого нарастания токов в силовой цепи. Быстрое нарастание токов в силовой цепи бывает в аварийных ситуациях, как в тяговом режиме, так и в режиме рекуперационного или электродинамического торможения. Быстродействующие контакторы работают вкупе с быстродействующим выключателем. Каждый быстродействующий контактор управляется своим
устройством УУБК, которое отслеживает якорные токи тяговых электродвигателей своей тележки. При недопустимом значении скорости нарастания тока в цепи тяговых электродвигателей УУБК производит отключение своего быстродействующего контактора с последующим отключением быстродействующего выключателя. Быстродействующий контактор был размещен крайним в ряду контакторов. Начиная с заводского №236 в блоках аппаратов электровоза 2ЭС6, серийно применяют электромагнитные контакторы CT1130/04 и CT1130/08. В этих контакторах используется современный принцип гашения дуги, базирующийся на технологии ее выдувания с использованием постоянных магнитов и электромагнитов. На начальном этапе применения указанных электромагнитных контакторов для защиты тяговых электродвигателей электровоза в случае быстрого нарастания токов в силовой цепи также использовались быстродействующий контактор и УУБК. В дальнейшем начали применять устройство защиты от аварийных режимов тяговых электродвигателей (далее по тексту - УЗАРД). УЗАРД - это современное устройство для защиты тяговых электродвигателей электровоза, обладающее большим быстродействием, чем быстродействующий контактор БК-78Т-01 ЭТ. При этом по сравнению с БК-78Т-01 ЭТ амплитуда тока якоря защищаемого тягового электродвигателя снижается в 1,5-2 раза. В блоках аппаратов, как с электропневматическими контакторами, так и с электромагнитными контакторами из-за конструктивных особенностей каркаса блока аппаратов и самих контакторов имеются локальные места, например, элементы поперечной жесткости и выступающие элементы аппаратов, в которых не обеспечиваются необходимые электроизолирующие воздушные промежутки. В такие воздушные промежутки конструктивно введены изолирующие перегородки в виде отдельных панелей из диэлектрического малогигроскопичного дугостойкого материала для усиления электрической прочности и защиты от ионизированных зон выхлопа дугогасительных камер контакторов. Вышеуказанным требованиям соответствуют листовые материалы из асбестоцементного ацеида, слоистого пластика дюростона и электротехнического стеклотекстолита. В настоящее время ацеид в железнодорожных транспортных средствах не применяется. Перечисленные материалы не обладают пластичностью и поэтому, к сожалению, не подлежат формообразованию гибкой. В связи с этим изолирующие перегородки выполнены простой формы в виде панелей. Изолирующие панели на блоке аппаратов закрепляются через отверстия в панелях резьбовыми соединениями. В настоящее время проводятся работы в деповских условиях по модернизации ранее выпущенных электровозов с блоками аппаратов, оснащенных электропневматическими контакторами ПК-21 ЭТ и ПК-32А ЭТ и быстродействующим контактором БК-78Т-01 ЭТ с УУБК, в части замены быстродействующего контактора БК-78Т-01 ЭТ с УУБК на УЗАРД без изменения существующего установочного места для быстродействующего контактора БК-78Т-01 ЭТ. При этом возникают места со сложной конфигурацией воздушного промежутка, связанные с электрическими разъемами и кабельными линиями в рядной компоновке контакторов и УЗАРД на верхней раме каркаса, требующие дополнительной защиты с помощью изолирующих перегородок со сложной конфигурацией.
Недостатком известных изолирующих перегородок для электроустановок электровоза, представляющих собой отдельные панели, является то, что невозможно обеспечить электрическую прочность воздушных промежутков со сложной конфигурацией с отклонением локальных мест от нормативных значений и защиту электрооборудования и металлоконструкций блока аппаратов от возможного воздействия электрической дуги при срабатывании контакторов.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленной полезной модели, является реализация, как при новом проектировании, так и особенно при проведении модернизации железнодорожных транспортных средств конструкции изолирующей перегородки для монтажа в электроустановках с плотной компоновкой электрооборудования в воздушных промежутках между компонентами электрооборудования с наличием локальных выступающих частей и кабельных линий с целью обеспечения электрической прочности воздушных промежутков и защиты оборудования от возможного воздействия электрической дуги с обеспечением монтажа изолирующей перегородки в электроустановках как в цельнособранном состоянии, так и по частям.
Технический результат достигается следующим образом. Изолирующая перегородка включает панели из негнущегося листового диэлектрического малогигроскопичного дугостойкого материала с крепежными отверстиями для установки в электроустановках в воздушных промежутках между компонентами электрооборудования. При этом изолирующая перегородка выполнена из пространственно ориентированных последовательно сопряженных концами панелей с образованием стыков и двугранных углов между смежными панелями, а стыки сформированы с помощью накладок, установленных на сопряженные концы панелей с наложением слоя электроизоляционного термостойкого гидрофобного герметизирующего состава, и резьбовых соединений. Причем накладки и крепежные изделия резьбовых соединений выполнены из диэлектрического малогигроскопичного дугостойкого материала, а в панелях и накладках выполнены крепежные отверстия для резьбовых соединений. В сопряжениях концов панелей, по крайней мере, одна накладка расположена с наружной или внутренней стороны одного из стыков. Накладки выполнены с уголковыми сечениями с углами между их полками, равными соответствующим двугранным углам между закрепляемыми смежными панелями. Резьбовые соединения для закрепления смежных панелей выполнены в виде болтовых соединений.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 изображен аксонометрический вид блока аппаратов секции электровоза с установленными изолирующими перегородками;
на фиг. 2 изображен общий вид блока аппаратов секции электровоза с установленными изолирующими перегородками;
на фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 изображен аксонометрический вид изолирующей перегородки с передней стороны с расположением накладок с внутренних сторон стыков до установки на блок аппаратов;
на фиг. 5 изображен аксонометрический вид изолирующей перегородки с тыльной стороны с расположением накладок с наружной и внутренней сторон стыков до установки на блок аппаратов.
В связи с тем, что графические изображения фигур заявленной полезной модели плохо читаются при вертикальном расположении длинных сторон листов, целесообразно было расположить листы горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертежи.
Изолирующая перегородка 1 выполнена из пространственно ориентированных последовательно сопряженных концами 2 и 3, 4 и 5, соответственно, панелей 6, 7 и 8 с образованием стыков 9 и 10 и двугранных углов 11 и 12 между смежными панелями 6 и 7, 7 и 8, соответственно. Стыки 9 и 10 сформированы с помощью накладок 13 и 14, установленных на сопряженные концы 2 и 3, 4 и 5 панелей 6, 7 и 8 с наложением слоя электроизоляционного термостойкого гидрофобного герметизирующего состава 15, например диэлектрической гидрофобной кремнийорганической пасты "Силотерм ЭП-КПД", для исключения неплотностей в стыках 9 и 10, и болтовых соединений 16, выполненных с помощью болтов 17 и гаек 18.
Причем накладки 13, 14, болты 17 и гайки 18 выполнены из диэлектрического малогигроскопичного дугостойкого материала. В панелях 6, 7 и 8 и накладках 13 и 14 выполнены отверстия 19 для болтовых соединений 16. На фиг. 4 и 5 изображены два варианта расположения накладок 13 и 14 в стыках 9 и 10. На фиг. 4 в сопряжении концов 2 и 3 панелей 6 и 7 и сопряжении концов 4 и 5 панелей 7 и 8 накладки 13 и 14 расположены с внутренней стороны стыков 9 и 10. На фиг. 5 в сопряжении концов 2 и 3 панелей 6 и 7 накладка 13 расположена с наружной стороны стыка 9, а в сопряжении концов 4 и 5 панелей 7 и 8 накладка 14 - с внутренней стороны стыка 10. Накладки 13 и 14 выполнены с уголковым сечением с углами 20 и 21 между их полками 22 и 23, 24 и 25, равными соответствующим двугранным углам 11 и 12 между закрепляемыми смежными панелями 6 и 7, 7 и 8. Закрепление изолирующей перегородки 1 к блоку аппаратов 26 производится винтовыми соединениями 27 и 28 через отверстия 29.1 и 29.2. На фиг. 1 и 2 представлен блок аппаратов 26 секции электровоза с установленными на нем электропневматическими контакторами 30 и УЗАРДом 31. На верхней раме 32 каркаса 33 блока аппаратов реализована плотная рядная компоновка контакторов 30 и УЗАРДа 31 с обеспечением необходимых электроизолирующих воздушных промежутков. В критических местах, где не обеспечиваются необходимые воздушные промежутки и защита от возможного воздействия электрической дуги срабатывающих контакторов 30, установлены изолирующие перегородки 1, 34, 35, 36, 37, 38 и 39 из негнущегося листового диэлектрического малогигроскопичного дугостойкого материала. Причем изолирующая перегородка 1 устанавливается вновь, например, при модернизации, и имеет сложную пространственную конфигурацию, электрически разделяя устанавливаемую вместо быстродействующего контактора БК-78Т-01 ЭТ с УУБК УЗАРД 31, его электрические разъемы 40 и кабельные линии 41 от ближайшего к ним электропневматического контактора 30 и элементы каркаса 33. Изолирующая перегородка 1 может поступать на блок аппаратов 26, как в цельнособранном виде, так и в разобранном состоянии. В разобранном состоянии облегчается упаковка и транспортировка изолирующих перегородок 1 до места проведения в деповских условиях модернизации блоков аппаратов 26. Также облегчается монтаж изолирующих перегородок 1 на блоках аппаратов 26 в сложные воздушные промежутки между компонентами электрооборудования.
Использование малогигроскопичного материала в конструкции панелей 6, 7 и 8 и наложение слоя электроизоляционного термостойкого гидрофобного герметизирующего состава 15 с целью исключения неплотностей при формировании стыков 9 и 10 направлено на непременное обеспечение электроизоляционных свойств при возможной конденсации влаги в процессе эксплуатации блоков аппаратов в составе электровоза с предотвращением электрического пробоя. От непосредственного воздействия электрической дуги электроизоляционный термостойкий гидрофобный герметизирующий состав 15 защищен деталями изолирующей перегородки 1.