Испытание и регулировка электроаппаратов подвижного состава

Для обеспечения надежности, электрической прочности и стабильности параметров все электрические аппараты перед их монтажом на подвижной состав подвергаются циклу производственных испытаний и регулировке. Данный этап является критическим в системе технического обслуживания и ремонта, так как от точности настройки срабатывания по току и напряжению зависит безопасность эксплуатации всего тягового электрооборудования.

Организация работ на испытательной станции. Работы по проверке и настройке аппаратуры выполняются на специализированных испытательных станциях, оснащенных универсальными и специализированными стендами.

Основные этапы программы испытаний. В полный объём работ испытательной станции входят следующие обязательные контрольно-регулировочные операции:
- Внешний осмотр и проверка качества сборки;
- Испытание электрической прочности изоляции;
- Измерение сопротивления изоляции и омического сопротивления катушек;

- Регулировка развертки групповых аппаратов;
- Настройка аппаратов защиты и реле на нормируемые значения тока или напряжения срабатывания;
- Контроль механических параметров: проверка давления, притирания и разрыва контактов;
- Прочие проверки в строгом соответствии с техническими условиями (ТУ) на испытание и регулировку конкретных типов аппаратуры.

Стенды оборудуются специальными крепежными приспособлениями, измерительными приборами, выводами регулируемых источников постоянного и переменного тока и напряжения, а также магистралями сжатого воздуха (при испытании электропневматических аппаратов).

Проведение внешнего осмотра и механических измерений. Перед проведением электрических испытаний каждый аппарат подвергается детальному визуальному и механическому контролю.

При внешнем осмотре проверке подлежат:
1. Свободное перемещение подвижных частей, отсутствие заеданий и недопустимых люфтов.
2. Наличие необходимых воздушных зазоров между токоведущими элементами и деталями корпуса.
3. Наличие и качество затяжки всех крепежных деталей.
4. Состояние контактных поверхностей и полнота их соприкосновения.
5. Надежность работы механических блокировок и механизмов фиксации положений привода.
6. Качество внутреннего электрического монтажа и герметичность защитных кожухов.

Измерение омического сопротивления и геометрии контактов. По завершении внешнего осмотра переходят к измерению технических характеристик: омического сопротивления катушек, а также геометрии контактной системы — разрыва, провала (притирания) и контактного давления.

Для замеров омического сопротивления катушек применяются измерительные мосты или метод амперметра-вольтметра. Геометрические параметры контактных групп измеряются с помощью миллиметровой линейки или штангенциркуля:

- Разрыв контактов определяется как минимальное расстояние между ними в свету при полностью выключенном состоянии аппарата (расстояние a на рис. XIV.9).

- Притирание (провал) контактов определяется как расстояние, которое проходит подвижный контакт 2 от момента первого соприкосновения с неподвижным контактом 1 до их полного замыкания (разность расстояний b - a).

Для измерения начального и конечного давления контактов используются пружинные динамометры и полоски бумаги:
- При определении начального давления полоску бумаги закладывают между упором и держателем подвижного контакта.
- При определении конечного давления полоску закладывают непосредственно между замкнутыми контактами (рис. XIV.9, б).

Давление фиксируется по показанию динамометра в момент, когда зажатая полоска бумаги легко освобождается. Усилие динамометра должно прикладываться строго перпендикулярно к плоскости касания контактов. При больших усилиях нажатия применяются специальные тяги в сочетании с системой рычагов (рис. XIV.9, в).

Регулировка групповых аппаратов и их развертки. Большинство групповых электроаппаратов характеризуется многозвенностью размерных цепей и сложной кинематикой, что требует особой точности при их настройке.

У групповых аппаратов регулируют контактную систему и проверяют градусную развертку. Под разверткой понимают обеспечение заданного технологической схемой порядка последовательного включения и выключения контакторных элементов. В процессе регулировки добиваются соблюдения нормативных величин разрыва, притирания и давления контактов, а также верного положения элементов на основаниях, рейках и барабанах валов.

Способы регулировки момента срабатывания. Момент включения и выключения контакторных элементов по лимбу градусной развертки регулируется двумя основными способами:
1. Подбор контакторных элементов по кулачковому валу: изменение положения элемента, его замена или подбор контактов различной толщины.
2. Подбор профиля шайб кулачкового вала: изменение профиля или замена кулачковых шайб под контакторные элементы.

На ремонтных предприятиях наиболее распространен первый способ. Настройку развертки проводят по лимбу, а точные моменты замыкания и размыкания контактов фиксируют с помощью контрольной лампы, включенной в соответствующую электрическую цепь.

Допустимые отклонения градусной развертки зависят от вида выполняемого ремонта:
- При малом ремонте отклонения допускаются до 3°;
- При среднем и капитальном ремонте — не более 1°.

Электрические испытания и настройка параметров срабатывания. После проверки механических параметров аппараты подвергаются испытаниям электрической прочности и регулировке под током или напряжением.

Проверка изоляционных свойств
- Сопротивление изоляции: низковольтные аппараты проверяются мегомметром на напряжение 500 В, высоковольтные — мегомметром на 1000 В. Нормальное сопротивление изоляции любого аппарата должно составлять не менее 1 Мом.

- Электрическая прочность изоляции: испытание проводится в течение 1 мин переменным током промышленной частоты (50 Гц) при напряжении 2100 В на тех же специализированных установках, что и для электрических машин.

Настройка реле и контакторов. Настройка реле на заданный ток или напряжение срабатывания (включение/отключение) выполняется, как правило, при низком напряжении. Например, реле напряжения, работающие в цепи последовательно с добавочным сопротивлением от сети 550 В, регулируют по току срабатывания I_ср:

I_ср = U_норм/R_кат + R_доб

где U_норм — нормативное напряжение срабатывания, R_кат — сопротивление катушки реле, R_доб — величина добавочного сопротивления.

Катушка реле подключается к регулируемому источнику постоянного тока, а контакты — к контрольной лампе. С помощью регулировочных винтов устанавливают нормальный разрыв контактов (ближе к верхнему пределу), после чего, плавно повышая напряжение, фиксируют ток срабатывания по амперметру. В случае отклонения тока от расчетного, натяжение регулировочной пружины изменяют (увеличивают или уменьшают).

Затем проверяют притирание контактов. Если при срабатывании притирание недостаточно или якорь притягивается не полностью, ослабляют отключающую пружину, а четкости включения добиваются уменьшением первоначального магнитного зазора между якорем и сердечником. Если реле не поддается настройке, отключающую пружину заменяют на более мягкую и повторяют процесс. У реле с раздельной настройкой токов включения и выключения имеется дополнительный регулировочный винт, изменяющий зазор между сердечником и якорем в притянутом состоянии (для регулировки тока отпадания).

Схемы подачи питания при испытаниях. Аппараты, рассчитанные на большие токи (автоматические выключатели, линейные контакторы), регулируются током от контактной сети через водяной реостат, от низковольтного двигателя-генератора или статического преобразователя.

Для пересчета показаний при испытании на переменном токе используются специально построенные графики поправок.

Регулировка электропневматических аппаратов на примере регулятора давления АК-11. Характерным представителем электропневматической аппаратуры является автоматический регулятор давления АК-11, применяемый на подвижном составе городского электрического транспорта (трамваи, троллейбусы).

Устройство и принцип работы АК-11. Упрощенная схема регулятора давления АК-11 представлена на рис. XIV.10.

- 1 — неподвижный контакт;
- 2 — подвижный контакт;
- 3 — рычаг выключающего механизма (механизма свободного расцепления);
- 4 — пружина выключающего механизма;
- 5 — резиновая диафрагма;
- 6 — шток;
- 7 — главная пружина;
- 8 — винт для регулировки давления выключения;
- 9 — винт для регулировки разрыва контактов (давления включения).

Рис. XIV.10. Упрощенная схема регулятора давления АК-11

При осмотре регулятора проверяют отсутствие заеданий подвижной системы при включении и отключении вручную. Выключающий механизм должен действовать четко, обеспечивая мгновенный разрыв контактов при переходе через нейтральное положение.

Регулятор подключают к пневматической магистрали и проверяют утечку сжатого воздуха при давлении 0,8 МПа (8 кгс/см²). При наличии утечки ее устраняют подтяжкой болтов диафрагмы. Омическое сопротивление дугогасительной катушки замеряют двойным мостом или методом амперметра-вольтметра (допустимое отклонение сопротивления — от -5% до +8%). Электрическая прочность изоляции между токоведущими частями и корпусом испытывается напряжением 3000 В переменного тока в течение 1 мин.

Порядок настройки параметров давления и разрыва контактов. Для настройки регулятор АК-11 подсоединяют к схеме испытательной станции на место аппарата АК2 через выключатель ВУ2. В регуляторах АК-11 предусмотрена раздельная настройка давлений выключения и включения.

1. Регулировка давления выключения:
- Производится вращением головки винта 8.
- Диапазон регулировки давления выключения составляет 0,3–0,9 МПа (3–9 кгс/см²).
- При полностью ослабленной пружине 7 регулятор выключается при давлении 0,3 МПа (3 кгс/см²), а при полностью ввернутом винте 8 — при давлении 0,9 МПа (9 кгс/см²).
- После настройки устанавливается номинальное давление выключения: 0,65 МПа (6,5 кгс/см²) для троллейбусов или 0,55–0,6 МПа (5,5–6,0 кгс/см²) для вагонов трамвая, после чего головка винта 8 пломбируется.

2. Регулировка давления включения и разрыва контактов:
- Производится винтом 9, который меняет раствор контактов в пределах 5–15 мм.
- Величина разрыва контактов определяет перепад давлений (разность между давлениями включения и выключения).
- При растворе контактов 15 мм перепад давлений должен составлять 0,18–0,21 МПа (1,8–2,1 кгс/см²), а при растворе 5 мм — не более 0,14 МПа (1,4 кгс/см²).
- Определив пределы перепада давлений, настраивают требуемое давление включения регулятора — 0,5 МПа (5 кгс/см²), после чего винт 9 контрится контргайкой и заливается эмалью ГФ-92-ХК.

Важно: При регулировке необходимо стремиться к получению максимального разрыва контактов, так как это существенно улучшает условия дугогашения. Давление воздуха в системе следует поднимать и снижать плавно — со скоростью не более 0,1 МПа (1 кгс/см²) за 15 секунд, иначе результаты настройки будут искажены.

Контрольные испытания после регулировки. По окончании настройки параметров давления выполняются контрольные проверки:
- Контактное давление: должно составлять 45 ± 5 Н (4,5 ± 0,5 кгс).
- Испытание на дугогашение: проводится при длительном токе 5 ± 0,2 А путем 15-кратного включения и выключения регулятора.

Регулятор считается успешно прошедшим испытание, если при разрыве цепи электродвигателя компрессора между его контактами не наблюдается устойчивой электрической дуги и на них отсутствуют следы подгара.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Д. И. Бондаревский, В. М. Кобозев.

Источник: Эксплуатация и ремонт подвижного состава городского электрического транспорта

Даный материал будет полезен студентам высших технических учебных заведений специальности «Городской электрический транспорт», инженерно-техническим работникам, а также специалистам по проектированию, эксплуатации и ремонту трамвайных и троллейбусных депо.