Главный выключатель

Отличия главного выключателя (ГВ) от быстродействующего определяются следующим. Вследствие значительного индуктивного сопротивления силовых цепей электровоза переменный ток при перегрузках и коротких замыканиях не возрастает так резко (рис. 49), как постоянный (см. рис. 29). Кроме того, переменный ток изменяется синусоидально и поэтому проходит через нулевые значения. Благодаря этому легче разорвать цепь тока и не требуется иметь такое высокое быстродействие выключателя, как при постоянном токе.

Рис. 49. Кривая, характеризующая изменение значения переменного тока при коротком замыкании цепи

Этим же объясняется применение высоковольтных и быстродействующих выключателей на различных участках цепи электроснабжения электрифицированных железных дорог. Начиная от электрической станции (см. рис. 2 и 9), и до ввода на тяговую подстанцию дорог постоянного тока установлены высоковольтные выключатели. Контактную сеть защищают быстродействующие выключатели. На дорогах переменного тока все участки цепи электроснабжения защищены высоковольтными выключателями.

В главных выключателях для гашения электрической дуги чаще всего используют сжатый воздух. При включенном выключателе (рис. 50) ток от токоприемника через разъединитель, неподвижный и подвижной контакты, стержень, размещенный внутри проходного изолятора, пойдет в первичную обмотку тягового трансформатора. Стержень служит одновременно первичной обмоткой трансформатора тока. Вторичная обмотка трансформатора тока соединена с катушкой электромагнита отключения главного выключателя.

Рис. 50. Схема главного выключателя

В случае перегрузки или короткого замыкания ток в первичной и вторичной обмотках трансформатора резко увеличивается. Вследствие этого сердечник электромагнита ГВ втягивается в катушку и открывает пусковой клапан. Сжатый воздух, заполняющий бак, начинает давить на поршень главного клапана. Главный клапан открывается, воздух из бака проходит в опорный изолятор и затем устремляется к замкнутым подвижному и неподвижному контактам.

Под действием сжатого воздуха подвижной контакт отходит от неподвижного, между ними образуется электрическая дуга. Сжатый воздух поступает в отверстие в подвижном контакте и далее в дугогасительную камеру, а из нее через отверстия в атмосферу. Дуга гасится при нулевом значении тока, спустя 0,03-0,04 с после размыкания контактов-

Кроме того, когда открыт главный клапан, сжатый воздух проходит также из бака в цилиндр пневматического привода разъединителя ГВ. Поршень его перемещается слева направо и своим штоком поворачивает рычаг, укрепленный на валу разъединителя. Нож разъединителя ГВ отходит от неподвижного контакта и соединяется с заземляющим устройством. Так как нож разъединителя не рассчитан на гашение электрической дуги, то, чтобы он не разрывал цепь под нагрузкой, движение его начинается спустя некоторое время после начала размыкания контактов ГВ. Это достигается благодаря каналу а, пропускающему в начале движения поршня часть воздуха из цилиндра пневматического привода разъединителя в атмосферу.

После разрыва цепи силового тока питание отключающего электромагнита прекращается. Пусковой, а затем главный клапан и подвижной контакт ГВ возвращаются в исходное положение. Однако нож разъединителя при этом не может замкнуться с неподвижным контактом, так как его привод удерживается в отключенном положении защелкой, входящей в выточку штока поршня. Чтобы снова собрать цепь силового тока, машинист должен нажать на кнопку, находящуюся в цепи включающего электромагнита. При этом его сердечник ударит по защелке, вал разъединителя под действием включающей пружины повернется и нож разъединителя включится. Если необходимо оперативно отключить цепи, машинист нажимает кнопку Отключение ГВ. По катушке электромагнита ручного отключения проходит ток и сердечник, воздействуя на рычаг, открывает пусковой клапан.

Отметим принципиальное отличие в действиях главного выключателя (рис. 51) и быстродействующего: при коротких замыканиях быстродействующий выключатель автоматически срабатывает, как только ток в защищаемой цепи превысит уставку БВ; главный выключатель непосредственно не реагирует на недопустимый ток - он отключается под воздействием реле защит.

Рис. 51. Главный выключатель