Глава VII. Проверка электрических цепей и поиск отказавших элементов

27. Характерные признаки отказов электрических цепей и способы их обнаружения

К наиболее часто встречающимся отказам элементов электрических цепей тепловозов относятся замыкания проводов на корпус, замыкания проводов между собой непосредственным касанием или через корпус тепловоза при повреждении их изоляции, нарушение цепи из-за потери контакта, обрыва или обламывания провода или порчи паяного соединения и повреждения контактной поверхности наконечника при ослаблении резьбового контактного соединения.

Проще всего обнаруживаются нарушения целостности цепей в процессе работы тепловоза или при проверке последовательности срабатывания аппаратов. При обрыве или отсутствии контакта аппарат или группа аппаратов не будут включаться. Таким же образом фиксируют замыкания между собой проводов плюсовых цепей. Главный признак такого замыкания - включение аппарата или группы аппаратов, которые при данном положении органов управления включаться не должны. Замыкания между собой проводов минусовых цепей не оказывают влияния на работу аппаратов, поэтому не обнаруживаются. Замыкание на корпус (заземление) проводов только одних плюсовых или минусовых цепей тоже не оказывает влияния на работу электрических аппаратов. Такие замыкания обнаруживают с помощью штатных приборов тепловоза или мегаомметром. Гораздо опаснее одновременное замыкание на корпус проводов плюсовых и минусовых цепей. Оно может вызывать нарушение последовательности срабатывания аппаратов, срабатывание автоматических выключателей и перегорание предохранителей, а также сильное нагревание проводов вплоть до возникновения возгорания изоляции.

На тепловозе 2ТЭ10М и многих других заземление в электрических цепях управления определяют с помощью вольтметра цепей управления и двух кнопок КИ1 и КИ2 (рис. 72). В исходном состоянии вольтметр V показывает напряжение питания цепей управления. При нажатии на кнопку КИ1 правый вывод вольтметра соединяется с корпусом тепловоза. Если минусовые провода где-либо замыкаются с корпусом тепловоза, то будет протекать ток по цепи: +75 В, провод 470, контакты кнопки КИ2, провод 514, вольтметр V, провод 512, нижние контакты кнопки КИ1, провод 628, корпус тепловоза, место замыкания минусовых проводов с корпусом, -75 В и вольтметр покажет напряжение, мало отличающееся от его показания в исходном состоянии. При нажатии на кнопку КИ2 и наличии замыкания на корпус проводов плюсовых цепей цепь протекания тока будет аналогичной. Если замыкания на корпус отсутствуют, то при нажатии на кнопки КИ1 и КИ2 вольтметр покажет отсутствие напряжения. Чаще вольтметр фиксирует наличие утечек тока на корпус вследствие понижения сопротивления изоляции плюсовых и минусовых цепей, причем чем сопротивление изоляции меньше, тем большее напряжение будет показывать вольтметр. Сумма напряжений, измеряемых вольтметром при поочередном нажатии на кнопки КИ1 и КИ2, должна быть не более 15 В. При большей сумме напряжений необходимо найти участок цепи управления с пониженным сопротивлением изоляции и устранить неисправности.

Рис. 72. Определение заземления в схеме управления тепловозов с помощью вольтметра

Поиск места заземления или участка цепи с пониженным сопротивлением изоляции начинают с определения секции тепловоза, на которой они находятся. Для этого разъединяют межсекционные соединения и повторной проверкой находят неисправную секцию. Межсекционные соединения снимают с обеих секций, так как заземление может быть в самих соединениях. В этом случае после разъединения соединений заземление или уменьшение сопротивления изоляции не обнаруживается. Затем на секции с неисправной цепью управления отключают разъединитель аккумуляторной батареи и мегаомметром или с помощью переносного вольтметра измеряют сопротивление ее изоляции.

Для облегчения процесса поиска мест заземлений электрическая цепь управления тепловоза 2ТЭ10М разделена на участки, гальванически связанные только по минусовым цепям, и установлены замыкатели минусовых цепей 1М, 2М и 3М (рис. 73). Поэтому на этом тепловозе дальнейшую работу по поиску места заземления выполняют в следующем порядке. Вновь включают разъединитель аккумуляторной батареи ВБ и начинают поочередно отключать АЛСН, радиостанцию, освещение и снимать разъемы у бесконтактных аппаратов, каждый раз с помощью кнопок КИ1 и КИ2 проверяя наличие заземления. Если вольтметр показал отсутствие заземления, то оно имеется в том узле, при отключении которого исчезло. Неисправные блоки АЛСН, радиостанцию и бесконтактный аппарат заменяют, а у цепи освещения еачинают проверять все провода. Если в отклоненных узлах заземления нет, то, не усианавливая на место разъемов бесконтактных аппаратов, выключают разъединитель ВБ аккумуляторной батареи, все автоматические выключатели и тумблеры и снимают вставки замыкателей 1М-3М. Мегаомметром измеряют сопротивление каждой из цепей, соединенных с контактами вставок замыкателей. Найдя цепь с заземлением, разбирают ее соединения и последовательно измеряют сопротивление изоляции всех аппаратов и проводов, находящихся в этой цепи.

Рис. 73. Структурная схема цепей управления тепловоза 2ТЭ10М

Наличие заземления проводов тяговой цепи определяют с помощью реле заземления. Реле заземления типа Р-45Г2 срабатывает при замыкании на корпус плюсов проводов. При появлении заземления в минусовых цепях это реле не срабатывает и такие замыкания на корпус обнаруживают только с помощью мегаомметра. Если замыкание на корпус произошло в обмотках тягового электродвигателя, то неисправный двигатель находят путем поочередного отключения их и включения тяговой нагрузки. Реле заземления будет срабатывать при подаче напряжения на неисправный двигатель.

Место заземления в цепи тягового электродвигателя находят с помощью мегаомметра при отключенном разъединителе реле заземления. Сначала определяют, где находится заземление: в цепи обмотки возбуждения или якоря. Для этого подкладывают изоляционные прокладки под контакты реверсора, соединенные с обмоткой возбуждения, и измеряют сопротивление изоляции каждой из этих обмоток. При наличии заземления в цепи обмотки возбуждения отключают от нее резисторы ослабления возбуждения и их контакторы и последовательно измеряя сопротивление изоляции обмотки возбуждения и каждого из резисторов, находят неисправный элемент. Если заземление находится в цепи обмотки якоря тягового электродвигателя, то эту цепь разделяют на две части: обмотку якоря и обмотку возбуждения добавочных полюсов. Для этого снимают с коллектора щетки или между щетками и коллектором устанавливают изоляционные прокладки. Затем, измерив сопротивление изоляции каждой из обмоток в отдельности, находят поврежденную.

Как уже отмечалось, установить наличие обрыва провода или отсутствие контакта или замыкания плюсовых проводов между собой достаточно просто. Гораздо труднее установить место повреждения, т.е. найти неисправный провод или контактное соединение. Если заведомо известна цепь с повреждением (например, цепь катушки контактора двигателя топливоподкачивающего насоса, цепь катушки пускового контактора и т. д,), то используют следующие методы поиска места повреждения цепи:

1. Внешний осмотр. Тщательно осматривают контактные соединения и контакты аппаратов и проверяют соединения проводов с наконечниками, отсутствие обрывов и изломов по пайке.
2. Метод исключения. Суть его заключается в том, что предполагаемое место обрыва цепи какого-либо аппарата шунтируют перемычкой, выполненной из многожильного гибкого изолированного провода сечением 1,5-2,5 мм². Метод эффективен и, как правило, позволяет сразу достичь нужного результата. Необходимо помнить, что шунтирование цепей контактов защитных реле требует повышенного внимания и непрерывного наблюдения за работой дизеля и тяговых электрических машин, так как может привести к аварии.
3. Метод замены. Заключается в замене предполагаемого неисправного элемента заведомо исправным. Применяется при проверке схемы управления тепловоза после ремонта на реостатных испытаниях. Допустим, при первом после ремонта пуске дизеля тепловоза 2ТЭ10М масляный насос работал более 90 с, причем его работа была прекращена путем отключения тумблера ТН1. Причин этой неисправности схемы управления пуском дизеля может быть две: неисправность реле времени РВ1 или цепей пуска дизеля. Вот в этом случае к целесообразно заменить реле времени и повторить пуск. Если через 90 с после начала работы вспомогательного масляного насоса включились пусковые контакторы и произошел пуск дизеля, значит, на тепловоз было установлено неисправное реле времени. Если же после замены реле времени в работе цепей пуска дизеля изменений не произошло - нужно проверять эти цепи.
4. Метод таблиц. Он заключается в том, что для конкретного тепловоза составляют таблицы, в которых перечисляют возможные неисправности, причины их возникновения и способы устранения. Метод находит ограниченное применение. Как показывает опыт, отдельно взятый внешний признак неисправности не всегда указывает на определенную причину отказа.
5. Метод измерения потенциалов. Этот метод применяется наиболее широко, Он заключается в том, что создают условия для нормальной работы невключившегося аппарата, для чего включают нужные разъединители, автоматические выключатели, тумблеры и кнопки, а затем с помощью вольтметра, а чаще с помощью контрольной лампы проверяют наличие напряжения (потенциала) в различных точках проверяемой цепи. Элемент цепи с нарушенным контактом всегда находится между точками, в одной из которых потенциал есть, а в другой он отсутствует. В качестве контрольной лампы используют тепловозную лампу освещения, вставленную в патрон с двумя гибкими изолированными проводами сечением 1,0-1,5 мм². Длина одного провода около 5 м, а другого - около 1 м. Конец длинного провода припаивают к пружинному зажиму типа "крокодил". На свободном конце короткого провода устанавливают щуп с изолированной ручкой. Допустим, после пуска дизеля тепловоза 2ТЭ10М не включился электропневматический вентиль отключения ряда топливных насосов ВП6 по причине неисправности вспомогательных контактов Д3 между проводами 917 и 919 (рис. 74).
   
   Рис. 74. Цепь питания катушки электропневматического вентиля ВП6
   
   
   Для ускорения поиска используют способ "средней точки", в соответствии с которым проверяемую цепь разделяют на два участка, затем участок с неисправностью делят снова пополам и так до тех пор, пока не будет найден неисправный элемент цепи - провод, контакты аппарата, катушка. В данном случае в качестве первой точки может быть выбран вспомогательный контакт контактора ВВ, к которому подключен провод 226. Подключают щуп лампы к этому контакту - очевидно, что лампа гореть не будет. Это свидетельствует о том, что неисправность находится между этой точкой и автоматическим выключателем А5. Теперь касаются щупом зажима ⁹/₁₄, делящего участок цепи с неисправностью на две примерно равные части. Лампа будет гореть, указывая на то, что неисправность находится на участке зажим ⁹/₁₄ - вспомогательный контакт контактора ВВ с проводом 226. Теперь щуп подключают к вспомогательному контакту контактора Д3, с которым соединен провод 919,- лампа горит. Следовательно, выявлено три элемента, один из которых неисправен: провода 226, 917 к вспомогательные контакты контактора Д3. В данном случае Подключают щуп к вспомогательному контакту контактора Д3, соединенному с проводом 917,- лампа не горит. Неисправный элемент найден - это вспомогательные контакты контактора Д3. Наибольшее число неисправностей на тепловозе 2ТЭ10М наблюдается в цепях пуска дизеля и включения режима тяги. Для уменьшения времени поиска неисправностей в этих цепях тепловозы 2ТЭ10М оборудованы указателем повреждений, принципиальная схема которого показана на рис. 75. Он содержит амперметр 1 со шкалой, на которой нанесены обозначения, соответствующие контактам 7 - 11 и аппарату 12, и резисторы 2-6, число которых равно числу контрольных точек цепи. Если все контакты 7 - 11 замкнуты и соединяющие их провода исправны, то катушка аппарата 12 получает питание, а к прибору 1 будет протекать ток через все резисторы 2-6, соединенные параллельно. Этот ток будет иметь наибольшее значение, стрелка прибора отклонится на максимальный угол и будет указывать на обозначение, свидетельствующее о включении аппарата 12.
   
   Рис. 75. Принципиальная схема указателя повреждений
   
   
   В случае неисправности одного из контактов, например 9, катушка аппарата 12 не получит питания, а к прибору ток будет протекать только через резисторы 2 и 3, находящиеся слева от неисправного контакта. В этом случае стрелка прибора 1 отклонится на такой угол, что она будет указывать на обозначение невключившегося контакта. Если в цепи имеется несколько невключившихся контактов, то прибор укажет неисправность только первого слева контакта. После устранения неисправности - следующего и т. д.
6. Комплексный метод проверки цепи управления. На ТР-2 и ТР-3 возникает необходимость проверки всех цепей управления перед выпуском тепловоза из ремонта. Для уменьшения времени, затрачиваемого на эту проверку, используют комплексный метод. В соответствии с ним проверка электрических цепей производится в определенном порядке, по отдельным узлам, каждый из которых выполняет определенную типовую операцию управления тепловозом. Типовые операции управления одинаковы на всех тепловозах. Это включение двигателя топливоподкачивающего насоса, пуск дизеля, приведение тепловоза в движение, регулирование мощности дизеля, режима возбуждения тяговых электродвигателей, температур воды и масла дизеля. Каждая такая операция сопровождается включением определенных аппаратов и внешними признаками, по которым можно судить о наличии или отсутствии неисправностей в проверяемом узле электрической цепи. Внешними признаками являются показания контрольно-измерительных приборов и шум работающих устройств (топливоподкачивающего и маслопрокачивающего насосов, дизеля). Проверку узлов ведут в порядке, в каком они перечислены. При обнаружении неисправного узла находят аппарат, в цепи которого имеется неисправность. Так как в электрических цепях управления тепловоза аппараты срабатывают в строго определенной последовательности, то и осмотр их выполняют в такой же последовательности, что уменьшает время поиска неисправности. Проверку цепей и поиск в них неисправностей выполняют с помощью метода измерения потенциалов способом "средней точки". Если электрическое оборудование тепловоза расположено в нескольких аппаратных камерах, способ "средней точки" применяют с учетом расположения электрических аппаратов по аппаратным камерам. В этом случае целесообразно проверить все элементы цепи, расположенные в одной камере, а затем проверять элементы, расположенные в другой или в пульте управления. К проверке очередного узла электрической цепи управления переходят только после устранения обнаруженных неисправностей и при исправной работе проверяемого узла.