Нагревательные элементы и узлы

На всех вагонах с комбинированным отоплением независимо от завода постройки применяются унифицированные высоковольтные нагревательные элементы HHS2-05 производства заводов Германии. Мощность элемента 2 кВт, рабочее напряжение 500 В, максимальное - 670 В постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 Гц, длина элемента 970 мм, наружный диаметр 48 мм, сопротивление в холодном состоянии (118 ±2,5) Ом, масса 2 кг. Каждый элемент рассчитан на длительную работу при номинальном напряжении в течение не менее 10 000 ч работы или не менее четырех лет после начала эксплуатации.

Места установки нагревательных элементов в котле на всех вагонах с комбинированным отоплением выполнены с учетом полной заменяемости элементов.

Высоковольтный нагревательный элемент (рис. 6.2) представляет собой металлический кожух 8, который отделен от кварцевой трубки 10 слоем графитового порошка 9. Металлический кожух защищает нагревательный элемент от механических повреждений, а графитовый порошок и кварцевая трубка являются изоляционными слоями, причем графит служит также и дополнительной тепловой изоляцией.

На несущий керамический стержень 11, состоящий из нескольких по длине частей, навита нагревательная спираль 12 из проволоки «Канталь DSD» диаметром 0,85 мм. Допустимая температура спирали 1280 °С. Несущий керамический стержень 11 находится в кварцевой трубке 10, нижний конец которой закрыт.

Концы нагревательной спирали присоединены к выводным зажимам 7 и 5 высоковольтного изолятора 3. Верхний, плюсовый конец нагревательной спирали сварен с дугозащитной пружиной 4, а нижний, минусовый конец приварен к обратному проводу 14 из проволоки «Канталь» диаметром 2,5 мм, который проходит через центральное отверстие несущего керамического стержня и ниппель 2.

Для улучшения изоляционных свойств керамического стержня (между нагревательной спиралью и обратным проводом максимальное напряжение составляет 670 В) на обратный провод надеты керамические изоляционные трубки 13.

Нижний конец обратного провода 14, выполненный в виде компенсирующей пружины, гарантирует прочное соединение отдельных частей несущего керамического стержня 11 при изменении длины обратного провода при нагревании.

Рис. 6.2. Высоковольтный нагревательный элемент:

1,5 - выводные зажимы высоковольтного изолятора; 2 - ниппель; 3 - высоковольтный изолятор; 4 - дугозащитная пружина; 6 - болт; 7 - фланец; 8 - металлический кожух; 9 - слой графитового порошка; 10- кварцевая трубка; 11 - керамический стержень; 12 - нагревательная спираль; 13 - керамическая изоляционная трубка;

14 - обратный провод

При возникновении электрической дуги внутри нагревательного элемента пружина 4 вызывает шунтирование нагревательной спирали 12 замыканием пружины 4 и зажима 1.

Высоковольтный нагревательный элемент устроен таким образом, что комплектную нагревательную вставку, состоящую из несущего керамического стержня 11 со спиралью 12 и изолятором 3, можно вынуть, отвернув болты 6 на фланце 7 изолятора, не демонтируя при этом защитный корпус, состоящий из кварцевой трубки 10 и металлического кожуха 8.

Полость кварцевой трубки, т.е. пространство, в котором находится нагревательная спираль, сообщается с атмосферой через отверстия в высоковольтном изоляторе. Благодаря этому при коротком замыкании нагревательного элемента или при перегорании спирали давление внутри не возникает, что исключает возможность взрыва или разрушения нагревательного элемента. Влага (конденсат), проникающая в полость кварцевой трубки, испаряется при включении нагревательного элемента.

От коррозии металлический кожух защищен водо- и термостойким лаком, который наносят на слой грунтовки. Сверху лак три раза покрывают силиконовой краской «Серебряной», и кожух обжигают последовательно при температуре 130 и 200 °С.

При нормальной эксплуатации высоковольтные нагревательные элементы не требуют особого ухода. Во время периодических

осмотров электрооборудования вагона необходимо принять следующие меры предосторожности:

• подвергнуть изоляторы и соединительные провода визуальному контролю на наличие повреждений (при повреждении изолятора и при шунтировании пружиной 4 нагревательной спирали 12 заменить нагревательную вставку);

• очистить изоляторы, соединительные детали, фланцы, и всю зону присоединения высоковольтных нагревательных элементов;

• проверить сопротивление нагревательных спиралей каждой подгруппы (по шесть нагревательных элементов). Сопротивление группы нагревательных элементов при комнатной температуре должно составлять (708^57) Ом. В случае отклонения измеренного сопротивления от допустимого в одной группе необходимо измерить сопротивление каждого отдельного нагревательного элемента Л = (118^) Ом. Неисправную нагревательную вставку необходимо заменить.

Нагревательные элементы разделены на две группы по 12 элементов в каждой. Каждая группа имеет индивидуальное включение и защиту.

В пределах группы элементы разделены на две подгруппы по шесть последовательно соединенных элементов. Между собой подгруппы соединены параллельно. Последовательное соединение электронагревателей в подгруппе выполнено перемычками из неизолированного медного провода диаметром 2,25 мм. Параллельное соединение подгрупп выполняется теплостойким проводом сечением 2,5 мм2.

От высоковольтной магистрали напряжение 3000 В постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 Гц подается через защитную и коммутирующую аппаратуру, расположенную в высоковольтном ящике, на нагревательные элементы котла отопления, работа которых обеспечивается в автоматическом (в соответствии со специальной программой) и ручном режимах.

Для защиты системы отопления от сверх допустимого повышения температуры воды в котле и понижения ее уровня установлены температурное реле и жидкостный выключатель.

Температурное реле является управляющим устройством, срабатывающим при понижении температуры воды в котле ниже 90 °С и повышении ее выше 95 °С, что осуществляется замыканием и размыканием двух электрических цепей, отрегулированных на определенную температуру.

Жидкостный выключатель представляет собой автоматический выключатель, который размыкает цепь электропитания высоковольтного контактора при понижении уровня воды в системе отопления.

В цепь управления высоковольтными контакторами включен конечный выключатель, установленный в зоне защитного кожуха котла и выполняющий роль блокировочного устройства, которое обеспечивает размыкание цепи питания катушек электромагнитных контакторов, подающих высокое напряжение на нагревательные элементы в случае поднятия кожуха при включенных электронагревателях.

На кронштейне, установленном на защитном кожухе котла, закреплен болт, который можно перемещать вверх и вниз, изменяя давление на шток выключателя. Нажатием головки болта на шток выключателя включаются блок-контакты конечного выключателя. При поднятии защитного кожуха шток выключателя освобождается от нажатия на него головки болта и блок-контакты размыкаются, отключая высокое напряжение от нагревательных элементов.

Включение электроотопления осуществляется переключателями, расположенными на пульте управления.

Дополнительное отопление в купейных вагонах Д/к, К/к постройки Германии, а также в вагонах-ресторанах типа СК/к-Д/32, РИЦК напряжением 125 В постоянного тока состоит из электрического калорифера и отдельных нагревательных элементов в купе и вагонах-ресторанах.

Междувагонные электрические соединения, подвагонная магистраль и аппаратура | Проводник пассажирских вагонов | Термическое регулирование температуры электоотопления (тепмоавтоматика отопления)