Высоковольтное электрооборудование Пассажирских вагонов
Высоковольтное электрооборудование Пассажирских вагонов
1. Схема питания высоковольтного электроотопления и источники электроснабжения электроотопления.
Источники электроснабжения элекроотопления:
1. При движении поезда по маршруту — электровоз
2. На технической станции — высоковольтная колонка
С подстанции 27500В поступает на контактный провод. С контактного провода на понтограф электровоза. При включении главного разъединителя напряжение поступает на понижающий трансформатор, где понижается до 3000В. При включении быстродействующего выключателя напряжение поступает в подвагонную высоковольтную магистраль пассажирского поезда. На электрощите загораются светодиоды наличия 3000В. Этот светодиод оповещает дежурного проводника о подаче напряжения и дежурный проводник включает электроотопление.
Основные элементы устройства электроотопления на пассажирских вагонах. Назначение данных устройств.
Система отопления состоит из:
— котла, служащего для нагрева воды и расширителя;
— калорифера, предназначенного для подогрева воздуха и подачи его в систему вентиляции;
— бойлера, служащего для подогрева воды;
— запасного бака, объемом 40 л, служит для запаса воды в системе отопления и пополнения ее через ручной насос;
— ручного насоса, служит для принудительной циркуляции воды в системе отопления, а также пополнения системы водой из запасного бака;
— циркуляционного насоса, также служит для принудительной циркуляции воды;
— сливной пробки (грязевика), предназначенного для слива воды и удаления грязи;
— воздухопробных кранов, служат для удаления воздушных пробок;
— водообогревательных головок, служащих для обогрева водоналивных труб;
— купейной и коридорной веток;
— стояков купейной и коридорной веток;
— санузлов с арматурой;
— термометра и гидрометра.
Отопительный котел состоит из:
— топочной камеры с зольником и колосниковой решеткой;
— циркуляционных труб для увеличения поверхности нагрева воды;
— 24-х электронагревательных элементов;
Рабочее и защитное заземление ( расположение на вагоне и назначение )
1. Рабочее заземление
Предназначено для непрерывной работы электроотопления, а также для защиты от наведенного напряжения от контактной сети. Шунты рабочего напряжения установлены:
· Подвагонный высоковольтный ящик — корпус вагона — 2шт
· Корпус вагона тележка — 4шт
· Тележка — букса -4шт
Сечение одного рабочего заземления должно быть не менее 25 мм²
2. Защитное заземление
Предназначено для защиты человека, а также электроустановок от поражения электрическим током
Шунты защитного заземления установлены:
· Копус котла — корпус вагона — 1шт
· Кожух котла — корпус вагона — 1шт
· Рабочая розетка — корпус вагона — 2шт
· Холостой приемник — корпус вагона — 2шт
· Межвагонное высоковольтное соединение — корпус вагона — 2шт
· Защитная алюминиевая труба подвагонной высоковольтной магистрали — корпус вагона — 2шт
Подвагонная высоковольтная магистраль ( расположение, устройство и назначение )
Подвагонная высоковольтная магистраль установлена под вагоном, предназначена для передачи электроэнергии 3000В от одной рабочей розетки до другой.
· Изолированный высоковольтный кабель марки ПS 4000 сечением 95 мм²
· Защитная алюминиевая труба
· Кронштейны крепления к кузову вагона
Межвагонное высоковольтное соединение ( расположение, устройство и назначение )
Расположено с торца вагона. Длина МВС:
· Тверские вагоны — 4м 15см
· Германия — 3м 65см
Предназначено для гибкого соединения двух вагонов при работе высоковольтного электроотопления
· Кабель сечением 95 мм² или 120 мм²
· Узел крепления к кузову вагона
· Защитная алюминиевая труба
Высоковольтное электрооборудование Пассажирских вагонов
1. Схема питания высоковольтного электроотопления и источники электроснабжения электроотопления.
Источники электроснабжения элекроотопления:
1. При движении поезда по маршруту — электровоз
2. На технической станции — высоковольтная колонка
С подстанции 27500В поступает на контактный провод. С контактного провода на понтограф электровоза. При включении главного разъединителя напряжение поступает на понижающий трансформатор, где понижается до 3000В. При включении быстродействующего выключателя напряжение поступает в подвагонную высоковольтную магистраль пассажирского поезда. На электрощите загораются светодиоды наличия 3000В. Этот светодиод оповещает дежурного проводника о подаче напряжения и дежурный проводник включает электроотопление.
[Статья] Система отопления пассажирских вагонов
Общие сведения
Поддержание в помещениях пассажирских вагонов температуры, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям, является одним из главных условий перевозки пассажиров. Для этого ЦМВ оснащены надежной системой отопления, способной обеспечивать нормальную температуру в пассажирских помещениях при любых низких температурах наружного воздуха, если соблюдается режим работы системы в соответствии с конкретными условиями. Проводники вагонов должны хорошо знать устройство систем отопления, уметь обеспечивать правильный режим работы отопительной установки и в необходимых случаях устранять возникающие в эксплуатации мелкие неисправности.
В пассажирских вагонах, эксплуатируемых на железных дорогах Советского Союза, применяются следующие системы отопления:
индивидуальное водяное от отдельного установленного в вагоне котла, нагреваемого сжиганием твердого топлива (каменного угля), подробнее о котором можно почитать по ссылке;
комбинированное с использованием электроэнергии или твердого топлива для нагрева воды в котле;
электрическое от специального вагона-дизель-электростанции, или от контактной сети через электровоз, или от подвагонного генератора;
смешанное — водяное при нагреве воды в котле сжиганием твердого топлива и электрическое от подвагонного генератора при нагреве воздуха в вагоне электропечами.
Пассажирские вагоны международного сообщения оборудованы паропроводной магистралью. Пар применяется при следовании вагонов по дорогам зарубежных стран, причем он используется только для нагрева воды в котле.
В вагонах, оборудованных системой индивидуального водяного или комбинированного отопления, обогрев производится проложенными по всей длине кузова трубами, в которых циркулирует горячая вода, нагреваемая сжиганием твердого топлива или электроэнергией. Действие такой системы основано на известном законе физики, согласно которому частицы воды при нагревании увеличиваются в объеме, а плотность их уменьшается. Нагретые частицы как более легкие устремляются вверх. В то же время частицы, находящиеся в трубах, охлаждаются и уменьшаются в объеме, плотность их увеличивается, вследствие чего они как более тяжелые опускаются вниз. Таким образом, благодаря различию плотности воды в котле и нагревательных трубах непрерывно происходит циркуляция (движение) воды в системе отопления по замкнутому кольцу котел — обогревательные трубы — котел. Направление движения воды при циркуляции показано стрелками на рис. 51.
Система индивидуального водяного отопления пассажирского вагона независимо от ее конструктивных особенностей состоит из следующих элементов: котла 1 с топкой 7 и дымовытяжной трубой 5; бака-расширителя 2, который является резервуаром для запаса горячей воды в системе; разводящих 3, 4 и обогревательных 6 труб; насосов для питания системы водой и для осуществления искусственной циркуляции, арматуры и других вспомогательных устройств. Все горизонтальные трубы в вагоне уложены с некоторым уклоном, что создает лучшие условия для циркуляции воды в системе, а также позволяет обеспечить при необходимости полное удаление воды из труб отопления и водоснабжения.
Системы электрического отопления пассажирских вагонов по конструктивным признакам и способам получения тепла делятся на следующие основные группы:
системы с расположением приборов отопления (электрических печей) непосредственно в вагоне;
системы воздушного отопления с воздухоподогревателем, расположенным в пространстве между потолком и крышей в начале вентиляционного воздуховода.
Комбинированные и смешанные системы отопления представляют собой сочетание нескольких видов отопления. Так, в вагоне международного сообщения применяется паровое и электрическое отопление. При комбинированной системе водяного отопления вода в котле может нагреваться как сжиганием угля в топке, так и с помощью электронагревательных элементов. В пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха наряду с основной системой водяного отопления применяется и электрическое от подвагонного генератора в качестве вспомогательного при низких наружных температурах зимой и основного в переходные периоды года.
В эксплуатируемых на дорогах СССР пассажирских вагонах применяются различные системы индивидуального водяного отопления, отличающиеся одна от другой лишь некоторыми особенностями:
типом котла (змеевиковый цилиндрический с водяной рубашкой верхнего горения или прямоугольный совмещенный с расширителем, применяемый главным образом в вагонах международного сообщения) ;
типом воздухоподогревателя (трубчатый, карманный, пластинчатый, обеспечивающие различную отдачу тепла);
способом расположения воздухоподогревателя (отдельно от расширителя или совмещенно).
Индивидуальное водяное отопление имеет ряд недостатков, которые вызвали необходимость его замены комбинированным отоплением на вновь строящихся вагонах и подвергающихся модернизации. Перечислим основные недостатки.
Водогрейный котел не оборудован устройствами автоматического управления режимом отопления и подачи топлива. Транспортировку угля, его погрузку в вагон и подноску к котлу осуществляют вручную— это приводит к загрязнению вагона углем, а применение ручного труда делает работу обслуживающего персонала малопроизводительной и тяжелой. Температура воздуха внутри вагона зависит от марки топлива и квалификации проводников.
При работе котла водяного отопления продукты неполного сгорания топлива попадают внутрь вагона и загрязняют воздух. Это вынуждает обеспечивать непрерывную работу системы принудительной вентиляции.
Коэффициент полезного действия системы индивидуального водяного отопления не превышает 50%. Занятость проводников отоплением вагона отражается на культуре обслуживания пассажиров (для этого остается меньше времени) .
В то же время система индивидуального водяного отопления имеет и положительные свойства: вагоны с такой системой не зависят от наличия электроэнергии; в котле можно сжигать твердое топливо любых видов; вода как теплоноситель обладает большой тепловой инерцией, поэтому после прекращения работы котла температура воздуха внутри вагона понижается приблизительно на 8°С в 1 ч при наружной температуре —40 °С.
Мощность приборов электрического отопления от подвагонного генератора ограничена до 16 кВт, поэтому такое отопление применяется дополнительно к водяному отоплению зимой и в качестве основного в переходные периоды года (осень, весна) при наружных температурах от +10 до —5°С. Электрическое отопление от подвагонного генератора мощностью более 16 кВт на дорогах СССР не применяется.
Несмотря на явные преимущества электрического отопления по сравнению с индивидуальным водяным (работа в автоматических режимах, обеспечение необходимых температурных и других санитарно-гигиенических параметров, облегчение труда проводников, повышение культуры обслуживания пассажиров и др.) оно все же пока не нашло широкого применения по ряду причин.
В системе отопления от контактной сети электропечи расположены по всему вагону вдоль боковых стен в купе и коридорах. Несмотря на повышенные требования пожарной безопасности в части монтажа и эксплуатации электропечей все же не всегда удается полностью устранить опасность возникновения пожара.
Вагоны с электрическим отоплением от контактной сети могут эксплуатироваться только на электрифицированных линиях, так как пока нет возможности обеспечить питание приборов отопления от тепловоза или вагона-электростанции напряжением 3000 В.
В то же время система электрического отопления не имеет недостатков, присущих водяному отоплению, а коэффициент полезного действия ее практически равен 100%.
С 1974 г. все вновь строящиеся пассажирские вагоны выпускаются только с комбинированным (электроугольным) отоплением. В вагонах эксплуатационного парка при модернизации водяное отопление также заменяется комбинированным. С целью унификации оборудования, облегчения его эксплуатации и ремонта питание электронагревательных элементов котла в вагонах с комбинированным отоплением осуществляется постоянным или однофазным переменным током напряжением 3000 В частотой 50 Гц от контактной сети через электровоз.
Пассажирские вагоны с комбинированным отоплением не имеют недостатков, присущих вагонам с электрическим отоплением. Благодаря размещению электронагревательных элементов внутри котла и отсутствию электрического воздухоподогревателя значительно снижена пожарная опасность. На неэлектрифицированных участках пути котел комбинированного отопления работает на твердом топливе. Таким образом, при работе на электроэнергии от контактной сети система комбинированного отопления сохраняет все указанные выше преимущества электрического и водяного отопления. Правда, масса тары вагона с таким отоплением больше, чем с водяным отоплением на 800 кг и с электрическим отоплением — на 3000 кг.
Водяное отопление вагонов постройки отечественных заводов
Начиная с 1958 г., отечественные вагоностроительные заводы выпускали вагоны с системой отопления (рис. 52), в которой котел 5 совмещен с расширителем 26, а пластинчатый воздухоподогреватель 20 установлен отдельно. Внутренняя часть цилиндрического котла — огневая коробка, образующая топочную камеру. В нижней части камеры расположена колосниковая решетка, а под решеткой — зольник. В верхнюю часть огневой коробки вварены наклонные циркуляционные трубы для увеличения поверхности нагрева котла. Над огневой коробкой находится дымовытяжная труба. Огневая коробка помещена внутри кожуха, образующего водяную рубашку котла (пространство между коробкой и кожухом заполняется водой). Отверстия в топке для закладывания топлива на колосниковую решетку и в зольнике для подачи воздуха под решетку закрываются дверками.
Воздухоподогреватель одной трубой соединен с расширителем, а другой — с водяной рубашкой в нижней части котла. Раздельное расположение воздухоподогревателя и расширителя позволяет более рационально пользоваться системой отопления и использовать только воздухоподогреватель в переходное время года.
Система отопления вагонов выпуска 1966—1974 гг. по сути не отличается от описанной, однако имеет некоторые конструктивные особенности:
к системе водяного отопления подключены трубопроводы горячего водоснабжения;
установлен центробежный циркуляционный насос с электродвигателем для усиления циркуляции воды через воздухоподогреватель, когда температура наружного воздуха низкая и не обеспечивается подогрев воздуха до требуемой температуры;
ручной насос, предназначенный для пополнения котла водой из запасного бака, в необходимых случаях можно использовать для усиления циркуляции воды в системе;
для контроля за температурой воды в котле установлен манометрический дистанционный термометр с пределом измерений от 0 до 120°С. Датчик термометра вставляют в трубку, вваренную в крестовину верхних разводящих труб или в расширитель котла, указатель со шкалой размещен на перегородке служебного отделения.
Усовершенствованная система водяного отопления может работать в следующих режимах:
обогрев помещений вагона отопительными трубами и подогретым вентиляционным воздухом;
обогрев отдельными ветвями отопительных труб с усилением циркуляции воды (при необходимости) с помощью ручного насоса;
усиление подогрева вентиляционного воздуха с помощью циркуляционного насоса (при этом следует поддерживать интенсивное горение топлива);
обогрев подогретым воздухом при отключенных обогревательных трубах (этот режим применяется при плюсовых температурах наружного воздуха);
обогрев отопительными трубами при выключенной принудительной вентиляции.
Режим работы системы отопления устанавливает проводник в зависимости от температуры наружного воздуха и внутри вагона, от населенности вагона и времени года.
Отопление вагонов постройки заводов ГДР
Система отопления купейных вагонов, построенных на заводах ГДР в период с 1969 г., отличается
192 тем, что к отопительной установке подключен бойлер для подачи горячей воды к умывальникам и в служебное отделение. Знмой вода нагревается в системе отопления, летом она поступает в змеевик от водогрейной плиты, которая одновременно служит и для приготовления пищи. В вагонах выпуска с 1970 г. установлены ребристые обогревательные трубы, благодаря чему отопительная установка стала более экономичной.
В этих вагонах расширитель 6 (рис. 53) установлен отдельно от котла. Пластинчатый воздухоподогреватель 9 размещен несколько ниже расширителя и соединен с нижней частью котла, что обеспечивает лучшую циркуляцию воды. Особенность системы — наличие специального подводящего колена 6а от котла к расширителю. В колено вварены верхние трубы отопления. Благодаря этому горячая вода из верхней части котла поступает непосредственно в трубы и обеспечивается лучший обогрев вагона. У вагона такого типа более ранней постройки трубы отопления вварены в нижнюю часть расширителя и вода до поступления в них значительно охлаждается в расширителе. Кроме того, при этом в трубы попадают оседающие на дно расширителя ржавчина и грязь, что ухудшает циркуляцию воды в системе.
Теплая вода поступает в расширитель через уравнительный трубопровод 63. Для удаления воздуха, скапливающегося в воздухоподогревателе, котле и трубопроводе, предусмотрены вентиляционные трубы 64, 67. Бойлер-водонагреватель 48 снабжен дистанционным термометром 45, Когда котел не работает, для получения горячей воды топят плиту 47. На котле закреплен ручной насос 3, а также установлены дистанционный термометр 10 для контроля за температурой воды в котле и расширителе и гидрометр 5. Красная неподвижная стрелка или красная черта на шкале гидрометра указывает наименьший допускаемый уровень воды в котле, черная (рабочая) стрелка — действительный уровень воды. Если черная стрелка расположена ниже красной, значит воды в системе недостаточно. При этом не только прекращается циркуляция по трубам, но и могут сгореть прокладки между фланцами котла. Когда черная стрелка совпадает с красной, вода в системе находится на наименьшем допустимом уровне — у середины расширителя.
На трубе, соединяющей гидрометр с котлом, установлен трехходовой кран для отключения прибора при ремонте. С помощью этого крана проверяют также действие гидрометра. Сначала ручку крана ставят в горизонтальное положение, при котором гидрометр отключается от системы отопления и соединяется с атмосферой через отверстие в корпусе крана. Когда из этого отверстия вытечет небольшое количество воды и черная стрелка установится на нулевой отметке, ручку крана ставят вертикально. Тогда черная стрелка должна вернуться в положение, в котором она находилась до отключения. Если этого не произойдет, значит гидрометр неисправен.
Уровень воды в системе проверяют также с помощью водопробного крана 25 на вестовой трубе 4. Вода из этой трубы сливается в воронку 34, а затем в бак 13. Для добавления воды в нижнюю трубу отопления непосредственно из расширителя предусмотрен обратный клапан 66. Наибольшая допустимая температура воды в котле (90— 95 °С) на большинстве дистанционных термометров отмечена красной стрелкой или красной линией. Шкала термометра 10 имеет деления от О до +120°С.
Обогрев вагонов габарита ОЗ-Т(РИЦ) международного сообщения постройки заводов ГДР при следовании по железным дорогам СССР осуществляется системой обычного водяного отопления. В топке котла сжигают твердое топливо. На железных дорогах зарубежных стран эти вагоны подключают к поездной паровой магистрали и нагрев воды в системе отопления производится паром, поступающим от локомотива или вагона-котельной.
С 1978 г. вагоны габарита 03-1 (РИЦ) строят с системой комбинированного отопления.
Электрическое отопление вагонов
Широкая электрификация железных дорог позволила приступить к оборудованию цельнометаллических пассажирских вагонов более совершенным электрическим отоплением с использованием тока напряжением 3000 В от контактного провода через электровоз. Электрическое отопление обеспечивает надежность и стабильность обогрева помещений, гигиеничность, простоту в обслуживании, уменьшение массы тары вагона и сокращение эксплуатационных расходов.
Каждый вагон, оборудованный электрическим отоплением, имеет подвагонную магистраль на напряжение 3000 В, проложенную в алюминиевой трубе. Магистрали вагонов сообщаются через междувагонные соединения (рис. 54), которые состоят из штепсельных розеток 1, укрепленных под концевыми балками рамы кузова, кронштейна 4, штепселя 2 и кабеля 3. При электрическом соединении штепсель входит в розетку и запирается блокировочным ключом. С каждого конца вагона на торцовой стене кузова установлен холостой приемник 5. Если штепсель не вставлен в рабочую розетку (например, на последнем вагоне поезда), то его закрепляют в холостом приемнике.
Штепсельные розетки снабжены специальным замком, который при снятом блокировочном ключе предохраняет от возможных разъединений междувагонные соединения, если они находятся под напряжением. Ключ от этих замков должен находиться у машиниста или другого работника, ответственного за технику безопасности.
Под каждым вагоном закреплен высоковольтный ящик, в котором размещена аппаратура системы отопления вагона: разъединитель, высоковольтные предохранители и контакторы. Подвагонный ящик снабжен блокировочными устройствами, которые при открывании ящика обесточивают цепи управления высоковольтных контакторов. С крышкой ящика связан разъединитель, обесточивающий все высоковольтные аппараты при полном ее открывании.
В межобластном вагоне постройки завода ПНР установлены 52 электропечи общей мощностью 26 кВт, которые разделены на три группы. Первая и вторая группы (в каждой по 20 печей) размещены в помещении для пассажиров около боковых и торцовых стен, третья группа (12 печей) обогревает служебное отделение и туалеты. Каждая электропечь мощностью 0,5 кВт на напряжение 750 В состоит из трех последовательно соединенных нагревательных элементов (трубок). Наружный кожух предохраняет пассажиров и обслуживающий персонал от случайного касания открытых контактов нагревательных элементов, а внутренний препятствует попаданию воды внутрь печи.
Для подогрева воздуха, подаваемого вентиляторами в холодный и переходный периоды года, в воздуховоде установлен электрический воздухоподогреватель, состоящий из двух секций — малой мощностью 7,3 кВт и большой 14,7 кВт.
Температура в пассажирских помещениях вагона автоматически поддерживается ртутными контактными термометрами. Режимом работы каждой группы электропечей и воздухоподогревателя управляют отдельные термометры, настроенные на включение и выключение нагревателей при определенных температурах.
На наших железных дорогах эксплуатируются вагоны с кондиционированием воздуха постройки заводов СССР, ВНР и ГДР. В этих вагонах, помимо основной системы водяного отопления, имеются дополнительно приборы электрического обогрева. Потребители электроэнергии питаются от подвагонного генератора при скоростях движения от 35 до 160 км/ч и от аккумуляторной батареи при скоростях до 35 км/ч.
В переходное время года, когда еще не работает система водяного отопления, приборы электрического обогрева позволяют поддерживать в вагоне температуру воздуха при работе генератора в пределах 18— 22 °С. Зимой при низких наружных температурах и работающей водяной системе отопления электрические приборы помогают выравнивать температуру внутри вагона. Электрическое отопление от подвагонного генератора работает при напряжении 102—145 В, от аккумуляторной батареи — при напряжении 110 В.
Во всех вагонах, имеющих электрическое отопление от генератора и аккумуляторной батареи, печи расположены вдоль боковых стен вагона, электровоздухоподогреватель— в канале нагнетательного воздуховода за водяным калорифером. Печи питаются током только от генератора, а электровоздухоподогреватель— от генератора при движении вагона и от аккумуляторной батареи на стоянках. Управление приборами отопления с распределительного щита в служебном отделении может осуществляться как в автоматическом режиме под контролем ртутных контактных термометров, так и вручную.
На сети железных дорог эксплуатируются также поезда с централизованным электроснабжением от вагона-электростанции мощностью 600 кВт и напряжением 400/230 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц постройки Калининского вагоностроительного завода. Такие поезда постоянного формирования состоят из вагонаэлектростанции типа ЦМВЦ-61 (багажный вагон с размещенными в нем тремя дизель-генераторными агрегатами) и пассажирских вагонов, которые не имеют подвагонного генератора с приводом и аккумуляторных батарей большой емкости. Все потребители электрической энергии этих вагонов питаются от вагона-электростанции через междувагонные электрические соединения и магистраль.
Вагоны таких поездов оборудованы электрическим отоплением, состоящим из электрических печей и воздухоподогревателя.
Печи расположены у пола вдоль боковых стен, а электровоздухоподогреватель— в нагнетательном канале воздуховода непосредственно за воздухоохладителем установки кондиционирования воздуха. Система электрического отопления рассчитана на обеспечение температуры воздуха внутри вагона в пределах 18—22 °С при наружной температуре до —40 °С. Температура регулируется автоматически с помощью ртутных контактных термометров. Предусмотрена также возможность ручного управления режимами при выходе из строя автоматики.
Однако из-за наличия в составе поезда вагона-электростанции уменьшается число вагонов для пассажиров, в результате чего снижается провозная способность дорог. Стоимость электрической энергии от вагона-электростанции в несколько раз выше, чем от контактной сети. Вагоны с электрическим отоплением напряжением 380/220 В трехфазного переменного тока невозможно прицепить к поездам с другими источниками электроэнергии, так как на этих вагонах нет подвагонных генераторов и аккумуляторных батарей достаточной емкости. В связи с этим пассажирские поезда с централизованным электроснабжением от вагона-электростанции используются только для туристских маршрутов.
Комбинированное отопление вагонов
Опыт эксплуатации пассажирских вагонов межобластного сообщения с электрическим отоплением на электрифицированных железных дорогах показал, что для местных поездов такое отопление обладает значительными экономическими и эксплуатационными преимуществами по сравнению с водяным. Но в поездах дальнего следования использование системы электрического отопления может быть связано с некоторыми трудностями, например, при перерывах в электроснабжении (при отцепке электровоза), повреждении подвагонной электромагистрали или контактной сети, неисправности электровоза и т. п.
На вагоностроительных заводах ПНР, ГДР и СССР построены некупейные и купейные вагоны с комбинированной системой отопления, в которой теплоносителем также является вода. На электрифицированных участках работают помещенные в котле нагреватели, питающиеся от контактной сети через электровоз, междувагонные электрические соединения и подвагонную магистраль. При отсутствии электроэнергии или при движении поезда на неэлектрифицированных участках пути система отопления работает как обычная водяная на твердом топливе.
В купейных вагонах постройки заводов ГДР 1966—1967 гг. установлены котлы, оборудованные нагревательными элементами мощностью 1,6 кВт на напряжение 3000 В. В вагонах с кондиционированием воздуха постройки 1966— 1968 гг. котлы дополнительно оборудованы нагревательными элементами на напряжение 125 В, которые питаются от подвагонного генератоpa и могут быть использованы для подогрева воды весной и осенью, когда необходим незначительный обогрев вагона. Все поставляемые нам с 1974 г. из ГДР и ПНР пассажирские вагоны оборудуются только комбинированным отоплением. Отечественная вагоностроительная промышленность выпускает вагоны с такой системой отопления серийно с 1975 г.
Доступ к котлу отопительной установки возможен как со стороны тамбура, так и со стороны косого коридора через специальную дверь. Водяная рубашка 8 (рис. 55) котла выполнена несколько уширенной; в ней размещены двадцать четыре высоковольтных нагревательных элемента 5, которые укреплены на кольце 7, расположенном в верхней части топки и удерживаемом с помощью двух шпилек, гаек и лепестковых шайб. Над топочной дверкой 9 установлены три изолятора (на рисунке не показаны), к которым в кондуитных трубах подведены три провода высокого напряжения. Высоковольтные нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 3. Предусмотрено заземление котла на корпус вагона.
На защитном кожухе смонтировано блокировочное устройство 4, отключающее высокое напряжение с нагревательных элементов при демонтаже кожуха под напряжением. Это устройство представляет собой один из болтов крепления кожуха с приваренной к нему снизу опорной планкой. На передней укрепленной на котле панели, к которой подведены провода высокого напряжения, установлен концевой выключатель. При завернутом положении болта его опорная планка нажимает на хвостовик рычага концевого выключателя, замыкая цепь питания низковольтных катушек высоковольтных контакторов. После вывертывания болта хвостовик рычага освобождается, прерывая цепь питания катушек контакторов, и подача высокого напряжения на нагревательные элементы прекращается.
Для осмотра элементов необходимо поднять кожух вверх, предварительно отвернув болты 1 крепления, и закрепить его на предохранительных цепях 2. Уплотнение 6 защитного кожуха предохраняет нагревательные элементы от прикосновения к ним обслуживающего персонала и от механических повреждений.
Наибольшая температура воды в котле допускается 90— 95 °С. При более высокой температуре нижние обогревательные трубы системы отопления будут нагреваться выше 70 °С и осаждающаяся на их поверхности пыль будет подгорать. Верхнюю и нижнюю ветви отопительных труб составляют из отдельных частей с фланцевыми соединениями на болтах с постановкой прокладок. Для доступа к фланцевым соединениям верхней ветви в потолке вагона предусмотрены люки.
Для обеспечения контроля за режимом работы нагревательных элементов в зависимости от температуры и уровня воды в котле имеются предохранительный термостат и специальный прибор. В случае нагрева воды в котле выше 95 °С или снижения уровня ее ниже допустимого нагревательные элементы автоматически выключаются. При работе комбинированного отопления на электрической энергии температура воды в котле поддерживается двумя термостатами, отрегулированными на 60 и 90 °С. Режимы работы систем комбинированного отопления и вентиляции автоматически регулируются в зависимости от температуры воздуха внутри и снаружи вагона.
Обслуживание систем отопления
Приемка системы отопления.
Принимая перед наступлением зимы вагон с водяным или комбинированным отоплением, проводник обязан проверить состояние котла, положение вентилей и задвижек, наличие колосников в топке, исправность насосов и измерительных приборов, наличие воды в системе и запасном баке и топлива в ящиках, наличие технической документации (схемы отопления, инструкции завода-поставщика) и инвентаря (пикирезака, совка для угля, скребка, топора, ведра). При необходимости пополнить систему водой, очистить топку от шлака и золы. Все пассажирские вагоны должны иметь исправные устройства для обогрева 198 головок подвагонных водоналивных груб.
Прежде чем растопить котел, следует проверить состояние системы вентиляции: ручка клапана на потолке котельного отделения должна находиться в положении «Открыто», противопожарная заслонка должна быть зафиксирована в открытом положении (видно по положению ручки привода), дефлекторы открыты только в туалетах.
В вагонах с электрическим и комбинированным отоплением проверить напряжение аккумуляторной батареи, проконтролировать наличие заземляющих шунтов кузов — тележка и тележка — букса.
Действие высоковольтных контакторов системы комбинированного отопления проверяет поездной электромеханик включением кнопки, установленной на распределительном щите. При включении отопления сигнальные лампы на панели щита должны гореть.
Системы водяного и комбинированного отопления. Режим работы отопительной установки зависит от температуры наружного воздуха, населенности вагона и устройства системы принудительной вентиляции.
В вагонах с водяным и комбинированным отоплением регулирование температуры в пассажирских помещениях достигается усилением или ослаблением интенсивности горения и изменением количества закладываемого в котел топлива. Если температура в вагоне чрезмерно повышается, то снижения ее можно добиться частичным перекрытием запорного вентиля на одной или обеих ветвях обогревательных труб.
Вагоны начинают отапливать при тёмпературе наружного воздуха -flO°C и ниже. Осенью и весной при наружной температуре от +10 до 0°С можно обеспечить обогрев вагона подачей подогретого воздуха вентиляционной установкой. Запорные вентили на трубах отопления при этом частично можно закрывать, а в вагонах, где воздухоподогреватель оборудован циркуляционной трубой, вентили можно закрывать полностью. При температуре ниже 0°С прекращать циркуляцию воды в трубах нельзя, так как это может вызвать замораживание трубы, проложенной под полом вагона.
Для надежной работы системы отопления необходимо своевременно очищать внутренние поверхности котла, обогревательных труб, воздухоподогревателя от наслоений грязи, дымовытяжной трубы от сажи, следить за исправностью котла, труб, насосов и колосниковой решетки, а также за уровнем воды в расширителе, обеспечивать циркуляцию воды в трубах. Если вода проходит по трубам очень медленно, она быстро остывает и трубы нагреваются слабо. Нельзя нагревать воду до кипения, так как при этом она испаряется; кроме того, из-за бурления в трубы попадает воздух, циркуляция воды по трубам замедляется и обогрев в вагонах ухудшается. При небрежном уходе за системой водяного отопления можно ее заморозить и на длительное время вывести вагон из строя. Ремонт такой системы обычно связан с большими затратами.
Прежде чем растопить котел, надо обязательно проверить наличие воды в системе отопления, заложить в топку сухие мелко наколотые дрова. По мере разгорания дров загрузить уголь равномерно по колосниковой решетке и закрыть дверку топки. Интенсивность горения топлива регулировать количеством подаваемого через дверку зольника воздуха (для увеличения тяги открыть дверку зольника, для уменьшения — прикрыть). Толщину слоя топлива рекомендуется поддерживать для крупных кусков угля 100—200 мм, для мелких 50— 100 мм. Для лучшего горения надо периодически делать проколы слоя топлива и шлака. Нельзя допускать скапливания золы и шлака по периметру колосниковой решетки в месте соприкосновения с кожухом огневой коробки, так как из-за этого значительно ухудшается теплообмен. Во время топки котла необходимо поддерживать постоянное горение топлива и температуру воды в котле в соответствии с температурой наружного воздуха.
Ориентировочная температура воды в котле указана ниже:
Наружная температура воздуха, °С . +5 0 -5 —10 Температура воды в котле, °С . +40 +50 +60 +70
Наружная температура воздуха, °С . . —15 —20 и ниже
Температура воды +80 -j-90 — +95 в котле, °С . .
В пути следования нужно контролировать уровень воды в системе отопления по гидрометру, водомерному стеклу или водопробному крану и при необходимости подкачивать воду в котел насосом из запасного бака. Черная стрелка гидрометра показывает действительный уровень воды в системе, красная маркировка обозначает минимально допустимый уровень.
Чистить топку котла вагонов с водяным и комбинированным отоплением надо при накоплении в ней большого количества золы и шлака, когда на поверхности горящего топлива образуются темные пятна, постепенно заволакивающие всю площадь колосниковой решетки. Чистку топки рекомендуется производить в три этапа. Сначала сгрести весь горящий слой топлива в одну сторону, пикой поднять шлак и после удаления топочных газов выложить его в ведро, золу удалить через освободившиеся отверстия колосниковой решетки в зольник. Затем сдвинуть горящий слой топлива на очищенную поверхность колосниковой решетки и также произвести чистку второй ее части. После этого разровнять горящий слой топлива и загрузить топку свежим углем. Золу из зольника выгрести в ведро. Чистить топку следует быстро, чтобы она меньше охлаждалась.
В процессе эксплуатации водяного котла периодически, но не менее одною раза в сутки и при наполнении системы отопления водой необходимо открывать воздуховыпускные краны.
По прибытии вагонов с водяным и комбинированным отоплением в пункт формирования и оборота необходимо очистить топку и зольник от золы и шлака и держать котел в рабочем состоянии. После отопительного сезона система отопления должна оставаться заполненной водой.
Аварийное выключение котла при отоплении твердым топливом производится в случаях появления течи в котле, понижения уровня воды, если стрелка гидрометра зашла за красную линию, из контрольного крана вода не вытекает и нет возможности ее долить, а также при технической неисправности других участков системы отопления, когда из нее уходит вода. При аварийном отключении котла необходимо прекратить подачу топлива и выключить тягу, т. е. закрыть дверку зольника и открыть дверку топки; погасить топку котла, перевернув пикой колосники и опустив горящий уголь в зольник; выпустить воду из отопительной системы в зимнее время.
Если течь воды в котельном отделении вагона с комбинированным отоплением обнаружена на электрифицированном участке, проводник должен немедленно выключить электроотопление и вызвать поездного электромеханика или начальника поезда, которые определят характер неисправности. По их указанию проводник может перейти на отопление твердым топливом.
Наполнять в случае необходимости систему отопления водой при особо низких температурах рекомендуется горячей водой от стационарной установки или холодной водой, но в теплом помещении. Если нет возможности наполнить систему горячей водой, рекомендуется заложить в топку сухие дрова и во время налива воды затопить котел. При наливе воды надо открыть воздуховыпускные краны на трубах и оставить их в таком положении до появления струи, после чего закрыть. При сильных морозах следует сначала заполнить водой только котел. После нагрева в котле пропустить воду в одну ветвь отопительных труб и одновременно пополнить котел водой, затем — во вторую ветвь и снова подкачать воду ручным насосом.
В цельнометаллических пассажирских вагонах для подачи воды в котел используются ручные поршневые насосы, которые обладают высокой подачей (0,75 л за один ход) и надежны в работе. При перемещении поршня в одном направлении вода из бака по всасывающей трубе поступает внутрь корпуса насоса, а во время обратного хода подается по нагнетательной трубе в котел. Основные условия хорошей работы насоса — достаточная плотность соединения корпуса с крышками, достигаемая за счет прокладок и болтового крепления, а также плотность поршневых колец, клапанов и набивки сальника на оси рукоятки.
Проводник должен следить за тем, чтобы запасный бак для воды был чистым, не допускать попадания в него угля, мусора, тряпок и т. п. Следует проверять состояние сетки на конце водоприемной трубы и при необходимости очищать ее. Поршневой насос чаще всего выходит из строя из-за попадания под клапаны мусора и из-за неплотного их прилегания к гнезду, для устранения этих неисправностей надо отвернуть пробку, вынуть клапаны и очистить их и гнезда. Нужно следить также за тем, чтобы трущиеся части насоса были хорошо смазаны.
В вагонах с комбинированным отоплением для перехода с электрического отопления на угольное следует при подходе поезда к неэлектрифицированному участку за 20— 30 мин до снятия высокого напряжения начать растопку котла. После снятия напряжения переключатели электронагревательных элементов поставить в положение «Выключено».
Чтобы не делать лишней работы по растопке котлов на вагонах с комбинированным отоплением в случае временного прекращения поступления электрической энергии, установлены сроки возможной эксплуатации вагона без обогрева независимо от количества пассажиров (табл. 7).
Перед подходом поезда к электрифицированному участку в вагонах с комбинированным отоплением следует прекратить топку котла и убрать котельное отделение. При подключении напряжения включить электронагревательные элементы.
При выходе из строя элементов автоматики и нарушении нормального температурного режима в вагоне проводник обязан вызвать поездного электромеханика или начальника (механика-бригадира) поезда. По их указанию разрешается перейти на ручное управление отоплением.
Для усиления циркуляции воды в системе водяного отопления и быстрого повышения температуры внутри вагона необходимо применять принудительную циркуляцию, пользуясь ручным или центробежным насосом 3 (рис. 56). До включения электродвигателя 2 следует открыть два вентиля 5. Если этого не сделать, электродвигатель выйдет из строя. Одновременно необходимо закрыть дроссельные заслонки 8 и 6, иначе насос будет забирать воду из котла 1 и подавать ее снова туда же, т. е. улучшения циркуляции воды в системе отопления не произойдет. Переднюю заслонку 8 можно легко закрыть или открыть поворотом ручки. Заднюю заслонку 6, расположенную за котлом, открывают с помощью рычага 7. Если необходимо улучшить циркуляцию воды с одной стороны вагона, можно закрыть разобщительный вентиль на нижней трубе <4 или 9) той стороны, в которой не требуется принудительная циркуляция.
Система отопления некупейного вагона модели 61-425 (рис. 57) имеет следующие два режима эксплуатации.
1. Обогрев помещений вагона отопительными трубами и подогретым вентиляционным воздухом. Такой режим применяется в течение отопительного сезона.
При работе системы в режиме естественной циркуляции воды должны быть открыты вентили и краны 4, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 14, 16, 18, 23, 25, 28, 32, 35, 36, 37, 39, 43, 47. Если требуется включить ветвь отопления только котловой стороны, необходимо открыть вентили и краны 8, 14, 28, 35, 37.
Для усиления циркуляции воды в системе нужно периодически пользоваться центробежным 33 или ручным 46 насосом. Перед включением центробежного насоса необходимо закрыть вентили 11, 37, 43, а после выключения — снова открыть. При использовании для усиления циркуляции ручного насоса следует закрыть вентили и краны 2, 3, 35, 37, 39, 43 и открыть краны 40, 42. Центробежный насос рекомендуется включать и для того, чтобы усилить циркуляцию воды через воздухоподогреватель при низкой наружной температуре, когда естественная циркуляция в нем не обеспечивает подогрев воздуха до необходимой температуры. При этом вентили 11, 35, 39 нужно закрыть. 202
2. Обогрев помещений вагона отопительными трубами без включения системы принудительной вентиляции. Такой режим применяется, когда вагон находится в отстое без пассажиров. При этом должны быть открыты вентили и краны 2, 4, 7, 8, 9, 11, 12, 14, 16, 18, 23, 25, 28, 32, 35, 36, 37, 39, 43. Чтобы исключить примерзание чаши водяного затвора унитазов, следует периодически открывать краны 5, 24.
Во время работы отопительной системы количество воды в ней постепенно уменьшается (происходит испарение в атмосферу, часть воды идет на промывку унитазов). Поэтому необходимо проверять уровень воды в расширителе котла, открывая водопробный кран 1. Если вода из крана не вытекает, надо пополнить котел из системы водоснабжения или из запасного бака 51 с помощью ручного насоса. Пополнение водой из системы водоснабжения производить при закрытых кранах 2, 3, 40, 42, а из запасного бака — при закрытых кранах 3, 40, 42 и открытом кране 2. Воду рекомендуется качать ручным насосом до появления ее из вестовой трубы расширителя над запасным баком. В запасный бак воду наливают из системы водоснабжения че
рез кран 2. На трубе от системы водоснабжения смонтирован обратный клапан 45.
Пополнять водой работающую систему отопления через наливную трубу из-под вагона разрешается только в исключительных случаях.
Если в расширителе котла мало воды и невозможно его пополнить, необходимо прекратить топку котла, а при низкой температуре наружного воздуха полностью слить воду из системы во избежание ее замерзания, но только после слива воды из системы водоснабжения.
Для слива воды из обогревательных труб котловой стороны вагона надо закрыть вентили и краны 8, 35, 37, 40, открыть краны 17, 34 и вывернуть сливную пробку 30. Для слива воды из труб некотловой стороны следует закрыть вентили и краны 7, 39, 42, 43, открыть краны 19, 44 и вывернуть сливную пробку 27.
Чтобы слить воду из котла и калорифера, нужно закрыть вентили и краны 7, 8, 37, 43, вывернуть сливную пробку котла 38, открыть вентили и краны 4, 10, 11, 49. Для слива воды из всей системы необходимо открыть все вентили и краны и вывернуть сливные пробки 27, 30, 38, 41. Краны 17, 19, 49 открывают после опускания уровня воды ниже верхних разводящих труб, а краны 15, 21 — после понижения уровня воды до обогревательных труб. После слива воды из системы надо вывернуть пробки 22 и 31 из батарей 13, 20 в туалетах и пробку ручного насоса, а также слить через выпускной клапан воду из центробежного насоса, затем включить насос при открытом кране для полного слива воды из системы. Перед ремонтом или заменой ручного насоса необходимо закрыть краны 2, 3, 40, 42, центробежного—вентили 12, 35, 36, 39.
Для продления срока службы системы отопления рекомендуется систематически очищать грязевик и не реже чем через 2—3 месяца выпускать грязь из котла через сливную пробку. Летом система отопления должна быть наполнена водой.
При отключении обогревателей водоналивных труб 26, 29 в случае выхода их из строя необходимо закрыть краны 14, 16, 25, 28 и вывернуть сливные пробки 27, 30. В процессе работы обогревателей следить за тем, чтобы указанные краны были полностью открыты, а сливные пробки плотно завернуты.
Перед началом отопительного сезона систему надо тщательно очистить от грязи, промыть и устранить все неисправности. Промывку целесообразно начинать с растворения накипи. Для этого в заполненную водой систему добавить антинакипин, растопить котел, довести температуру воды в нем до 70— 80 °С и с помощью ручного или центробежного насоса усилить циркуляцию воды в трубах. После того как накипь растворится, воду нужно слить из всей системы и немедленно приступить к промывке, не давая накипи и грязи затвердеть.
Сначала рекомендуется очистить и промыть котел, ветви труб отопления, потом промыть все другие устройства и арматуру. Перед началом очистки и промывки котла следует отключить его от отопительных труб, закрыв краны и вентили 4, 7, 8, И, 37, 43. Затем открыть промывочный люк в нижней части котла и произвести механическую очистку этой части. После очистки промывочный люк закрыть и приступить к промывке наполнением котла водой через наливную трубу и последующим сливом через пробку 38.
Промывать ветви труб сети отопления нужно поочередно, подключая к котлу то одну из них, то другую вентилями 7, 43 или 8, 37. Затем следует наполнить систему водой через наливную трубу и полностью слить воду через пробки 27, 30, 38. Промывать рекомендуется до тех пор, пока из сливных пробок не пойдет чистая вода. Запасный бак в котельном отделении очищают и промывают через промывочный люк с краном 48. При этом необходимо очистить от грязи сетку на конце трубы, идущей к насосу. После окончания промывки систему заполняют водой.
По истечении каждого второго отопительного сезона следует вынуть из котла электронагревательные элементы, слив воду из котла, и очистить их по возможности от накипи и грязи; чтобы не сливать воду из котла полностью, надо открыть контрольный кран 50, который в остальное время должен быть закрыт. Воду сливать до тех пор, пока прекратится бурление или волнение ее поверхности в запасном баке 51, наблюдаемое через открытую дверцу люка котла. Неполный слив воды из котла можно также производить при необходимости замены вышедшего из строя нагревательного элемента.
Неисправности систем отопления
Как правило, недостаточная температура воздуха в вагонах является результатом халатности или неумения проводников вагонов правильно использовать имеющиеся технические средства обогрева. Перечень некоторых возможных неисправностей в системе водяного отопления ЦМВ и способы их устранения указаны в табл. 8.
В водяных котлах нередко появляются поражения коррозией и взносы стенок наружного кожуха и внутренней огневой коробки, течи по фланцевым соединениям, трещины и течь в сварных швах, загрязнение котла. Поражение коррозией наружных и внутренних стенок котла более чем на одну треть первоначальной толщины не допускается. Места с большим износом ремонтируют вваркой вставок, заменой отдельных стенок кожуха, огневой коробки или верхней части котла.
Наиболее частая неисправность труб — течь в соединениях из-за коррозии или плохого качества резьбы, разрушения пеньки уплотнения, деформации и трещин в соединительных узлах от механических и тепловых воздействий, наличия слишком большого зазора между муфтой и контргайкой. Трещины в трубах устраняют применением электродуговой или газовой сварки. Поврежденный конец трубы с резьбой отрезают, вместо него приваривают новый, на котором нарезают резьбу.
При обнаружении течи в резьбовых соединениях труб надо заменить пеньковую подмотку с последующей подтяжкой контргаек. Течь во фланцевых соединениях устраняется подтягиванием болтов с гайками или заменой прокладки. Следует обращать также внимание на надежность прикрепления самих труб, так как при плохом креплении резьбовые или фланцевые соединения будут расшатываться и быстро выйдут из строя.
У запорных вентилей и кранов могут появиться пропуск воды сальником и клапаном, протертость прокладки, износ квадрата на хвостовике шпинделя или отверстия в маховике, повреждение корпуса или пробки крана.
Вентили, имеющие течь, надо разобрать, изношенные детали заменить новыми. В пропускающем воду сальнике заменить набивку, применяя хорошо прочесанный лен, пропитанный натуральной олифой.
В системе трубопроводов вентили следует устанавливать так, чтобы вода при движении протекала снизу вверх (на корпусе вентиля имеется стрелка, указывающая направление движения воды). При несоблюдении этого условия сальник все время будет находиться под рабочим давлением, что приведет к преждевременному выходу его из строя
__________________
Зарегистрируйтесь , чтобы скачивать файлы.
Внимание! Перед скачиванием книг и документов установите программу для просмотра книг отсюда . Примите участие в развитии ж/д вики-словаря / Журнал «АСИ» онлайн
