Конструкция и монтаж электрооборудования пассажирских вагонов, страница 6

Вместе с тем опыт ксплуатации лектрооборудования пассажирских вагонов показывает, что в целом коммутационная аппаратура недостаточно надежна, так как доля ее отказов в общем количестве отказов достаточно высока. Произведем количественную оценку надежности комплекта коммутационной аппаратуры вагона.
Значения интенсивности отказов и вероятности безотказной работы комплектов однотипных аппаратов, установленных на вагонах различных типов, приведены в табл. 5.14. Ввиду большого числа коммутационных аппаратов на одном вагоне надежность комплекса оказывается недостаточно высокой, например для вагонов ЦМВО-66 и 47Д вероятность безотказной работы между полугодо выми техническими ревизиями составляет всего 0,7.
Повышать надежность коммутационной аппаратуры можно путем улучшения технического обслуживания, совершенствования конструкции некоторых типов аппаратов и их функциональных
узлов, а также путем перехода на бесконтактные аппараты с исполь- зоЁанием различных видов резервирования.
5.4. Надежность электрических контактных соединений
Высокие требования к надежности контактных соединений обусловлены их массовостью и многообразием исполнений даже на вагонах одного и того же типа. Количество контактных соединений на вагонах различных типов составляет 300—500 единиц на вагонах ранних лет постройки и до 1000 и более — на современных. Другая особенность состоит в том, что отказы контактных соединений приводят к аварийным режимам. Сложность обнаружения и устранения отказов контактных соединений при проведении профилактических работ обусловлена труднодоступностью значительной их части, что является характерной особенностью конструкции пассажирских вагонов.
Контактные соединения по конструктивным признакам и характеру работы подразделяются на четыре основные группы [13]:
неразъемные (резьбовые, паяные и сварные) для соединения чрезвычайно редко разъединяемых электрических цепей; разъемные (штепсельные разъемы) для соединения цепей периодически разрыраемых в обесточенном состоянии; разрывные (контакты контакторов, реле, автоматических выключателей, переключателей и т. п.) для относительно частых соединений и разъединений электрических цепей под током; скользящие (потенциометры, реостаты) для периодического изменения относительно расположения контактов как под током, так и в обесточенной цепи.
Наиболее важными с точки зрения надежности электрооборудования являются неразъемные резьбовые контактные соединения.
Провода к контактным соединениям подсоединяются как непосредственно своими жилами, так и через различного рода оконцеватели-наконечники. Наконечники соединяются с токоведущими жилами проводов путем обжима, пайки или сварки.

При работе контактных соединений электрооборудования в рабочей зоне происходят сложные физико-химические, механические и электрические процессы, приводящие к- нагреву, окислению и уменьшению контактных нажатий. Все эти процессы происходят в небольшом труднодоступном для наблюдения объеме и потому еще мало изучены. Проведенные исследования, а также многократное моделирование процессов в лабораторных условиях позволяют установить, что основным фактором, определяющим развитие отказов контактных соединений, являются вибрации, приводящие к ослаблению контактного усилия соединений.
Одно из основных условий, определяющих надежную работу контактного соединения, — это обеспечение больших усилий затягивания болтов = 900 + 1800 Н/мм2. Однако, как доказали исследования на вибростендах, при длительных переменных воздействиях тряски и вибрации усиление затяга резьбового соединения ослабляется, что приводит к самоотвинчиванию крепящих гаек и болтов. Ослабление усилия затягивания происходит также под воздействием температурных деформаций, зависит от уменьшения угла трения при наличии смазки на резьбе (увлажнение, загрязнение), в результате потери со временем упругих свойств металлов (старения металла) и ряда других причин.
При прохождении электрического тока через контактное соединение в теле контакта и в зоне перехода всегда выделяется тепло и контактная зона нагревается. Вследствие хорошей теплопроводности электрических контактов выделяющееся тепло быстро отводится из контактной зоны и температура контактов стабилизируется. При тепловом равновесии тепло, выделяемое контактным соединением, равно теплу, отводимому от контакта в подсоединенные проводники и окружающее пространство.
Испытания, проводимые на вагонах эксплуатационного парка, показали, что в стационарных условиях, т. е. на неподвижном вагоне, существующие конструкции контактных соединений при установленных в электрсоборудовании максимальных токовых нагрузках от 2 до 150 А обеспечивают: при моменте затягивания О,ОIМтЛах iЧ Мл’а’ величину переходного сопротивления Я З х х 1О Ом и соответственно величину перегрева контактного соединения над окружающей средой не более 8° С; при моменте затягивания О М О,ОIМЛIах величину переходного сопротивления З-IО4Я7-10-3 Ом и соответствующий перегрев не более 130° С. В этом случае за максимальный момент затягивания
шах принят момент, обеспечивающий контактное усилие, близкое
к допустимому пределу упругих деформаций материала зажима
(для стальных шпилек = 410 Н/мм2, для латунных 0ТТ =
= 320 Н/мм2). Момент затягивания М = О соответствует свободному затягиванию соединения от руки.
Экспериментальные зависимости перегрева контактного соединения на шпильке с номинальным током 60 А от величины переходного сопротивления при отсутствии вибрации показаны на рис. 5.2. диагностика