Расположение автоматов защиты в аппаратном отсеке кабины головного вагона

А2	А3	А4	А5	А6	А70	А14	А39	А28	А38	А22	А8
Ход РК	Ход-3	Ход назад	Ход вперед	Торможение	Резервное упр.			Питание БУ-13	Сигнальная лампа	Управление КК	ВЗ№2
					РКТТавтор	Реле РРП	Резервный пуск

А12	А16	А37	А51	А24	А19	А66	А18	А40	А80	А50	А52
Резервное закр. дверей	Закрытие дверей	БПСН (ББЭ)			Реле РВ3	Отключение БВ	Восстановление защиты	Торможение АРС	Включение БВ	Контактор освещения	ВЗ№2 от ПБ
		Возврат РЗП	Включение питания	Контроль заряда

АВ2	АВ3	АВ4	АВ5	АВ6	А55	А57	А81	А7	А9	А68	А72
Вентиляция салона					25-й поездной провод	Ход РК	Питание БВ	Фары крас.		Управление ТР	Синхронизир. ВЗ№1
Питание	Резервное питание	1-я группа	2-я группа	Резерв				Правые	Левые

Рис.99 Расположение автоматов защиты в аппаратном отсеке кабины

Расположение автоматов защиты в промежуточном вагоне

А38

А53

А56

А54

А24

А39

А23

А14

А13

А31

А32

А16

А12

А49

Сигнальные лампы

КВЦ

Аккумуляторная батарея

Управление поездом

Заряд батареи

Резервн. управ.

Управление дверями

Аварийное освещение

Пуск

МК

Реле РРП

Дверная сигнализация

Открытие левых дверей

Открытие правых дверей

Закрытие дверей

Резервное закр. дверей

А80

А81

А27

А50

А8

А52

А19

А10

А22

А30

А1

А2

А3

А4

Включение БВ

Управление БВ

Освещение салона

Реле РВО

ВЗ№2

ВЗ№2 от ПБ

Реле РВ3

МК

СДРК

Ход-1

Ход-2

Ход-3

Ход назад

Управление МК

Контактор КК

А5

А6

А72

А18

А20

А25

А37

А15

А45

А65

А51

А68

А28

Ход вперед

Торможение

Синхронизирующ. ВЗ№1

Восстановление защиты

Контактор ЛК2

Ручное торможение

Восстановление РЗП

Управление конт. ББЭ освещение

БПСН (ББЭ)

Управление ТР

Питание БУ-13

Управление ББЭ

Освещение

Включение ББЭ

Рис.100 Расположение автоматов защиты в промежуточном вагоне

Перечень выключателей автоматических ВА21-29

Таблица14

№ п.п	Обозна-чение автомата	Участок включения автомата	Нагрузка цепи автомата	Номинальный ток автомата	Ток отсечки автомата	Приме-чание
1	2	3	4	5	6	7
1	А1	1-1А	ЛК3,ЛК1,ЛК4,ЛК5,КШ1,КШ2,ПП	2,5	6Iн
2	А2	2-2Ж	РУ,СР1,РВ1, РСУ, РО	10	1,5Iн
3	А3	3-3А	КШ1, КШ2	2,5	6Iн
4	А4	4-4А	РКР	0,8	1.5Iн
5	А5	5-5А	РКР	0,8	1.5Iн
6	А6	6-6А	ТР1, КСБ1, КСБ2, БУ, ЛК3, ЛК4	10	1.5Iн
7	А7	Ф1-Ф2	Сигн. фонарь правый	0,8	1.5Iн	*
8	А8	8-8А	ВЗ№2	0,8	1.5Iн
9	А9	Ф1-Ф4	Сигн. фонарь левый	0.8	1.5Iн	*
10	А10	10-22В	КК	10	1.5Iн
11	А11	10-11Д	Осв. кабины	5,0	5Iн	*
12	А12	12-12А	Вентили ДВР	2,5	1.5Iн
13	А13	Д7-Д4	РД, КД	2,5	1.5Iн
14	А14	14-14А	РРП1, РРП2	2,5	1.5Iн
15	А15	Б13-36Я	ДИП	5,0	1.5Iн
16	А16	16-16А	Вентиль ДВР	0,8	1.5Iн
17	А17	Б4-Б15	Резерв. КД, РД, двери, прожек.	16	1.5Iн	*
18	А18	17-17А	Возврат РП, ВА	2,5	6Iн
19	А19	19-19А	РВ3	0,8	1.5Iн
20	А20	20-20А	ЛК2, КШ1, КШ2, ДР1, ДР2	2,5	6Iн
21	А21	10-Д	Управ. дверями	10	1.5Iн	*
22	А22	22-22А	КК, БУДК	2,5	1.5Iн
23	А23	23-22А	РВ2, КК	2,5	6Iн
24	А24	Б12-Б13	ДИП	63	б/о
25	А25	25-25Ж	РРТуд	5,0	1.5Iн
26	А26	50-50А	Радиофикация	2,5	6Iн
27	А27	10-УО	КО, осв. каб, сигнализация	10	1,5Iн
28	А28	Б12-10АЗ	ДРП	10	1,5Iн
29	А29	10-Ф	бел. фары	5	6Iн
30	А30	+Б-Б11	СДРК, РР, РВ1, СР1, РУТ	5,0	6Iн
31	А31	31-31А	Вентиль ДВР	0,8	1,5Iн
32	А32	32-32А	Вентиль ДВР	0,8	1.5Iн
33	А37	37-37А	РПУ, РЗПв	2,5	1,5Iн
34	А38	18-18А	сигн. лампы	2,5	6Iн
35	А39	Б2-Б7	резерв. питание	5,0	1.5Iн
36	А41	8И-8	ВЗ№2	5,0	1.5Iн	*
37	А42	14Г-7В	АРС 75В	16	1.5Iн	*
38	А43	14К-7Д	АРС 12В	2,5	1.5Iн	*
39	А44	Б2-Б3	рез. упр. МК	16	1.5Iн	*
40	А45	Д7-36Н	сигн. лампы	10	1.5Iн
41	А46	Ф8-Ф10	фары	2,5	5Iн
42	А47	Ф11-Ф13	фары	2,5	5Iн
43	А48	10-7Д	РПБ, ВЗ№2	16	1.5Iн	*
44	А49	+Б-11В	вентиляция	16	6Iн
45	А50	27-27А	ДИП	2,5	1.5Iн
46	А51	36-36А	ДИП	2,5	1.5Iн
47	А52	39-39А	ВЗ№2	2,5	1,5Iн
48	А53	+Б-Б9	КВЦ, КУП, авар. освещ.	10	1,5Iн
49	А54	10-10АЛ	цепь управл.	63	1,5Iн
50	А55	25В-25ВА	Руч. Торм.	5	1,5Iн
51	А56	Б16-10	цепь управл.	63	1,5Iн
52	А65	Б21-Б26	освещ. салона	25	6Iн
53	А66	71-71А	ВА	2,5	1.5Iн
54	А68	68-68А	управ. ТР	0,8	1,5Iн
55	А70	6М-6У	авторежим	0,8	1,5Iн
56	А71	19И-19	РВ3	10	1.5Iн	*
57	А72	48-8Ж	синх. ВЗ№1	10	1.5Iн
58	А73	У2-У5	РЗ-2	10	1.5Iн	*
59	А74	У4-У6	возврат РП, ВА, откл. ВА	16	1.5Iн	*
60	А75	Б8-Б22	КУП	2,5	1.5Iн
61	А77	92А-92Б	цепи АРСД
62	А78	93А-93Г	цепи АРСД
63	А79	7Г-ВМ1	цепь АРСД
64	ВУ	10АК-10АЛ	цепь управлен.	63	б/о	*
65	А80	Б20-Б25	ВА	5,0	6Iн	*
66	А81	Б25-Б24	упр. ВА	2,5	6Iн	*
67	А15	Б13-36Я	ДИП	5,0	1.5Iн

(Продолжение Таблицы 14)

*- автоматические выключатели установлены только на головных вагонах

В связи с повышенными требованиями к уровню пожарной безопасности вагонов метрополитена, установленными нормами НПБ 109 и ГОСТ на вагоны метро ГОСТ Р 50850, отработанными за долгие годы эксплуатации вагонов различного типа А,Б,Г,Д,Е, на которых в разные периоды возникали неоднократные случаи возгорания различных узлов вагонов, приводивших к задержке движения поездов, на вагонах метро 81-717 и 81-714 впервые стали использовать автоматические выключатели сначала АК-63, а потом усовершенствованные выключатели ВА21-29.

В случаях возникновения коротких замыканий, перегрузок, появляющихся в электрических цепях, в том числе, и при заклинивании двигателей, в цепях управления возникают значительные токи, при которых, если не принять своевременных быстрых и точных действий по отключению неисправных цепей, могут произойти местные перегревы, а следствием их и воспламенения различных узлов.

Ранее при неисправности каких либо цепей машинист имел возможность отключить некоторые наиболее важные цепи, связанные с непосредственным управлением движением поездов при помощи контактов специального переключателя РЦУ, установленного в контроллере управления.

Отключение цепей контактами РЦУ было важно, но не могло предотвратить появления участков местного перегрева и последующего возгорания.

Для того, чтобы чётко распознавать характер протекания неисправности, связанной со значительным повышением тока в цепях, нужно во всех случаях рассчитывать величины рабочих токов в конкретных цепях, величины установившихся токов короткого замыкания в них. Это ещё важно и потому, что на вагонах метрополитена, которые работают в составах по системе многих единиц (3-8 вагонов в составе), характер защиты поездных и вагонных проводов требует несколько иных подходов, которые должны обязательно приниматься во внимание. Для выявления основного отличия в подходах нужно иметь в виду, что поездные провода в основной массе имеют сечение 2,5мм², а при восьмивагонном поезде длина этого провода может составлять порядка 20х8=160 м. При расчётах сопротивление провода определяется по формуле

R= ρL/S, где

ρ-удельное сопротивление медного провода, равное О.0176 Ом мм² / м

L-длина провода, м;

s-сечение провода, мм²;

Для поездного провода длиной 160 м, его сопротивление, взятое по минимуму без учёта неровных путей прохождения вдоль поезда, составляет:

R= 0,0176 х 160/2,5=1,126 Ом

При напряжении на аккумуляторной батарее 80В-рабочем или 65 В-минимальном ток короткого замыкания в конце поезда составит 71 А при рабочем напряжении и 58 А при минимальном. Если принимать ток нагрузки автоматического выключателя А54 вагона 81-717 порядка 30-35 А, то кратность тока короткого замыкания к рабочей нагрузке будет составлять 1,9-2,4.

Соотношение токов короткого замыкания и рабочих токов для вагонных цепей носит совершенно иной характер, что в обязательном порядке должно учитываться при выборе типа и уставок автоматического выключателя.

Длины проводов цепей питания потребителей на каждом вагоне в отличие от поездных, как правило, короткие и составляют от 1до 20м. В этом случае токи коротких замыканий для основных сечений вагонных проводов, которые составляют 1,5 мм². даже на конце самого длинного провода 20 м составят R=0,0176х20/1,5=0,23 Ом вместо 1.126 Ом для поездного провода.

Соответственно и минимальный ток короткого замыкания вагонных цепей составит 347А при рабочем напряжении 80В в цепях управления и 283А при минимальном напряжении 65В. Учитывая, что рабочие токи в вагонных цепях, защищённых автоматическими выключателями, могут колебаться в пределах от 0,3А до 5А кратность токов короткого замыкания и рабочих токов резко возрастает в десятки и даже в сотни раз.

При заклинивании серводвигателя реостатного контроллера СДРК ток в СДРК достигает величины 15А.

Всё сказанное должно учитываться при выборе параметров автоматических выключателей в различных цепях. Для целей защиты в электрических цепях вагонов метрополитена выбраны автоматические выключатели ВА21-29, спроектированные и изготавливаемые Курским НПО «Электроаппарат».

Эти выключатели имеют исполнения:

-с электромагнитными максимальными расцепителями тока без выдержки времени для защиты от коротких замыканий в цепях с высокой кратностью соотношения токов короткого замыкания и рабочих токов ВА21-29-120010-00У3;

-с электромагнитными максимальными расцепителями тока с гидравлическим замедлением срабатывания, обеспечивающим обратно-зависимую от тока выдержку времени в диапазоне от начального тока срабатывания до значения токов уставки для защиты от перегрузок при ограниченных токах перегрузки, например, при заклинивании серводвигателей, где кратность тока к.з и рабочего находится на уровне~3 (имеет характеристику теплового автоматического выключателя) ВА21-29-140010-00У3;

-без расцепителя, используется как выключатель управления ВУ-ВА21-12-100010-00У34.

Выпускаемые для вагонов метрополитена автоматические выключатели имеют номинальные токи максимальных расцепителей 0,8; 1,6; 2,5; 4,0; 5,0; 10; 16; 25; 63 А, уставки тока срабатывания максимальных расцепителей тока в кратности к номинальному току расцепителя, I/Iн–1,5 и 6Iн для однополюсных выключателей постоянного тока, предельный ток, который может отключить выключатель (предельная коммутационная способность на постоянном токе для выключателя на 240 В, устанавливаемого в цепях 80В вагонов метрополитена), составляет 8 кА.

Основные условия срабатывания автоматических выключателей ВА21-29 по техническим условиям изготовителя:

- выключатели с электромагнитными расцепителями не должны отключаться, когда ток равен или менее 0,8 уставки по току срабатывания;

- должны надёжно отключаться, когда ток достигнет значения 1,2 уставки по току срабатывания;

- выключатели с электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением с холодного состояния;

- не должны отключаться при токе 1,05 Iн за время менее 1 часа;

- должны надёжно отключаться за время не более 30 мин при токе 1,35Iн;

- должны отключаться при токе 3Iн c выдержкой времени более 3сек;

- выключатели с электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением и нагрузке полюса двукратным значением тока уставки должны отключаться за время не более 5 минут;

- выключатели должны допускать повторное включение практически мгновенно после отключения электромагнитными расцепителями;

- по истечении не более 90 с после отключения электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением.

При выборе автоматических выключателей с учётом необходимости обеспечения селективности действия последовательно установленных автоматических выключателей, особенно выключателей с гидравлическим замедлением срабатывания, необходимо пользоваться время-токовыми характеристиками выключателей, приведённых в ТУ на выключатели ВА21-29.

С учётом вышеизложенного, целесообразно на вагонах метрополитена в цепях поездных проводов, где кратность тока к.з. по отношению к рабочему составляет порядка 2-2.5 применять автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями ВА21-29 120010-00У3 с отсечкой 1,5 Iн, в цепях вагонных проводов, где кратность тока к.з. по отношению к рабочему составляет величины 20-100 применять автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями ВА21-29 120010-00У3 с отсечкой 6 Iн, в цепях управления двигателем СДРК , где пусковые значения токов являются трёхкратными к рабочим и эти токи устанавливаются при заклинивании привода, применять автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями с гидравлическим замедлением ВА21-29 140010-00У3, при этом целесообразно автоматические выключатели с временами срабатывания меньше 10с отбраковывать.

Изложенные принципы подхода к выбору автоматических выключателей использованы при расчёте рабочих нагрузок, токов короткого замыкания для всех цепей вагонов метро и обобщённые параметры выбора основных цепей приведены в прилагаемой таблице 15.