К ремонтопригодным (восстанавливаемым) элементам рельсовой цепи относится лишь часть аппаратуры РЦ: реле, трансформаторы и дроссели различных типов, предохранители, а для бесстыковых рельсовых цепей - генераторы, усилители, фильтры и приемники. Кроме того, восстанавливается работоспособное состояние изолирующего стыка заменой вышедших их строя элементов его конструкции. Не подлежат ремонту ходовые рельсы, дроссельные перемычки, кабель (если не выявлено точное место внутренней неисправности), конденсаторы и резисторы.
Технология ремонта аппаратуры автоматики и телемеханики отражена в технологических картах, содержащих для каждого вида прибора объем работ и последовательность выполнения операций, перечень используемых инструментов, приборов, приспособлений и материалов, рекомендации по регулировке, а также эскизы средств малой механизации, применяемых при ремонте, и формы выполнения записей для регистрации измеренных параметров и обеспечения учета выполненных работ.
Технология ремонта предусматривает детально разработанную организацию рабочих мест, приема, выдачи и хранения приборов, первичной обработки, ремонта, регулировки и контрольной проверки отремонтированной аппаратуры.
Снятые с объектов приборы доставляют в электротехнические мастерские Службы сигнализации и связи на автомобиле, оборудованном специальными контейнерами с дополнительной амортизацией благодаря применению войлока и каркасных пружин (амортизаторов). После доставки аппаратуры ее распределяют по специализированным ремонтным участкам (релейный, моторно-приводной, АРС и др.). Прошедшая ремонт аппаратура концентрируется на проверочном участке, где контролируется качество выполненного ремонта и регулировки приборов.
Ремонт реле включает в себя следующие основные мероприятия:
чистка прибора, механическая регулировка, контроль и восстановление (при необходимости) электрических характеристик и временных параметров (для медленнодействующих реле).
Реле чистят сжатым воздухом до и после вскрытия реле для удаления пыли и других видов загрязнения (металлической стружки, угольного порошка и др.). На этом же этапе заменяют неисправные стекла в кожухе, чистят гайки и шайбы, окрашивают при необходимости наружные поверхности кожуха.
Механическая регулировка состоит из следующих операций: определение и сравнение с паспортными данными фактического зазора между полюсами и якорем, а у реле ДСШ и ДСР - зазора между поверхностями сектора и полюсами; выявление люфта якоря; измерение контактного нажатия; достижение одновременности замыкания контактов всех групп при совместном ходе контактов; измерение межконтактных расстояний.
Выявление отклонения устраняют регулировкой, например погибом контактных пружин, заменой элемента реле новым.
К электрическим характеристикам реле, контролируемым при их ремонте, относятся напряжения притяжения и отпускания якоря (сектора), переходное сопротивление контактов, сопротивление обмоток и электрическая прочность изоляции. Временные параметры реле, характеризующие замедление на притяжение или отпускание его якоря, относятся к электрическим характеристикам, поскольку эффект замедления достигается благодаря наличию электромагнитных процессов в элементах реле.
Для измерения параметров реле применяются специально оборудованные стенды, оснащенные необходимыми измерительными приборами, штепсельными гнездами и гибкими проводами для подключения приборов и подачи питания на обмотки реле, а также различными переключателями для быстрого перехода от одной измерительной схемы к другой.
Если такие электрические характеристики реле, как напряжения полного подъема и отпускания якоря, не соответствуют нормативным значениям, то изменяют контактное нажатие или межконтактное расстояние в пределах установленных норм или регулируют воздушный зазор между полюсом сердечника и якорем в притянутом и отпущенном положениях. Уменьшением контактного нажатия достигается снижение значения напряжения полного подъема или отпускания якоря, а усиление этого нажатия приводит к увеличению указанных напряжений. Контактное нажатие изменяют специальным инструментом с щелевидной прорезью, которым контактная пружина изгибается в нужную сторону. Если напряжение полного подъема якоря больше требуемого, а напряжение отпускания находится в норме, то необходимо уменьшить воздушный зазор между полюсом и якорем в отпущенном положении. Когда напряжение отпускания ниже требуемого, а напряжение полного подъема находится в пределах установленных норм, то увеличивают зазор между полюсом и якорем в притянутом положении.
Переходное сопротивление контактов измеряют методом вольтметра-амперметра при токе 0,5 А. За действительное значение переходного сопротивления принимают среднее арифметическое значение сопротивлений, полученных при трех последовательных измерениях при условии двухразового срабатывания (подъема и отпускания) якоря реле.
Сопротивление обмоток реле постоянному току определяют измерительным мостом.
Диэлектрическую прочность изоляции между токоведущими и прочими металлическими частями реле проверяют, используя специальную высоковольтную установку напряжением 220 В переменного тока частотой 50 Гц в течение 60 с при мощности источника не менее 0,5 кВ•А.
Электрические характеристики реле ДСШ или ДСР определяют, подавая на местную обмотку напряжение 110 В. При этом путевая обмотка подключается к источнику питания переменного тока через путевой трансформатор ПОБС-3А, автотрансформатор (ЛАТР) и фазорегулятор, с помощью которого устанавливается идеальный угол сдвига фаз между током в путевом элементе и напряжением на местном элементе. Угол непрерывно контролируется постоянно включенным фазометром. Плавно повышая автотрансформатором напряжение на путевом элементе, по показанию приборов определяют напряжение и ток прямого и полного подъема. Прямому подъему соответствует поворот сектора до замыкания фронтовых контактов с обеспечением отжима между контактными пружинами и упорными пластинами. Замыкание контактов контролируется визуально на световом экране или сигнальными лампами, подключенными к контактам. Полному подъему соответствует поворот сектора до касания его верхней обжимкой упорного ролика. Плавно понижая автотрансформатором напряжение, определяют ток и напряжение отпускания. По показанию приборов определяют напряжение, ток и мощность в цепи местного элемента на момент размыкания всех фронтовых контактов. Если результаты измерений отличаются от допустимых по ТУ значений, то осуществляют регулировку реле, изменяя контактное нажатие и расстояние между контактами.
Контактное нажатие и межконтактные зазоры, отрегулированные изгибом контактных пружин, из-за физических свойств металла носят неустойчивый характер. В связи с этим по истечении некоторого времени работы реле на линии его подогнутые контакты (особенно, если угол подгиба в процессе регулировки был незначительным) возвращаются к некоторой промежуточной форме изгиба, и реле может оказаться разрегулированным*.
----------------------------------------------
* Физический процесс в кристаллической решетке металла контактной пластины после воздействия на нее сил деформации может завершиться неустойчивым равновесием внутренних сил взаимодействия частиц в углах решетки из-за того, что в месте регулт4ровочного изгиба контактной пружины остаточная деформация, определяющая новую геометрическую форму контакта, распределяется неравномерно, вплоть до ее полного отсутствия в некоторых узлах решетки. Во время работы реле, когда контактная пружина многократно подвергается упругой деформации (прогибу под действием притягивающегося якоря реле) накопленная потенциальная энергия в таких узлах используется внутренними упругими силами на восстановление изначального взаимодействия между частицами структуры металла и, как следствие, происходит возвращение контактной пружины к некоторой промежуточной геометрической форме, иногда очень близкой к прежней.
----------------------------------------------
Ремонт трансформаторов ПОЕС, снятых с объекта по истечении срока эксплуатации, выполняется в моторно-приводном участке электротехнических мастерских. Полный технологический цикл ремонта трансформаторов проводится в такой последовательности: приемка, подготовка к ремонту, ремонт с разборкой и сборкой, механическая проверка, электрическая проверка, пломбирование, выдача на трассу. Ремонт осуществляется в соответствии с технологической картой, где приведены технологические требования и описание полного цикла и отдельных операций по ремонту деталей, узлов и трансформатора в целом.
Процесс ремонта включает в себя следующие операции:
внешний осмотр трансформатора, направленный на выявление трещин, значительных сколов, коробления карболитовой доски и проверку нумерации контактных болтов (зажимов) на ней, плотности насадки и крепления доски, исправности резьбы, а также чистоты болтов и гаек;
осмотр катушек трансформатора на отсутствие повреждения лакового защитного покрытия и изоляции проводов от обмоток, а также наличие качественной пайки наконечников к проводам и плотности стяжки сердечника болтами;
предварительная проверка электрических параметров с измерением сопротивления обмоток катушки и их изоляции, значения которых не должны отличаться от нормативных в установленных пределах;
удаление пломбировочной массы, чистка клеммной доски и обработка сколов (зачистка и закрашивание);
перепайка наконечников с одновременной проверкой отсутствия обрыва проводов и излома наконечников;
выпрямление контактных болтов, замена неисправных стягивающих (сварных) болтов и устранение зуммирования сердечника из-за затягивания гаек на стяжных болтах до предела;
просушка, пропитка лаком и по истечении 10-15 мин повторная просушка трансформатора;
проверка электрических характеристик, заключающаяся в измерении сопротивления изоляции между корпусом и каждой обмоткой и между всеми обмотками попарно, а также активного сопротивления самих обмоток;
заливка заполнителей пломбировочной массой.
Если при проверке электрических характеристик выявлены недопустимые отклонения параметров, то осуществляется перемотка обмоток трансформатора.
Механическая проверка заключается в проведении следующих операций: проверка отсутствия загрязненности клеммной доски (колодки), кожуха, болтов, гаек, шайб и заводской бирки; выявление покраски основания катушки и ее качества; проверка прочности крепления клеммной доски с железным сердечником и основанием; контроль уровня (высоты над доской) контактных болтов и прочность Закрепления их корневыми гайками; проверка наличия даты ремонта на трансформаторе; контроль правильности подключения выводных проводников; проверка правильности и качества заделки наконечников проводников; выявление наличия удлиненных наконечников.
В состав электрических характеристик, подвергаемых ревизии кроме сопротивлений обмоток и их изоляции входят мощность, номинальный ток при номинальном напряжении на первичной обмотке, ток холостого хода при номинальных напряжениях на вторичных обмотках, номинальные ток и напряжения вторичных обмоток при номинальной нагрузке. Значения этих параметров для различных типов трансформаторов приводятся в справочной литературе по аппаратуре железнодорожной автоматики и телемеханики.
Ремонт дросселей ДОМБ-1000 и дроссель-трансформаторов ДТМ-О,17 проводится в четыре основных этапа: разборка, чистка и подготовка деталей, сборка, электрическая проверка. Подробное описание этапов приведено в Технологии капитального ремонта ДОМБ-1000 и ДТМ-0,17-1000. Характер работ и их содержание примерно соответствуют приведенной выше структуре операций по ремонту трансформаторов.
Предварительно дадим краткое описание конструктивных особенностей дросселя и условий его работы на метрополитене. Поскольку наиболее широкое применение нашли дроссель-трансформаторы ДТМ-0,17, то будут в основном рассматриваться именно они, повсеместно вытесняющие морально устаревшие и классом ниже в функциональном плане дроссели ДОМБ-1000 (из-за размеров, массы и отсутствия дополнительной обмотки для подключения аппаратуры РЦ к рельсовой линии).
Конструкция ДТМ-0,17 представляет собой чугунный корпус с крышкой (размерами 800х530х400 мм), в котором размещены в трансформаторном масле Ш-образный сердечник с ярмом и основная и дополнительная обмотки. Основная обмотка состоит из двух равных, соединенных между собой секций по семь витков каждая. Полученные таким образом три точки обмотки (средняя и две крайние) выведены наружу с помощью приваренных медных наконечников (выводов) через специальные окна в корпусе. Сопротивление основной обмотки постоянному току 0,00045 Ом с отклонением значения не более чем на 10%. При этом разница сопротивлений полуобмоток, т.е. их асимметрия, не должна превышать 7%. Каждая секция рассчитана на длительное пропускание номинального тягового тока 1000 А, а средний вывод обмотки - на ток 2000 А при токе асимметрии 400 А.
Дополнительная обмотка из 560 витков размещается поверх основной, а ее выводы подключены к контактным штырям, выходящим с наружной стороны корпуса в кабельную муфту. Дроссель-трансформатор имеет постоянный коэффициент трансформации 40. Его полное сопротивление переменному току частотой 50 Гц при напряжении 0,5 В на основной обмотке и отсутствии подмагничивания постоянным током составляет от 0,165 до 0,175 Ом при зазоре между сердечником и ярмом от 3,2 до 4,2 мм.
В процессе эксплуатации дроссель-трансформаторов в их первоначальную конструкцию работниками метрополитена были внесены изменения, направленные на предотвращение случаев выхода их из строя по причине механического излома (разрыва) обмоток. Появление таких повреждений связано с введением для перевозки пассажиров восьмивагонных поездов и возрастанием в связи с этим обратного тягового тока в ходовых рельсах. Пиковые "выбросы" тягового тока при работе двигателей нескольких поездов на одном, общем для них
тяговом плече, стали превышать 1000 А. В результате в дроссель-трансформаторе начал более ярко проявляться эффект так называемого электродинамического "удара", вызываемого возникающей на короткий промежуток времени огромной силой взаимодействия магнитопровода (неподвижного сердечника с ярмом) и охватывающей его основной обмоткой, обтекаемой тяговым током. Эта сила обуславливает механическое перемещение обмотки вдоль сердечника и, как следствие, ее повреждение в местах крепления неподвижных выводов, зафиксированных в корпусе ДТМ-0,17.
Устранить этот недостаток можно, увеличив жесткость крепления обмоток на сердечнике, для чего в технологию ремонта введен пункт "Крепление основной и дополнительной обмоток", в котором предусматривается укладка на основную обмотку двух горизонтальных пластин толщиной по 6-8 мм и четырех вертикальных пластин, высота каждой из которых вместе с горизонтальной пластиной должна быть 4 мм. Размеры горизонтальной пластины должны соответствовать по ширине окну Ш-образной пластины, а по длине быть не меньше длины пакета основной обмотки. Кроме того, в горизонтальной пластине предусмотрены вырезы под крепящие основную обмотку деревянные клинья. При сборке вертикальные пластины шириной не менее 15 мм должны плотно прилегать к дополнительной обмотке.
Жесткость крепления ярма с сердечником обеспечивается в собранном дросселе-трансформаторе четырьмя прижимными болтами в крышке.
На завершающем этапе ремонта, после установки и закрепления крышки на корпусе, проводится предварительная проверка электрических характеристик дросселя-трансформатора, заливка его маслом и покраска. На крышке ставятся инвентарный номер и дата ремонта, после чего дроссель-трансформатор подвергается заключительной электрической проверке. Она заключается в измерении следующих параметров:
сопротивления изоляции выводных шин, измеренного мегаомметром при приложенном напряжении 500 В; это сопротивление должно быть не менее 25 МОм при относительной влажности воздуха 75% и не менее 2 МОм при относительной влажности 95%;
электрической прочности изоляции, которая должна выдерживать без повреждения в течение 1 мин испытательное напряжение 2500 В частотой 50 Гц при мощности сигнальной установки не менее 1,25 кВ•А;
сопротивления основной обмотки постоянному току, которое должно быть при температуре окружающей среды плюс 20 °С от 0,0004 до 0,0005 Ом; при несоответствии результатов измерения указанному диапазону значений основную обмотку заменяют новой;
сопротивления полуобмоток с вычислением их разности, которая не должна при температуре окружающей среды плюс 20оС превышать 7%, чему соответствует значение 0,0310 Ом;
полного сопротивления дроссель-трансформатора переменному току частотой 50 Гц напряжением 0,5 В, измеренного на основной обмотке при отсутствии подмагничивания постоянным током; сопротивление должно быть от 0,165 до 0,175 Ом; при несоответствии параметра этому диапазону значений регулируют зазор между ярмом и сердечником, изменяя толщину прокладки из электрокартона от 3,2 до 4,2 мм;
сопротивления дополнительной обмотки переменному току частотой 50 Гц напряжением 220 В при разомкнутой основной обмотке. Его значение должно быть от 23 до 270 Ом; при несоответствии сопротивления обмотки указанному значению ее заменяют новой;
трансформации дополнительной обмоткой напряжения 220 В частотой в основную обмотку напряжения не менее 5 В.
По окончании полной проверки дроссель-трансформаторы группируются в партии для погрузки на платформу и транспортировки к месту установки в ночное время после прекращения движения электропоездов.
Ремонт предохранителей осуществляется силами электромехаников и электромонтеров непосредственно на участках дистанции сигнализации и связи. Восстановление перегоревшего предохранителя заключается в аккуратном изъятии стекла или пластмассовой пластины из корпуса, выпаивании концов обгоревшего провода плавкой вставки и запаивании нового провода сечением, соответствующим заданному значению контролируемого тока, с последующим закрытием корпуса предохранительным стеклом или пласт - массовой пластинкой. После этого предохранитель подвергается проверке на соответствие требованиям, изложенным в описании замены предохранителя. Выявленные недостатки устраняются, и на корпусе предохранителя ставится дата проведения ремонта. При невозможности восстановления какого-либо элемента предохранитель из эксплуатации изымается и разбирается на запасные части или выбрасывается, чтобы исключить возможность случайной установки в цепи действующих устройств.