CRH2型動(dòng)車(chē)組高壓電器

1、CRH翌動(dòng)車(chē)組高壓電器高壓電器是指主電路中使用的電氣設(shè)備，包括受電弓、真空斷路器、避雷器、高壓電壓互感器、高壓電纜及高壓連接器、保護(hù)接地開(kāi)關(guān)EGS高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓電流互感器、接地電阻器等。7.3.1 DSA250型單臂受電弓受電弓是從接觸線(xiàn)獲得電能的部件，列車(chē)運(yùn)行時(shí)壓縮空氣通過(guò)車(chē)的各閥進(jìn)入受電弓開(kāi)弓裝置氣囊，升起受電弓，使受電弓滑板與接觸線(xiàn)接觸；降弓時(shí)，排由開(kāi)弓裝置氣囊內(nèi)壓縮空氣，使受電弓落下。為了保證高速動(dòng)車(chē)組高速運(yùn)行時(shí)的可靠受流，高速動(dòng)車(chē)組受電弓還必須滿(mǎn)足以下要求：(1)滑板的材料、形狀、尺寸適應(yīng)高速要求，保證良好的接觸狀態(tài)以及更高的耐磨性能。(2)保證滑板與接觸網(wǎng)在規(guī)定的受電弓工作高度

2、范圍內(nèi)保持恒定、大小合適的接觸壓力，以實(shí)現(xiàn)比常規(guī)受電弓更為可靠的連續(xù)電接觸。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量使作用在滑板上的空氣阻力由其他部件承擔(dān)，使受電弓滑板在其垂直工作范圍內(nèi)始終保持水平，減少甚至消除空氣阻力對(duì)滑板與接觸線(xiàn)間接觸壓力的影響。除保證機(jī)械強(qiáng)度和剛度外，盡可能降低受電弓運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量，減小運(yùn)動(dòng)慣性，保證與接觸線(xiàn)可靠地電接觸。(5)開(kāi)弓時(shí)，動(dòng)作開(kāi)始要快，但接觸導(dǎo)線(xiàn)時(shí)要求緩慢，以減少對(duì)接觸導(dǎo)線(xiàn)的沖擊；降弓時(shí)，離開(kāi)接觸導(dǎo)線(xiàn)要快，避免產(chǎn)生拉弧，而到達(dá)落弓位時(shí)要慢，減少對(duì)車(chē)頂沖擊力。動(dòng)車(chē)組采用DSA250型單臂受電弓，適用于250km/h的運(yùn)行速度。每列動(dòng)車(chē)組在4、6號(hào)車(chē)設(shè)受電弓及附屬裝置，車(chē)輛間采

3、用高壓電纜連接。正常情況下，單弓受流，另一臺(tái)備用，處于折疊狀態(tài)。弓網(wǎng)故障時(shí)，為避免弓網(wǎng)事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，受電弓設(shè)置自動(dòng)降弓裝置，主要功能如下：(1)受電弓滑板斷裂、拉大溝槽、磨耗到限等損壞或絕緣導(dǎo)管斷裂時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速降弓。(2)降弓動(dòng)作的同時(shí)，自動(dòng)切斷真空斷路器，避免帶負(fù)載降弓產(chǎn)生拉弧火花而損壞受電弓滑板和接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)。(3)自動(dòng)降弓的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)聲響和指示燈報(bào)警等功能，便于乘務(wù)員了解情況，及時(shí)采取措施。(4)可方便實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)降弓”和“正常降弓”功能的快速轉(zhuǎn)換，即當(dāng)“自動(dòng)降弓裝置”自身發(fā)生故障時(shí)，不影響動(dòng)車(chē)組的正常運(yùn)行及操作。7.3.1.1 結(jié)構(gòu)及原理DSA250型單臂受電弓由底架、開(kāi)弓裝置、下臂

4、、上臂、弓頭、滑板及空氣管路等組成。其外形結(jié)構(gòu)圖如圖7.12所示。圖7.121JSAE5口型單智受電4t宛蟹力阻電器門(mén)一/個(gè)裝置土4下野由弓收此濡一FH桿.T一上臂律上導(dǎo)桿；9一弓頭10-ittfiiU飽嫁手.圖？.13空號(hào)管路原理圖1一電空餐點(diǎn)一空沌器訃一單向節(jié)流冏«升弓3G-J-E蕭密壓|«RrW-Q4Z氣醫(yī)泉R1-E一背前牌障。a4;安全陶心隨胃空F范鼻音I卜科4聯(lián)甯（氣鞋兒受電弓是通過(guò)壓縮空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)升降控制的，具壓縮空氣的空氣管路原理參見(jiàn)圖7.13。壓縮空氣通過(guò)電空閥（件1）,經(jīng)空氣過(guò)濾器（件2）一升弓節(jié)流閥G（1/4）（件3）一精密調(diào)壓閥Rc（1/2）（件4）,精

5、密調(diào)壓閥將壓縮空氣調(diào)整到正常升弓壓力值約0.35MPa相當(dāng)于接觸壓力70N,由精密調(diào)壓閥向受電弓提供恒定的壓縮空氣，其調(diào)節(jié)精度為土0.002MPa。氣壓每變化0.01MPa（約o.1kgf/CITl2）,接觸壓力變化10N。氣壓表（件5）一降弓節(jié)流閥G（1/4）（件6）一安全閥（件7）一壓縮空氣絕緣（件8）一升弓氣囊（件9）。7.3.1.2 主要參數(shù)型號(hào)DSA250環(huán)境溫度-40+60C設(shè)計(jì)速度250km/h額定電壓25kV額定電流1000A瞬間電流（60ms）35kA稱(chēng)接觸壓力（70±5）N（可調(diào)整）壓縮空氣壓力0.41.0MPa正常工作壓力（70N時(shí)）約O.35MPa精密調(diào)壓閥耗

6、氣量輸入壓力v1MPa時(shí)，11.5L/min弓頭垂向移動(dòng)量60mm開(kāi)弓時(shí)間不大于5.4s降弓時(shí)間不大于4s落弓位高度（包含絕緣子）588（+5,-10）mm（612mm上臂最高處）最大開(kāi)弓高度（包括絕緣子）3000（+100,-25）mm最低工作高度（包括絕緣子）約888mm最大工作高度（包括絕緣子）約2800mm弓頭長(zhǎng)度約1950mm7.3.1.3 維護(hù)為了受電弓處于良好的工作狀態(tài)，必須加強(qiáng)維護(hù)管理，主要應(yīng)做到：（1）軟編織導(dǎo)線(xiàn)是否完整，各軟連接編織導(dǎo)線(xiàn)斷肢率不得10%,斷肢嚴(yán)重的要及時(shí)更換。(2)損壞的滑動(dòng)軸承、變形的部件、磨耗部件超過(guò)其磨損極限(部件更換極限參數(shù)見(jiàn)表7.1),應(yīng)及時(shí)更換。

7、表7.1部件更換極限參數(shù)字號(hào)名稱(chēng)圖紙尺寸(mm)極限尺寸(mm)1滑板(碳條高度)22(+1,0)52弓角涂層0.3(+0.4,0)0.13滑動(dòng)軸承(直徑)430(0,-0.15)430.024弓頭管軸t直徑)430(0,-0.15)429.55三種軟連接線(xiàn)-出現(xiàn)破損6鋼絲繩-有一股斷裂7升弓裝置-出現(xiàn)裂縫、發(fā)生泄漏8阻尼器-發(fā)生泄漏(3)在降弓位置時(shí)，應(yīng)檢查受電弓鋼絲繩的松緊程度,兩側(cè)松緊程度應(yīng)一致。(4)保持阻尼器狀態(tài)良好，當(dāng)有磨損、動(dòng)作不靈活、漏油時(shí)需更換。(5)檢查氣囊，發(fā)現(xiàn)漏氣需更換。(6)檢查弓頭滑板，不得有松動(dòng)、切口、缺口及由電弧引起的變形或缺陷，如由現(xiàn)下列情況，必須更換：碳條高

8、度v5mm或滑板總高度w22mm由電弧引起的變形或缺陷；滑板碎裂或由現(xiàn)一定深度的凹槽。如僅需更換一個(gè)滑板，新、舊滑板高度差應(yīng)w3mm且應(yīng)注意滑板ADD接口安裝的正確位置。(7)下導(dǎo)桿兩端的關(guān)節(jié)軸承以及升弓裝置銷(xiāo)軸處的潤(rùn)滑，可用注油槍向潤(rùn)滑油杯內(nèi)注入SHELLALVANIAR翌潤(rùn)滑脂，注完后用油杯帽密封(油杯應(yīng)注意密封及防塵防水)。下臂上6個(gè)滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑，需拆下下臂，從有彈性擋圈一端將軸拆下，襯套內(nèi)注入SHELLALVANIAR型潤(rùn)滑脂后，裝上下臂。DSA250受電弓輔助用油脂見(jiàn)表7.2。表7.2DSA250受電弓輔助用油脂上稱(chēng)用途，紋潤(rùn)滑劑用于螺紋連接處，用于改善摩擦，電接觸脂用于所有受流表

9、面，如滑板安裝座表面，軟連線(xiàn)接線(xiàn)端子表面，紋密封膠用于所有管螺紋及閥門(mén)接頭的密封，牌潤(rùn)滑脂附于卜臂內(nèi)軸承，下導(dǎo)桿桿端軸承和升弓裝置銷(xiāo)軸的潤(rùn)滑(8)受電弓底座應(yīng)保持水平。(9)可用中性清潔劑清潔車(chē)頂與受電弓之間的絕緣管,但不得使用帶油棉紗。每天用干棉紗擦拭，防止灰塵吸附所導(dǎo)致的一次短路。7.3.2 高壓設(shè)備箱高壓設(shè)備箱安裝在2,6號(hào)車(chē)底架下，真空斷路器、避雷器、地板下電纜接線(xiàn)盒安裝在設(shè)備箱內(nèi)。高壓設(shè)備箱內(nèi)安裝的各部件可單獨(dú)裝卸，也可根據(jù)需要進(jìn)行整體裝卸。高壓設(shè)備箱使用鋁合金型材，采用密封結(jié)構(gòu)，避免其內(nèi)安裝的部件受到污損。為適應(yīng)通過(guò)隧道時(shí)壓力的變化，設(shè)有過(guò)濾器，與外界大氣進(jìn)行交換。止匕外，為降低避

10、雷器的限壓抑制，空中絕緣距離設(shè)為230mm高壓加壓部按照確保大地絕緣距離為230mm上來(lái)配置其內(nèi)安裝的部件。設(shè)備箱上裝有避雷器，側(cè)面安裝真空斷路器、地板下電纜接線(xiàn)盒及指示燈。為安全起見(jiàn)，在接地保護(hù)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，設(shè)置指示燈加以確認(rèn)。高壓設(shè)備箱底部設(shè)置檢查蓋，通過(guò)鎖閉裝置進(jìn)行鎖閉。內(nèi)部各部件的安裝全部在箱內(nèi)進(jìn)行。實(shí)施作業(yè)及檢查時(shí)，操作鎖閉裝置后可以打開(kāi)檢查蓋。高壓設(shè)備箱設(shè)置與車(chē)頂保護(hù)接地開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖的鎖閉裝置，是為了在檢查高壓設(shè)備箱內(nèi)部件時(shí)，防止觸電。鎖閉裝置由輔助空氣壓縮機(jī)（裝在M2車(chē)底架下）單元內(nèi)管座上的鑰匙和高壓設(shè)備箱的鎖裝置組成。各車(chē)廂的高壓設(shè)備箱使用的鑰匙不同（鑰匙上標(biāo)有號(hào)碼）o7.3.3 真

11、空斷路器真空斷路器用來(lái)斷開(kāi)、接通25kV電路，并作為故障狀態(tài)的保護(hù)器件，兼有斷路器和開(kāi)關(guān)兩種作用。當(dāng)牽引變壓器牽引側(cè)以后的電路發(fā)生故障時(shí)，能迅速、安全、準(zhǔn)確地切斷電路。CRH型動(dòng)車(chē)組采用CB201型真空斷路器，每列動(dòng)車(chē)組配置2臺(tái)真空斷路器，每臺(tái)真空斷路器控制一臺(tái)牽引變壓器。CB201型真空斷路器（通常稱(chēng)為VCB）利用真空中的高絕緣性能阻止電弧的擴(kuò)散從而進(jìn)行遮斷，配置在動(dòng)車(chē)底架下的高壓設(shè)備箱內(nèi)。真空斷路器的外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7.14o7.3.3.1 構(gòu)真空斷路器主要由3部分組成：(1)高壓電流分?jǐn)嗖糠郑河煽砷_(kāi)斷交流電弧的真空開(kāi)關(guān)管、靜觸頭、動(dòng)觸頭組成。動(dòng)觸頭的操作由電空機(jī)械裝置和合閘過(guò)程中的導(dǎo)向裝置共

12、同完成。(2)隔離絕緣部分：由安裝在底板上的支持絕緣子絕緣、內(nèi)部的絕緣導(dǎo)桿、恢復(fù)彈簧、接觸壓力彈簧組成。絕緣導(dǎo)桿連接電空機(jī)械裝置合動(dòng)觸頭。(3)電空機(jī)械裝置(低壓部分)：由空氣管、壓力開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)風(fēng)缸、調(diào)壓閥、電磁閥、保持線(xiàn)圈、傳動(dòng)風(fēng)缸及活塞組成當(dāng)空氣壓力達(dá)一定值時(shí)壓力開(kāi)關(guān)閉合，壓縮空氣方能進(jìn)入儲(chǔ)氣缸。儲(chǔ)氣缸內(nèi)的調(diào)壓閥用來(lái)調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣缸內(nèi)氣壓。真空斷路器結(jié)構(gòu)如圖7.14所示。7.3.3.2主要技術(shù)參數(shù)額定電壓AC30kV(瞬間最大電壓AC31kV)額定電流AC200A額定頻率50Hz額定開(kāi)斷容量100MVA額定閉合電流10000A額定瞬間電流4000A(2s)額定斷路電流3400A額定開(kāi)斷時(shí)間<

13、0.06s壽命次數(shù)50000次7.3.4 避雷器采用LA205型交流避雷器，避雷器由采用聚合物制成的瓷管與氧化鋅組件組成。氧化鋅組件由14個(gè)采用彈簧強(qiáng)力固定、帶有止振橡膠的元件構(gòu)成。在瓷管內(nèi)部裝有氧化鋅組件，用氮?dú)饷芊?。如果避雷器由于大電流而短路，?nèi)部壓力異常上升，則通過(guò)特殊薄金屬板的放壓裝置向外釋放高壓氣體。7.3.4.1 主要技術(shù)參數(shù)額定電壓AC42kV（RMS）標(biāo)準(zhǔn)放電電流10kA（8x20以s）持續(xù)運(yùn)行電壓AC33kV（RMS）動(dòng)作電壓>AC57kV（UmADc即直流1mA電流流過(guò)時(shí)的端子電壓）限制電流5kA<AC100kV10kA（標(biāo)準(zhǔn)）<107kV耐放電量沖擊電流

14、100kA（8X20以s）矩形波400A,2周質(zhì)量21kg7.3.4.2 工作原理避雷器是一種保護(hù)電器，用于限制電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程由現(xiàn)的大氣過(guò)電壓及操作過(guò)電壓，使電氣設(shè)備免受過(guò)電壓損害，減少系統(tǒng)的跳閘率及事故率。氧化鋅避雷器是采用ZnO等多種金屬氧化物制成的，利用其相當(dāng)理想的伏安特性,其中線(xiàn)性系數(shù)只有O.025左右,使得避雷器處于正常工作電壓時(shí)，流過(guò)的電流非常小，可認(rèn)為是一種絕緣體；而當(dāng)電壓值超過(guò)奧一動(dòng)作值時(shí)，電流急劇增加，電流的增加反過(guò)來(lái)抑制住電壓的上升，從而保護(hù)了動(dòng)車(chē)組的絕緣設(shè)備不被擊穿。待電壓恢復(fù)到正常工作范圍時(shí)，電流相應(yīng)恢復(fù)極小值，避雷器仍呈絕緣態(tài)，不影響系統(tǒng)的正常工作。一般來(lái)講，避雷器

15、的選擇既要保證在正常工作電壓下電流很小，且產(chǎn)品不易老化，又要保證在過(guò)電壓下正常釋放能量，使電壓不會(huì)上升到損壞絕緣的程度，因此，考核避雷器主要有3個(gè)參數(shù)：大電流下殘壓、工作電壓下續(xù)流和通流容量。7.3.5 高壓互感器互感器是一種測(cè)量用設(shè)備，有電流互感器和電壓互感器兩種，其作用原理和變壓器相同。使用互感器有三個(gè)目的：一是為了工作人員的安全，使測(cè)量回路與高壓電網(wǎng)隔離；二是可以使用小量程的電流表測(cè)量大電流，用低量程電壓表測(cè)量高電壓；三是用于各種繼電保護(hù)裝置的測(cè)量系統(tǒng)。通常，電流互感器的牽引繞組側(cè)額定電流為5A或1A,電壓互感器的牽引繞組側(cè)額定電壓為100V7.3.5.1 電流互感器與普通的變壓器相比，

16、電流互感器的一次繞組由1匝或幾匝截面較大的導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成，并串入需要測(cè)量電流的電路中；牽引側(cè)繞組的匝數(shù)較多，導(dǎo)線(xiàn)截面較小，并與阻抗很小的儀表(如電流表，功率表的電流線(xiàn)圈等)接成回路。電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于變壓器的短路情況，必須注意：(1)電流互感器的二次繞組絕對(duì)不允許開(kāi)路；(2)必須將電流互感器的外殼和二次繞組的一端可靠接地，以防原、副邊繞組間絕緣損壞，原邊電壓竄入二次側(cè)，引起觸電和儀表?yè)p壞。CRH型動(dòng)車(chē)組采用BB-S隔離型高壓電流互感器，用于檢測(cè)牽引變壓器原邊電流值。一個(gè)基本動(dòng)力單元配置1個(gè)電流互感器，全列共設(shè)置2個(gè)電流互感器。其技術(shù)參數(shù)如下：額定工作電壓25kV變流比200/5A額定頻率50

17、Hz額定負(fù)載20VA質(zhì)量35kg7.3.5.2 電壓互感器電壓互感器工作時(shí)，原邊繞組直接接到被測(cè)的高壓電路，牽引側(cè)繞組接電壓表或功率表的電壓線(xiàn)圈。由于電壓表和功率表的電壓線(xiàn)圈內(nèi)阻抗很大，所以電壓互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于變壓器的空載情況。忽略漏阻抗壓降時(shí)，其原邊繞組、牽引側(cè)繞組之比就等于原邊繞組、牽引繞組的電壓之比，而電壓互感器在設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證其準(zhǔn)確度，一般都采用高性能的硅鋼片，以減小勵(lì)磁電流和原邊、牽引側(cè)繞組的漏電抗。電壓互感器在使用時(shí)，必須注意：(1)電壓互感器牽引側(cè)絕對(duì)不能短路；(2)電壓互感器的二次繞組連同鐵芯一起，必須可靠接地；(3)電壓互感器有一定的額定容量，使用時(shí)牽引側(cè)繞組不宜接過(guò)

18、多的儀表。CRH型動(dòng)車(chē)組采用高壓電壓互感器檢測(cè)接觸網(wǎng)電壓。一個(gè)基本動(dòng)力單元配置1個(gè)電壓互感器，全列車(chē)共配置2臺(tái)。電壓互感器參數(shù)如下所述：電壓互感器變比25kV/100V額定負(fù)荷100VA輸由精度l.O級(jí)7.3.6 高壓電纜及電纜連接器動(dòng)車(chē)組正常情況下只有一臺(tái)受電弓開(kāi)弓受流，而整列動(dòng)車(chē)組有兩臺(tái)牽引變壓器同時(shí)工作，因此為了將25kV高壓電送至牽引變壓器就需要使用高壓電纜和高壓電纜連接器。在2號(hào)車(chē)后部、3號(hào)車(chē)前后部、4號(hào)車(chē)前部、5號(hào)車(chē)后部、6號(hào)車(chē)后部的車(chē)頂上設(shè)置高壓電纜連接器，為方便摘桂，在4號(hào)車(chē)后部、5號(hào)車(chē)前部的各車(chē)頂上，設(shè)置高壓電纜用傾斜型電纜連接器，通過(guò)這些高壓連接器接通高壓電纜。7.3.7 保護(hù)接地開(kāi)關(guān)CRH型動(dòng)車(chē)組采用SH2052c型號(hào)接地開(kāi)關(guān),一個(gè)基本動(dòng)力單元配置一臺(tái)，全列車(chē)其配詈2臺(tái)。接地開(kāi)關(guān)采用電磁控制空氣操作，設(shè)置安全聯(lián)鎖。技術(shù)參數(shù)如下所述：結(jié)構(gòu)耐寒耐雪結(jié)構(gòu)，設(shè)防凍電熱器額定電壓30kV單相額定頻率50Hz額定瞬時(shí)電流6000A(15周)額定操作空氣壓力785kPa(8kgf/cm2)額定操作電壓DC10O(+10,-30)V最低開(kāi)關(guān)動(dòng)作電壓DC60V最低開(kāi)關(guān)動(dòng)作氣壓0.628MPa(6.4kgf/cm2)投入操作壓力變動(dòng)范圍O.628MPa(6.49.6kgf/cm2)主接