第六章蓄電池與充電機

蓄電池與充電機一、蓄電池的組成、用途二、蓄電池的工作原理與使用維護（一）CRH1型車蓄電池CRH1動車組蓄電池系統(tǒng)，向列車內(nèi)的控制系統(tǒng)、應(yīng)急照明、應(yīng)急通風(fēng)、無線電等系統(tǒng)供電。蓄電池正常狀態(tài)下的功能是向TCMS系統(tǒng)、照明、無線電系統(tǒng)等提供電源電壓，并在蓄電池充電器出現(xiàn)臨時性故障時，起能量緩沖器作用。1蓄電池與充電機蓄電池系統(tǒng)包括五個蓄電池和五個充電器，均與主蓄電池總線并聯(lián)連接。與主蓄電池總線并聯(lián)連接將有兩條較小的蓄電池總線并聯(lián)。這兩條總線的功能如下：提供啟動電路和提供應(yīng)急電路。蓄電池采用鎳鎘電池，使用容量為200安培小時。蓄電池由Hoppecke提供。即使在蓄電池總線陰極和陽極之間出現(xiàn)短路時也可以工作2正極板

負極板隔膜分離器

一體化注水系統(tǒng)

熱封的電池組結(jié)構(gòu)

阻燃的聚丙烯外殼

內(nèi)螺紋電極螺栓

3CRH1蓄電池系統(tǒng)的供電情況

4蓄電池與充電機如果電池不能得到及時充電，根據(jù)電池電壓狀態(tài)，保護電路將起作用。

電池狀態(tài)與報警現(xiàn)象表電池狀態(tài)報警現(xiàn)象與原因電池電壓低于101V電池未及時充電使電池電壓低于101V電池電壓低于97V當(dāng)電池電壓低于97V時，電池保護接觸器斷開，這時可以人工閉合接觸器，使車內(nèi)裝置工作5分鐘電池電壓低于84V當(dāng)電池電壓低于84V時，所有繼電器和接觸器都自動斷開，緊急制動產(chǎn)生作用，這時電池不能再繼續(xù)供電。5蓄電池與充電機緊急狀態(tài)蓄電池總能量的計算計算的基本參數(shù)：

蓄電池類型:NiCd堿性電池；電池組額定電壓:110V，額定容量為200Ah。如果一個充電器鎖閉不能使用時，有足夠的冗余。應(yīng)急通風(fēng)的放電時間：2個小時;應(yīng)急照明的放電時間：5個小時。6蓄電池與充電機蓄電池放電時間周期的劃分與容量計算蓄電池放電時間周期分為五個階段：前2分鐘：不減少負荷，系統(tǒng)緊急通風(fēng)。2-30分鐘：電腦系統(tǒng)仍然工作，此時為緊急通風(fēng)和應(yīng)急照明。30-120分鐘：電腦系統(tǒng)仍然工作，此時為緊急通風(fēng)和應(yīng)急照明。動力系統(tǒng)的一些控制計算機被切除。120–300分鐘：應(yīng)急照明300–305分鐘：A啟動模式7蓄電池與充電機（二）地鐵車輛蓄電池8蓄電池與充電機由蓄電池與充電器兩部分組成，在蓄電池充電器和蓄電池輸出端設(shè)過流保護得空氣開關(guān)和保險絲保護這兩條線。蓄電池通過電阻和信號電路空氣開關(guān)連接到車體，而不直接接地。安裝在每個拖車和帶受電弓的動車上的蓄電池都有它們自己的蓄電池充電器充電。當(dāng)一個蓄電池充電器不工作時，相應(yīng)的沒有充電電流的蓄電池仍舊保持工作。在這種情況下，如果蓄電池電壓低于網(wǎng)絡(luò)電壓時，這個蓄電池被直流網(wǎng)絡(luò)二極管隔離。9蓄電池與充電機當(dāng)列車已被喚醒并且逆變器已啟動，失去1500V高壓后，列車按如下步驟工作：（1）T=T0失去1500V→失去400V/230V→正常照明燈關(guān)，應(yīng)急照明燈仍保持，應(yīng)急通風(fēng)啟動。（2）T+45分鐘→應(yīng)急通風(fēng)關(guān)斷（3）T+60分鐘→列車自動進入睡眠方式：應(yīng)急燈關(guān)斷蓄電池電壓低于84V（低壓監(jiān)測繼電器LVDR）→10分鐘永久負載被切除。LVDR連接在每節(jié)A車的永久110V列車線上。10蓄電池與充電機當(dāng)列車被部分喚醒（只有蓄電池，受電弓沒有升起），10分鐘后有一繼電器使列車又進入睡眠狀態(tài)。蓄電池充電器提供滿負載所需的額定電源并對蓄電池充電。只要輸入的中間電壓有效，蓄電池充電器就工作。每個蓄電池有它自己的蓄電池充電器，蓄電池充電不會通過110V的列車總線。設(shè)備故障或設(shè)備狀態(tài)是由逆變器監(jiān)控。11蓄電池與充電機三、充電機的工作原理與使用充電機在CRH1中就是蓄電池充電模塊BCM（Batterychargermodule），是一個靜止的變流裝置，其作用是將三相交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，用來向蓄電池充電，并為直流母線提供電能，為其它直流負載供電。每個充電器的總功率為13kW，其中輸出功率為8kW、最大充電功率為5kW。充電器為一體化的模塊，除冷卻系統(tǒng)外，有三個主要子系統(tǒng)：一個三相橋式輸入整流器，一個IGBT逆變器和一個輸出整流器。BCM的主電路原理框圖如圖4-3-6所示12CRH1BCM主電路簡圖1314蓄電池與充電機設(shè)備特性：標(biāo)定輸入電壓3x400VAC,50Hz輸出電壓122VDC±5%持續(xù)輸出功率22kW與TCMS接口多功能車輛母線MVB外部尺寸高度：450mm長度：900mm深度：785mm重量170kg15蓄電池與充電機充電器主要部件：1.電解電容器2.電機保護斷路器3.風(fēng)扇4.微型斷路器5.光纖板6.MVB母線7.BBC/I8.DC電磁干擾過濾器9.3相電磁干擾過濾器16蓄電池與充電機1.電壓變壓器2.電池過濾電感器3.鐵氧體變壓器4.風(fēng)機5.網(wǎng)側(cè)過濾電感器17照明系統(tǒng)一、概述1、照明的基本概念（1）光——能引起視覺的輻射能，它是一種電磁波，又稱可見光。其波長一般在380-780nm范圍內(nèi)，不同波長的光給人的顏色感覺不同。（2）光通量——光源在單位時間內(nèi)，向周圍空間輻射并引起視覺的能量，稱為光通量，單位為1m（流），一個100W的白熾燈，在220V的電壓下發(fā)出的光通量為1250lm18照明系統(tǒng)（3）發(fā)光效率——光通量與該光源所消耗的電功率之比，稱為發(fā)光效率，單位為lm/W（流明/瓦），例如100W白熾燈的發(fā)光效率（12.5lm/W）比40W熒光燈的發(fā)光效率（61Im/W）要低。（4）發(fā)光強度——光源在某一特定方向上單位立體角內(nèi)輻射的光通量（5）照度——單位面積上接收的光通量稱為照度，單位為lx（勒），在1lx的照度下，我們僅可以看見四周的情況。工作場所必需的照度為20-100lx。

19照明系統(tǒng)（6）陰影有害的陰影:由于方向性照明及障礙物造成的陰影(如手的擋光)會使被照對象的亮度和亮度對比下降，對視覺工作是不利的。為克服不利的陰影需注意合理地布置燈具，提高照明的擴散度。有利的陰影:適度的陰影能表現(xiàn)出物體的立體感、實體感和材質(zhì)感。物體上最亮部分和最暗部分的亮度比稱為亮暗比。亮暗比小于2：1時有平板感，大于10：1時又過分強烈，而在3：1時最理想。20照明系統(tǒng)照明方式可分為下列三種1．一般照明：不考慮特殊局部的需要，為照亮整個工作面而設(shè)置的照明。2．局部照明：為滿足某些部位的特殊需要而設(shè)置的照明。3．混合照明：一般照明與局部照明共同組成的照明。21照明系統(tǒng)2、常用光源（1）白熾燈——是靠電能將燈線（鎢絲）加熱至白熾而發(fā)光（2）碘鎢燈——是一種充碘的白熾燈，應(yīng)用了鎢的再生循環(huán)原理，大大減少了鎢的蒸發(fā)，燈絲的工作溫度可提高3000-3200K，發(fā)光效率可以達20-30Im/W（3）熒光燈——是一種管壁涂有熒光物質(zhì)(如鹵磷酸鈣)的低氣壓水銀放電燈22照明系統(tǒng)（4）高壓汞燈——是一種高氣壓水銀放電燈（5）氙燈——是一種內(nèi)充高純度氙氣的弧光放電燈。由于放電所發(fā)出的光非常接近于日光，故有“小太陽”之稱（6）高壓鈉燈——是一種強弧光放電燈（7）低壓鈉燈——由特制玻璃管制成，管內(nèi)充入高純鈉和惰性氣體，利用鈉蒸汽放電發(fā)光。（8）新型熒光燈——在內(nèi)壁涂上三基色熒色粉，能發(fā)出近似于白熾燈的光色，但發(fā)光效率高。

23照明系統(tǒng)3、照明系統(tǒng)布置原則（1）在燈具的懸掛高度較低(4m及以下)又需要較好的視看條件的場所，宜采用熒光燈。（2）照明開閉頻繁、照度要求較低時，宜采用白熾燈，因為白熾燈的開關(guān)次數(shù)對其壽命沒有什么影響。（3）正常照明一般單獨使用，也可與緊急事故照明、值班照明同時使用，但控制線路必須分開。

緊急事故照明是在正常照明因故障熄滅的情況下，供繼續(xù)工作或人員疏散用的照明，照明必須采用能瞬時可靠點燃的光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈。24照明系統(tǒng)（4）保證照明的質(zhì)量：首先是要在量的方面，創(chuàng)造合適的照度(或亮度)；而在質(zhì)的方面，要解決眩光、光的顏色、陰影等問題。（5）保證光源的顯色性和色溫（6）保證照度的穩(wěn)定性25照明系統(tǒng)—動車組二、CRH1照明系統(tǒng)1、綜述照明系統(tǒng)分為一般照明和緊急照明。所有照明設(shè)備由110V直流蓄電池供電，并通過逆變器轉(zhuǎn)換后，向所有燈泡和燈管供電。乘客區(qū)、通過臺、廁所、廚房和乘務(wù)員室內(nèi)的照明由熒光燈管和鹵素?zé)艚M成。26燈管數(shù)據(jù)安裝地點熒光燈管35W客室內(nèi)頂、行李架、功能板熒光燈管28W客室內(nèi)頂、行李架、功能板熒光燈管18W司機室照明熒光燈管9W通過臺照明鹵素?zé)?2V/10W閱讀燈鹵素?zé)?2V/20W外門罩,風(fēng)擋,廁所,廚房,乘務(wù)員室照明系統(tǒng)—動車組照明使用的燈具類型

27照明系統(tǒng)—動車組2、客室內(nèi)頂燈：客車內(nèi)頂內(nèi)的照明包括在內(nèi)頂模塊中。在模塊內(nèi)，有兩排縱向的熒光燈和逆變器,照明電纜沿C-型材型材鋪設(shè)側(cè)墻上方C型材(不包括在內(nèi)頂范圍內(nèi))

“照明”設(shè)備(包括一體化)中心內(nèi)頂板照明燈罩側(cè)內(nèi)頂板C-型材

28照明系統(tǒng)—動車組3、外門照明：每個車廂門入口處有兩只12伏/20瓦鹵素?zé)艟?。通過臺內(nèi)的四支鹵素?zé)襞c一個逆變器連接。燈安裝在開門一側(cè)。當(dāng)門關(guān)閉時，鹵素?zé)絷P(guān)閉3.逆變器

2.鹵素?zé)艟?.風(fēng)擋29照明系統(tǒng)—動車組4、行李架內(nèi)照明——兩種：一種是1872毫米長，帶一支35瓦熒光燈管；另一種1527毫米長，帶一支28瓦熒光燈管。

1.行李架2.帶熒光燈管（35瓦或28瓦）的燈具3.孔狀眩光保護逆變器閱讀燈(只在Mc-車廂)30照明系統(tǒng)—動車組5、通過臺照明；每個通過臺內(nèi)有兩個圓形燈具安裝在內(nèi)頂板內(nèi),每個有兩只9瓦日光燈管。兩只日光燈管用一個逆變器，安裝在內(nèi)頂上方。兩節(jié)車廂之間的風(fēng)擋照明采用兩只鹵素?zé)艟呙總€車廂一支。鹵素?zé)魹?2伏/20瓦。燈具嵌裝在車頂內(nèi)。兩只鹵素?zé)羰褂靡粋€逆變器，安裝在車頂上方。6、功能板照明Tb-車廂內(nèi)的客室用餐區(qū)裝有功能板，兩塊在廚房對面的側(cè)墻上，一塊在乘務(wù)員室內(nèi)。31照明系統(tǒng)—動車組7、司機室照明—包括一支安裝在內(nèi)頂內(nèi)的燈具，有兩只18瓦熒光燈管；帶一個逆變器。8、顯示屏上的照明開關(guān)（1）司機操作臺上的IDU顯示屏對照明的操作：“一般照明”按鍵；“客室內(nèi)頂照明”按鍵；顯示屏上有相應(yīng)的指示燈。（2）乘務(wù)員室內(nèi)的IDU顯示屏對照明的操作：“一般照明”按鍵；“客室照明”按鍵；“用餐區(qū)域”按鍵；顯示屏上有相應(yīng)”指示燈32照明系統(tǒng)—動車組9、應(yīng)急照明如果一般照明打開，蓄電池充電失效，一般照明將保持兩分鐘。然后，應(yīng)急照明將保持298分鐘的激活狀態(tài)。如果在298分鐘結(jié)束之前蓄電池充電開始，在緊急照明不中斷的情況下，一般照明打開。如果一般照明關(guān)閉，蓄電池充電失效。不再需要“兩分鐘”，應(yīng)急照明將被直接打開，除非一般照明打開。緊急照明要保證客室多數(shù)區(qū)域≥30lx；地板所有區(qū)域≥5lx。乘務(wù)員室內(nèi)的鹵素聚光燈燈與“應(yīng)急照明”連接，并由乘務(wù)員室內(nèi)的開關(guān)控制。33照明系統(tǒng)—地鐵車輛三、地鐵車輛照明1、司機室：司機室燈是獨立于客室燈的。司機室燈設(shè)置避免出現(xiàn)陰影區(qū)或反射到司機臺，這樣的設(shè)置可減小對司機的影響。司機臺上至少有5到10勒克斯的照度，當(dāng)司機室燈亮著，在地板中央有3到5勒克斯照明度。駕駛臺上帶有指示燈的設(shè)備（監(jiān)視器、速度表、司機顯示屏等）都能夠很容易、很清楚的看清。34照明系統(tǒng)—地鐵車輛為了司機的特殊需要（如：注意事項的閱讀、表格的填寫等），提供一個直射式閱讀燈，這個燈獨立于其他的司機室燈。這個照明區(qū)域?qū)⒅挥兴緳C臺面區(qū)域的一部分。司機室燈獨立于客室燈。安裝在司機臺面板上的CLS（司機室燈開關(guān)）控制開關(guān)。預(yù)備的110VDC提供司機室燈電源。電源供應(yīng)線路有短路和過流保護。使用司機臺上CRLS開關(guān)實現(xiàn)司機室閱讀燈的開關(guān)。35照明系統(tǒng)—地鐵車輛2、客室燈有3種類型的燈在車廂內(nèi)：230VAC36W帶電子鎮(zhèn)流器230VAC18W帶電子鎮(zhèn)流器110VDC36W帶逆變器16個36W/230VAC（1），10個36W/110VDC緊急燈（2）A車4個、C-B車4個18W/230VAC（3）1個（A車）、2個36W/110VDC橫向燈（C-B車）（4）36照明系統(tǒng)—地鐵車輛37照明系統(tǒng)—地鐵車輛客室燈的操作：（1）正常照明司機可通過使用PLCS(客室燈控制)開關(guān)選擇燈的模式。他可通過“手動”位置來打開或關(guān)掉客室燈。另外，他可選擇“自動”位置使客室燈根據(jù)光敏元件（位于司機室前側(cè)外部）接受到的外部光線的強度自動控制客室燈的開關(guān)。在自動模式時，“PLCS”開關(guān)位于“自動”位。光敏元件監(jiān)測外部光線的強弱來控制客室正常燈的照明?？褪艺Ｕ彰鳠粲?30VAC中壓供電。供電線路設(shè)過流和短路保護。

38照明系統(tǒng)—地鐵車輛（2）應(yīng)急照明：只要列車電源接通，不管是否選擇“PLCS”開關(guān)，應(yīng)急照明就由預(yù)備低壓系統(tǒng)供電。應(yīng)急照明由主控制器鑰匙控制，除非司機轉(zhuǎn)換主控制器鑰匙。如果輔助逆變器出故障或失去高壓電源，應(yīng)急照明燈由蓄電池供電。在正常運行時，應(yīng)急照明燈是開的。電源供應(yīng)線路有短路和過流保護。39照明系統(tǒng)—地鐵車輛3、外部燈A車前端的信號燈由二個頭燈、二個尾燈、四個運行燈構(gòu)成。每個頭燈和尾燈都是單獨供電的。白色運行燈與頭燈連動；紅色運行燈同尾燈連動。頭燈是為司機照亮軌道，以便司機對線路的了望，并確定列車運行方向。尾燈是為了使列車在軌道上能夠被后續(xù)列車的司機看見。頭燈設(shè)2種亮度：“明”和“暗”，可由司機臺N2板上的HLBDS選擇。尾燈位于A車前端的下部。40照明系統(tǒng)—地鐵車輛Activecab,forwardoperationInactivecab,reverseoperationActivecab,reverseoperationInactivecab,forwardoperationFrontcab,Modesel.OFF,trainasleepRearcab,Modesel.OFF,trainasleepActivecab,Modesel.OFF,trainawakeInactivecab,Modesel.OFF,trainawake41火災(zāi)探測系統(tǒng)—概述一、系統(tǒng)發(fā)展：煙霧的特點:煙是由彌散質(zhì)和彌散劑組成的物質(zhì)。彌散劑是由空氣和燃燒體組成的,而彌散質(zhì)由煙粒子(指燃燒或熱解產(chǎn)生的固體或液體微粒)組成。煙是一種由空氣、燃燒體和煙粒子組成的混合體根據(jù)粒徑大小和粒子濃度不同,煙可能是肉眼看得見的，也可能是看不見的。根據(jù)煙的化學(xué)成份不同,煙的顏色有明暗之分。42火災(zāi)探測系統(tǒng)—概述第一代：從19世紀(jì)80年代至20世紀(jì)40年代,以感溫探測器占主導(dǎo)地位,處于初級階段。造價都比較低,誤報也少，缺點是靈敏度比較低,探測火災(zāi)的速度比較慢,尤其對陰燃火災(zāi)往往不響應(yīng),常發(fā)生漏報。第二代：20世紀(jì)50年代至70年代，采用感煙探測器，火災(zāi)信號傳輸?shù)膶?dǎo)線采用多線制。1940年科學(xué)家WalterJaeger

開發(fā)了離子式煙霧探測器，70年代時占了主導(dǎo)地位，但因探測器內(nèi)放置有放射性元素“镅241”，逐漸被取代。43火災(zāi)探測系統(tǒng)—概述70年代末期，光電式感煙探測器問世，其利用光散射原理探測煙霧的光電感煙探測器在技術(shù)上趨于成熟,打破了離子式感煙探測器壟斷市場長達20年的局面。經(jīng)過實踐,人們一般認為離子感煙探測器對有焰火較靈敏,光電探測器對緩慢陰燃火較靈敏?，F(xiàn)在這兩種探測器每年的銷售量大約是一對一，平分秋色。44火災(zāi)探測系統(tǒng)—概述第三代：從80年代初開始總線制火災(zāi)自動報警系統(tǒng)蓬勃興起，這種系統(tǒng)能節(jié)省布線費用，但調(diào)試困難，抗干擾能力差，以F900離子感應(yīng)探測器總線制產(chǎn)品為代表。第四代：從80年代后期開始至今,利用模擬量可尋址技術(shù)，通過報警系統(tǒng)可查詢每個探測器的地址及模擬輸出量,大大提高了系統(tǒng)的可靠性,降低了誤報率,使火災(zāi)探測技術(shù)邁進了一大步。45火災(zāi)探測系統(tǒng)—概述模擬量系統(tǒng)中的火災(zāi)探測器,處理訊號的方式是模擬量式而不是開關(guān)量式,探測器實際是一個傳感器,本身不決定“火災(zāi)”或“非火災(zāi)”,只是將一個模擬量訊號傳送到控制器,由控制器中的微處理器通過軟件程序,判斷訊號的性質(zhì)而發(fā)出火警訊號。

46火災(zāi)探測系統(tǒng)—概述第五代：火災(zāi)智能預(yù)警系統(tǒng)的思路是：當(dāng)煙火尚未出現(xiàn),足夠的救火時間對用戶非常重要。該系統(tǒng)除采用先進的激光探測技術(shù)和獨特的主動式空氣采樣技術(shù)以外,還采用了“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”算法。使整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度及運行能力空前提高,誤報率幾乎接近為零,確保了系統(tǒng)的高靈敏性和高可靠性。國外開發(fā)出了高靈敏度人工智能感煙火災(zāi)探測報警(HighSensitivityArtificial-intelligenceSmokeDetection,以下簡稱HSASD),它能探測到人眼看不見的煙,并發(fā)出報警信號。

47火災(zāi)探測系統(tǒng)—概述不同類型火災(zāi)