CRH2型动车组高压电器.docx

CRH2 型动车组高压电器高压电器是指主电路中使用的电气设备，包括受电弓、 真空断路器、避雷器、高压电压互感器、高压电缆及高压连 接器、保护接地开关 EGS、高压隔离开关、高压电流互感器、 接地电阻器等7.3.1DSA250 型单臂受电弓受电弓是从接触线获得电能的部件，列车运行时压缩空 气通过车的各阀进入受电弓升弓装置气囊，升起受电弓，使 受电弓滑板与接触线接触；降弓时，排出升弓装置气囊内压 缩空气，使受电弓落下为了保证高速动车组高速运行时的 可靠受流，高速动车组受电弓还必须满足以下要求：(1) 滑板的材料、形状、尺寸适应高速要求，保证良好 的接触状态以及更高的耐磨性能2) 保证滑板与接触网在规定的受电弓工作高度范围内 保持恒定、大小合适的接触压力，以实现比常规受电弓更为 可靠的连续电接触3) 结构设计上应尽量使作用在滑板上的空气阻力由其 他部件承担，使受电弓滑板在其垂直工作范围内始终保持水 平，减少甚至消除空气阻力对滑板与接触线间接触压力的影 响4) 除保证机械强度和刚度外，尽可能降低受电弓运动部分的质量，减小运动惯性，保证与接触线可靠地电接触 (5)升弓时，动作开始要快，但接触导线时要求缓慢，以减少对接触导线的冲击；降弓时，离开接触导线要快，避 免产生拉弧，而到达落弓位时要慢，减少对车顶冲击力。

动车组采用 DSA250 型单臂受电弓，适用于 250km/h 的 运行速度每列动车组在 4、6 号车设受电弓及附属装置， 车辆间采用高压电缆连接正常情况下，单弓受流，另一台 备用，处于折叠状态弓网故障时，为避免弓网事故的进一步扩大，受电弓设 置自动降弓装置，主要功能如下：(1) 受电弓滑板断裂、拉大沟槽、磨耗到限等损坏或绝 缘导管断裂时，实现快速降弓2) 降弓动作的同时，自动切断真空断路器，避免带负 载降弓产生拉弧火花而损坏受电弓滑板和接触网导线3) 自动降弓的同时，可实现声响和指示灯报警等功能， 便于乘务员了解情况，及时采取措施4) 可方便实现“自动降弓”和“正常降弓”功能的快 速转换，即当“自动降弓装置”自身发生故障时，不影响动 车组的正常运行及操作7.3.1.1 结构及原理DSA250 型单臂受电弓由底架、升弓装置、下臂、上臂、 弓头、滑板及空气管路等组成其外形结构图如图 7.12 所示受电弓是通过压缩空气来实现升降控制的，其压缩空气 的空气管路原理参见图 7.13压缩空气通过电空阀(件 1)， 经空气过滤器(件 2)→升弓节流阀 G(1/4)(件 3)→精密调压 阀 Rc(1/2)(件 4)，精密调压阀将压缩空气调整到正常升弓 压力值约 0.35MPa 相当于接触压力 70N，由精密调压阀向受 电弓提供恒定的压缩空气，其调节精度为±0.002MPa。

气压 每变化 0.01MPa( 约 o.1kgf/CITl2)，接触压力变化 10N气 压表(件 5)→降弓节流阀 G(1/4)( 件 6)→安全阀(件 7)→压 缩空气绝缘(件 8)→升弓气囊(件 9)7.3.1.2 主要参数型号 DSA250环境温度 -40 ～+60℃设计速度 250km/h额定电压 25kV额定电流 1000A瞬间电流(60ms) 35kA称接触压力 (70±5)N(可调整)压缩空气压力 0.4～1.0MPa正常工作压力(70N 时) 约 O.35MPa精密调压阀耗气量 输入压力＜1MPa 时，≤11.5L/min 弓头垂向移动量 60mm升弓时间 不大于 5.4s降弓时间 不大于 4s落弓位高度(包含绝缘子) 588(+5,-10)mm(612mm 上臂最 高处)最大升弓高度(包括绝缘子) 3000(+100,-25)mm 最低工作高度(包括绝缘子) 约 888mm最大工作高度(包括绝缘子) 约 2800mm弓头长度 约 1950mm7.3.1.3 维护为了受电弓处于良好的工作状态，必须加强维护管理， 主要应做到：(1)软编织导线是否完整，各软连接编织导线断股率不 得＞10％，断股严重的要及时更换。

2)损坏的滑动轴承、变形的部件、磨耗部件超过其磨 损极限(部件更换极限参数见表 7.1) ，应及时更换表 7.1 部件更换极限参数序号12345678名称滑板(碳条高度)弓角涂层滑动轴承(直径)弓头管轴 t 直径)三种软连接线钢丝绳升弓装置阻尼器图纸尺寸(mm)22(+1,0)0.3(+0.4,0)φ30(0,-0.15)φ30(0,-0.15)----极限尺寸(mm)50.1φ30.02φ29.5出现破损有一股断裂出现裂缝、发生泄漏发生泄漏(3) 在降弓位置时，应检查受电弓钢丝绳的松紧程度， 两侧松紧程度应一致4) 保持阻尼器状态良好，当有磨损、动作不灵活、漏 油时需更换5) 检查气囊，发现漏气需更换6) 检查弓头滑板，不得有松动、切口、缺口及由电弧 引起的变形或缺陷，如出现下列情况，必须更换：碳条高度 ＜5mm 或滑板总高度≤22mm ；由电弧引起的变形或缺陷；滑 板碎裂或出现一定深度的凹槽如仅需更换一个滑板，新、 旧滑板高度差应≤ 3mm，且应注意滑板 ADD 接口安装的正确位置7)下导杆两端的关节轴承以及升弓装置销轴处的润滑， 可用注油枪向润滑油杯内注入 SHELLALVANIAR3 型润滑脂， 注完后用油杯帽密封(油杯应注意密封及防尘防水)。

下臂上 6 个滚动轴承的润滑，需拆下下臂，从有弹性挡圈一端将轴 拆下，衬套内注入 SHELLALVANIAR3 型润滑脂后，装上下臂 DSA250 受电弓辅助用油脂见表 7.2表 7.2DSA250 受电弓辅助用油脂名称螺纹润滑剂导电接触脂螺纹密封胶壳牌润滑脂用途用于螺纹连接处，用于改善摩擦用于所有受流表面，如滑板安装座表面，软连线接线端子表面用于所有管螺纹及阀门接头的密封用于下臂内轴承，下导杆杆端轴承和升弓装置销轴的润滑(8) 受电弓底座应保持水平9) 可用中性清洁剂清洁车顶与受电弓之间的绝缘管， 但不得使用带油棉纱每天用干棉纱擦拭，防止灰尘吸附所 导致的一次短路7.3.2 高压设备箱高压设备箱安装在 2，6 号车底架下，真空断路器、避 雷器、地板下电缆接线盒安装在设备箱内高压设备箱内安 装的各部件可单独装卸，也可根据需要进行整体装卸高压设备箱使用铝合金型材，采用密封结构，避免其内安装的部件受到污损为适应通过隧道时压力的变化，设有 过滤器，与外界大气进行交换此外，为降低避雷器的限压 抑制，空中绝缘距离设为 230mm 高压加压部按照确保大地 绝缘距离为 230mm 以上来配置其内安装的部件。

设备箱上装 有避雷器，侧面安装真空断路器、地板下电缆接线盒及指示 灯为安全起见，在接地保护开关接通时，设置指示灯加以 确认高压设备箱底部设置检查盖，通过锁闭装置进行锁闭 内部各部件的安装全部在箱内进行实施作业及检查时，操 作锁闭装置后可以打开检查盖高压设备箱设置与车顶保护接地开关联锁的锁闭装置， 是为了在检查高压设备箱内部件时，防止触电锁闭装置由 辅助空气压缩机(装在 M2 车底架下)单元内管座上的钥匙和 高压设备箱的锁装置组成各车厢的高压设备箱使用的钥匙 不同(钥匙上标有号码 )7.3.3 真空断路器真空断路器用来断开、接通 25kV 电路，并作为故障状 态的保护器件，兼有断路器和开关两种作用当牵引变压器 牵引侧以后的电路发生故障时，能迅速、安全、准确地切断 电路CRH 型动车组采用 CB201 型真空断路器，每列动车组2配置 2 台真空断路器，每台真空断路器控制一台牵引变压器 CB201 型真空断路器(通常称为 VCB) 利用真空中的高绝缘性能阻止电弧的扩散从而进行遮断，配置在动车底架下的 高压设备箱内真空断路器的外形结构见图 7.147.3.3.1 构真空断路器主要由 3 部分组成：(1) 高压电流分断部分：由可开断交流电弧的真空开关 管、静触头、动触头组成。

动触头的操作由电空机械装置和 合闸过程中的导向装置共同完成2) 隔离绝缘部分：由安装在底板上的支持绝缘子绝缘、 内部的绝缘导杆、恢复弹簧、接触压力弹簧组成绝缘导杆 连接电空机械装置合动触头3) 电空机械装置 ( 低压部分 ) ：由空气管、压力开关、 储风缸、调压阀、电磁阀、保持线圈、传动风缸及活塞组成 当空气压力达一定值时压力开关闭合，压缩空气方能进入储 气缸储气缸内的调压阀用来调节储气缸内气压真空断路器结构如图 7.14 所示7.3.3.2 主要技术参数额定电压 AC30kV( 瞬间最大电压 AC31kV)额定电流 AC200A额定频率 50Hz额定开断容量 100MV·A额定闭合电流 10000A额定瞬间电流 4000A(2s)额定断路电流 3400A额定开断时间 ≤0.06s寿命次数 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 瓷管与氧化锌组件组成氧化锌组件由 14 个采用弹簧强力 固定、带有止振橡胶的元件构成在瓷管内部装有氧化锌组件，用氮气密封如果避雷器由于大电流而短路，内部压力 异常上升，则通过特殊薄金属板的放压装置向外释放高压气 体。

7.3.4.1 主要技术参数额定电压 AC42kV(RMS)标准放电电流 10kA(8×20μ s)持续运行电压 AC33kV(RMS)动作电压 ≥AC57kV(U ，即直流 1mA 电流流过时的端1mADC子电压)限制电流5kA ≤AC100kV10kA(标准) ≤107kV耐放电量冲击电流 100kA(8 ×20μ s)矩形波 400A，2 周质量 21kg7.3.4.2 工作原理避雷器是一种保护电器，用于限制电气设备运行过程出 现的大气过电压及操作过电压，使电气设备免受过电压损害， 减少系统的跳闸率及事故率氧化锌避雷器是采用 ZnO 等多种金属氧化物制成的，利 用其相当理想的伏安特性，其中线性系数只有 O.025 左右，使得避雷器处于正常工作电压时，流过的电流非常小，可认 为是一种绝缘体；而当电压值超过某一动作值时，电流急剧 增加，电流的增加反过来抑制住电压的上升，从而保护了动 车组的绝缘设备不被击穿待电压恢复到正常工作范围时， 电流相应恢复极小值，避雷器仍呈绝缘态，不影响系统的正 常工作一般来讲，避雷器的选择既要保证在正常工作电压下电 流很小，且产品不易老化，又要保证在过电压下正常释放能 量，使电压不会上升到损坏绝缘的程度，因此，考核避雷器 。