城市轨道交通车辆DC-1-500-V供电主电路电气设备配置课件.pptx

城市轨道交通车辆DC 1 500 V供电主电路电气设备配置 DC 1 500 V供电主电路电气设备配置采用DC 1 500 V架空接触网供电的列车，其主电路由网侧高压电路、直流侧电路、制动/过压斩波电路、逆变电路和牵引电动机等组成所有的电气设备分散布置在全列车的车底或车顶上，如图2-6所示1 隔离开关隔离开关有三个位置：受电弓位、隔离接地位、库用电源位（车间电源位）在受电弓位时（运行），受电弓、牵引逆变系统、辅助供电系统等被接入电路，车间电源未被接入电路；在隔离接地位时，没有电路被接入；在库用电源位时，车间电源、辅助供电设备被接入电路，受电弓、牵引逆变系统未被接入电路隔离开关配有人工操作的闭锁在手动切换隔离开关至另一位置前，需要进行手动解锁如果该闭锁被手动操作，则装在隔离开关上的微型辅助开关将闭合其触点该触点被连接到一个控制电路中，此控制电路能在操作接地/隔离开关前断开主电路1 隔离开关1.工作模式（1）接触网供电工作模式接触网供电列车的电气设备布置如图2-7所示在正常状态下，QS1在1位，HSCB闭合联结的电路：受电弓、辅助供电系统、牵引逆变器系统隔离的电路：车间电源1 隔离开关（2）车间电源供电模式。

在车间电源供电模式下，QS1在3位，HSCB断开联结的电路：辅助供电系统、车间电源隔离的电路：受电弓、牵引逆变器系统通过车间供电接触器、HSCB来控制实现向车间蓄电池和环状供电电路等供电注意：在车间电源供电模式下，受电弓接地，不能升弓3）接地模式在接地模式下，QS1在2位，HSCB断开联结的电路：无隔离的电路：辅助供电系统、车间电源、受电弓、牵引逆变器系统1 隔离开关2.隔离、接地开关的作用（1）有足够的通过电流能力，保证在短路电流出现时不至于被损坏2）有辅助联锁参与安全控制3）车间电源供电接触器和隔离、接地开关有电气联锁，确保在车间电源供电模式和接地模式下受电弓升不起来，HSCB无法闭合；车间电源供电接触器在车间电源供电模式下闭合；车钩监控回路可以断开电源供电，车钩分开可使车间电源供电接触器失电，受电弓降下3.隔离、接地开关的外观与操作三位置隔离开关为手动操作开关，必须降弓后才可对其进行操作，严禁带电转换三位置隔离开关的外观如图2-8所示1 隔离开关1 隔离开关操作三位置隔离开关时，先拉起小球手柄，大手柄稍做转动就松开小球手柄，再转动大手柄，到位后，小球手柄的限位销会卡到大手柄的限位孔里。

运行位”与“车间位”的相互转换必须经过“接地位”接地三位置隔离开关的操作手柄如图2-9所示在列车投入运行前，应手动将三位置隔离开关QS1置于“运行位”，接通相应的牵引电路和辅助电路；当列车运行时，给牵引逆变器等设备、SIV等辅助电路的设备供电列车检修时，必须手动将三位置隔离开关QS1置于“接地位”，使高压电路在无电状态下可靠接地，避免人身危险1 隔离开关2 高速断路器1.HSCB的作用HSCB作为列车主电路断路器，用于主电路的供电与保护当列车启动，升起受电弓，闭合HSCB后，向主电路供高压主电流；当主电路发生短路、过载、接地等故障时，HSCB可快速断开主电路的高压供电电流，从而实现对主电路的保护HSCB具有对地绝缘等级高、通断容量大、不受气候条件影响、维修工作量少、外形尺寸小等优点2.HSCB的特性瑞士赛雪龙（Secheron SA）公司的HSCB是单极DC断路器，具有双向电磁控制功能，并且可以自然冷却由于其性能优良，因此国内多种车型都使用该型断路器1）额定工作电压UR6-31型HSCB的额定工作电压为1 000 V，适用于压网为750 V的车辆；UR6-32型HSCB的额定工作电压为2 000 V，适用于压网为1 500 V的车辆。

2）额定工作电流UR6-31/32型HSCB的额定工作电流均小于1 000 AHSCB允许短时间过载，UR6型HSCB允许的瞬时过载电流如表2-2所示2 高速断路器3.HSCB的结构与原理HSCB的结构如图2-10所示2台HSCB集中安装在B车的高压电器箱内，其中一台用于控制接触网与B车的牵引逆变器连接，另一台用于控制接触网与C车的牵引逆变器连接HSCB是由电磁控制的、自然冷却的单极直流断路器在受电弓升起的情况下，通过操作司机操纵台上的HSCB按钮，将合、分的信号输入智能外围设备连接终端子站（SIBAS KLIP substation，SKS）根据SKS的输入信号及列车的状态，由车辆控制单元（vehicle control unit，VCU）控制列车的HCSB和电阻继电器，从而实现对主断路器的控制HSCB的外部框架由硬玻璃纤维增强聚酯制成，其他部件组装在框架上2 高速断路器（1）主电路主电路装配在坚硬的聚酯玻璃纤维绝缘框架上，由下连接、动触点和上连接组成主电路的零件由固体铜制成主断路器触点传导铜焊AgCdO接触片，保证具有理想的到点性能上连接和动触点由银合金制成如果主电路电流达到脱扣装置的预定值，叉就会被迫向下运动，接触点被释放，主触点断开。

主触点断开导致电弧通过主电路的磁场被吸入灭弧罩灭弧罩中的金属挡板将电弧分成许多串联的电弧两个隔板之间的电压约为40 V动触点枢轴和下连接之间的静触点构成动触点与下部连接之间的机械和电气连接，导块上轴承的弹簧对动触点保持持久压力当向断路器发出“关断”命令，或者过载电流导致断路器断路时，轴承的弹簧可保证动触点快速返回2 高速断路器（2）跳闸装置跳闸装置呈环状结构，安装在下连接的周围安装在断路箱中的层压磁板与动磁铁形成磁路系统，它们与一个由两个弹簧支撑的控制杆一起构成跳闸装置弹簧可调整跳闸装置的跳闸电流值Ids当过载（或短路）发生时，主电路形成的线圈在分闸电磁铁中产生的磁场使得动磁铁被上拉，松开控制杆，向下压叉，从而压迫动触点松开一旦过载电流产生断路，辅助触点将发出“分闸”指令，使叉返回断路箱的上部由盖密封动磁铁动作时，带动拉伸弹簧的控制杆动作，使主电路分闸跳闸装置上有一个可用于调节过载响应值的旋钮，通过刻度板上的刻度来指示断路器的响应值Ids可在450900 A、6001 200 A、9001 800 A、1 2002 400 A或1 5003 200 A范围内调整2 高速断路器（3）闭合装置。

闭合装置通过叉控制主电路的闭合闭合时，通过叉将动触点压向上连接的静触点闭合装置由一个含有闭合线圈的磁路系统构成磁路系统包含缸、前板、后板或构成的固定部分、带衬套的动铁芯启动动触点的叉安装在接触压力弹簧和杆上线圈和磁路组成安装在箱体内，加盖密封闭合断路器时，给闭合线圈送入电流脉冲(0.51 s)，使动铁芯吸合，通过叉驱动动触点闭合闭合过程中，动铁芯压缩提供接触压力的压缩弹簧当发生过载或接到分闸指令时，复位弹簧将叉向后拉回4）辅助触点辅助触点包括6个安装在辅助箱上的双触点开关，随着HSCB的开通而被激活其开关速度为0.5 mm/s，工作温度为-40+85双触点开关由控制杆启动，由动触点通过枢轴承、叉和销构成的导块组成控制2 高速断路器（5）灭弧罩灭弧罩由一套抗电弧绝缘板组成的去离子器金属导流片和上部导流片构成抗电弧绝缘板用顶板封住，并用螺杆安装在灭弧罩板上灭弧系统的灭弧原理是：当主电路断开时，静触点和动触点之间产生的电弧在电动力的作用下被迅速推入灭弧罩当动触点移位时，电弧从触点断开处反射到右连接上，使右连接与左连接之间通过电弧形成桥接当电弧进入灭弧罩时，电弧分散进入导流片，因冷却而逐渐消失。

去离子器间的气体在灭弧罩的四周散开2 高速断路器4.HSCB的闭合和断开条件（1）闭合条件受电弓已升起HSCB得到闭合指令闭合指令被直接送到线圈，闭合后经限流电阻送达线圈，维持HSCB的闭合2）断开条件紧急制动牵引逆变器发出保护指令收到受电弓降弓指令升弓允许断开2 高速断路器5.非正常操作情况下的HSCB保护（1）闭合指令发出2 s后未接到反馈信号的情况发出“HSCB未闭合”的故障信息司机必须再次发出闭合指令，条件满足时HSCB闭合2）30 min内出现2次以上闭合失败的情况发出“HSCB闭合次数太多”的故障信息HSCB将被永久打开3）在断开指令发出2 s后没有断开反馈的情况发出“HSCB未断开”的故障信息牵引逆变器将得到保护性关闭指令2 高速断路器（4）无断开指令发出而闭合反馈信号丢失的情况发出故障信息HSCB闭合指令将再次发出牵引逆变器将得到保护性关闭指令5）HSCB脱扣指示在30 min内出现3次以上的情况发出故障信息HSCB将被永久打开通过故障复位钮将被永久打开的HSCB复位2 高速断路器6.HSCB的检查与维修根据使用时间与磨损程度，UR6型断路器的检查与维修包括小型检查、主要检查、易损件更换、随机更换零件。

检查与维修项目包括触点磨损检查，灭弧罩检查，左、右连接检查等1）触点磨损检查触点磨损检查属小型检查，每10 000个循环或每隔18个月进行1次检查方法：使断路器处于闭合状态，用磨损量规通过盖插向螺丝，若深度尺标记(台阶处)外突，则说明触点磨损未到限，处于正常状态若深度尺标记与盖前部齐平，则说明触点磨损已经到限，必须更换下列触点和连接：动触点、上连接、左连接、右连接当检查发现触点磨损到限时，必须进行灭弧罩检查2 高速断路器（2）灭弧罩检查灭弧罩检查每隔18个月进行1次在更换触点时，也必须进行灭弧罩检查专用量规：壁厚为0.51 mm，大小为80 mm200 mm的钢制塞尺操作：从灭弧罩上的两个去离子器之间开始，量规插入两个导流片之间约100 mm磨损标准：量规在前两个导流片之间不符100 mm时，拆下灭弧罩，检查连接若量规在灭弧罩前5个导流片之间不符100 mm，则拆卸灭弧罩，更换导流片3）左、右连接检查检查步骤如下：拆除框架上边底部灭弧罩的4个锁紧螺母把灭弧罩倒置在工作台上刷净灭弧罩板和导流片间的条带刷净连接周围的框架检查左连接与连接的紧固安装当螺丝部分烧损磨耗到原来的一半时，更换连接和螺丝。

检查右连接当连接区域是原来的一半时，需要更换右连接2 高速断路器7.灭弧罩检修（1）灭弧罩分解拆除灭弧罩将灭弧罩稳定、垂直地放置在橡胶垫上拆除6个螺帽拆除顶板拆除6个钢垫圈和6个钢螺母拆除最上面的去离子绝缘板拆除带连接的上部导流片先拆除一个去离子绝缘板，后拆除一个导流片，按照这个顺序，拆除所有的导流片与去离子绝缘板从导流片上拆除钢垫圈2 高速断路器（2）检查、清洁用刷子或者干布清洁灭弧板、去离子绝缘板和导流片，丢掉磨损严重的导流片去离子绝缘板和灭弧罩板不应有碳化现象金属导流片不应有穿孔、厚度超过0.5 mm的沉积物、过度磨损等现象3）安装在灭弧罩板上安装2个新的导流片将1个去离子绝缘板装入螺杆中重复上述操作，安装好所有的导流片和去离子绝缘板将连接安装到上部导流片的上面使用2.2 Nm力矩拧紧6个钢螺母和6个钢垫圈安装顶板使用1.5 Nm力矩拧紧6个螺帽3 制动电阻箱制动电阻用于在列车电阻制动时，将电能转换为热能，保证牵引系统的制动功率每一节动车都有一个制动电阻箱，箱内有两组电阻元件，分别由不同的制动斩波器控制其是否投入运行，工作时由风机对其进行冷却电阻元件的材料具有电阻系数高、耐高温、高温状态下机械强度高等特性。

电阻元件在电阻箱内盘绕，由绝缘瓷件支撑固定制动电阻箱如图2-11所示制动电阻箱的主要技术参数如表2-3所示3 制动电阻箱4 接地装置接地装置的作用是为主电路提供回流通路，使电流经轮对到达钢轨，构成1 500 V的完整电路；同时防止电流通过轴承时对轴承造成电腐蚀，延长轴承的使用寿命接地装置主要由刷握和端盖等组成，如图2-12（a）所示接地装置因安装在动车的轮对轴端见图2-12（b），故又称为轴端接地装置原则上，动车的每根轴上安装1组接地。