动车组牵引系统维护与检修5.1CRH380AL型动车组高压设备.docx

任务三CRH380AL型动车组其他高压设备维护与检修【任务描述】（1）掌握CRH380AL动车组高压设备箱的结构及功能；（2）掌握CRH380AL型动车组其他高压电器元件的结构、性能参数及维护方法。【相关知识】一、电缆连接器类、特高电压连接线特高压电路全部采用车顶走线，高压单元1从2号车连到8号车前方，高压单元2从10号车连接到14号车。2、3,68车，10、11、13号车二位端及14号车之间车顶的电缆规格为60m,各变压器到高压电缆连接器之间的电缆规格为60m,其余电缆规格全部为150mA1 .电缆连接器电缆连接器的名称与使用部位见表6-1°表6-1电缆连接器一览表车号23456781011121314T型电缆连接器22三分叉电缆连接器111直线型电缆连接器12121211212I车底电缆连接器（高压设备箱内）11111112 .直线型电缆连接器此接头采用直线接头、简化拆装操作、内部使用环氧树脂来保持特高压部位与保护盒（本体盒、地线侧）之间绝缘的构造。这种构造通过公触头、母触头的嵌合来维持电流的接续。因此从外观上看不出方向，触头的方向通常是单元分离时拆下的车端侧的为公触头、留在车体上的为母触头。3 .三分叉接头三分叉接头是特高压电缆使用的插头有3个接口的直接头类型。基本构造与直线接头相同，只在4号车前部一处使用。应注意特高压电缆插头车端侧两个口是接地侧，另一个靠近车体中央的口是非接地侧。4 .特高压连接电缆特高压连接电缆在2、3,68车，10、11、13号车二位端及14号车之间车顶的电缆规格为WEP86Omm2,各变压器到高压电缆连接器之间的电缆规格为WEP8-6Omm2,其余电缆规格全部为WEP8-15（）mm20二、SH2052C型保护接地开关（EGS）1.概要保护接地开关：当真空断路器（VCB）不能使主回路断路时，或者是当接触网发生异常、要求接触网变成无电压等情况下，操作此开关可以强制接触网接地。当检查高压设备箱的内部时，为了保护车辆安全，当发生受电弓上升的情况时保护接地开关也能事先让受电弓接地，防止触电事故的发生。只要有电源和压缩空气，无论何时都可以接通（闭合）而不受其他限制，只有当高压设备箱完全闭合时才可断开。操作用电磁阀钥匙设置在车底的辅助电动空气压缩机内。通过驾驶台的保护接地开关和隔离开关，或者配电盘上的开关进行远程控制可以对隔离开关进行操作。5 .性能表6-2保护接地开关形式和性能形式电磁空气式成SH2052C电压30kV单相额频率50/60HZ短时间电流6000A（15循环）额定操作空气压力0.785MPa定操作电压DClOOV闭合（接通）容量15kA（波高值）1次主接点的接触力78.4N连动接点3a-3b锭杆闭合时间I0-20循环6 .构造保护接地开关内部是由操作气缸、时钟脉冲触发器机构、辅助开关以及加热器构成，外部是由装备有锭杆的机构箱和固定接头部分构成。机构箱是在箱的长度方向的两侧装有支脚、安装在车体侧面支架上的结构。固定接头部分装在T形接头上的导体上。开关闭合时，锭杆通过低噪声T形接头上的导体连接高压电路。因为是耐寒型产品，机构箱内置.100V-IoOW的加热器。为了不让热量外泄及水、灰尘侵入，内部为密封结构，外部的锭杆设在被加热后的机构箱侧面，可缓和因下雪引起的结冰。固定接头的接触弹簧采用了易粉碎结在固定接头上的冰的结构。7 .保养（1）固定接触片和锭杆的接触力单侧调整到78.4X（l±10%）No（2）气缸用油型号为涡轮机油井140（JISK2213）o（3）在接触网加压时闭合（接通）EGS的情况下，应检查接触部，如有熔焊、粘连等情况，必须予以更换。5.其他技术说明关于使用上的安全注意事项、保管和安装的方法、接通和断开的动作、手动操作方法、维修保养和检查项目、拆卸和组装、试验项目等，均请参见所附设备供应商提供的说明书。三、CRH380AL动车组高压设备箱1.概要高压设备箱装在M1M3M5M7M9M11/M13车底下，内置有真空断路器、避雷器以及电缆连接器。高压设备箱内置部件可以分别单独拆装。2.设备箱构造为防止危险和内置机器污损，高压设备箱采用封闭结构，为对应通过隧道时的压力变动，在高压设备箱内设置了过滤器，与外界空气保持呼吸作用。另外，通过降低避雷器的限制电压将绝缘间隙降低至230mm,达到了机器箱小型化的目的。高压的加压部分，为确保与大地绝缘间隙为23（）mm以上，所以配置了机箱。箱体是由铝合金材料制成。设备箱的上面悬吊避雷器。设备箱的侧面装有真空断路器，车底有电缆连接器以及显示灯。显示灯是为了便于目视确认保护接地开关闭合（接通）而安装的。底面设有检查盖，由闭锁装置进行闭锁。安置机器的安装因为全部在箱内进行，所以当在进行操作和检查时，必须要先操作闭锁装置，打开盖子。车底电缆连接器的拆装：先从箱内松开固定盖上的固定螺栓，取下固定盖后卸下装在电缆连接器上的固定螺栓，然后小心取出电缆连接器。注意在操作过程中不要滑伤连接器。真空断路器的拆装：在取出空气配管、配线用连接器等后，从箱内卸下所有的安装螺栓，移动至箱内开口盖的部分从下方取出。避雷器的拆装：把接地线从端子部分卸下后，松开避雷器防振橡胶的紧固螺母，然后从下方取出。四、CB201C型真空断路器1.概要真空断路器是为了当牵引变压舞在二次侧以后的电路中发生故障时，为迅速、安全地断开过电流而安装的，同时，它也是平常开闭主回路的一种开关，兼具断路器和开关2种功能。这种真空断路器（通称VCB）,在被封闭的真空容器中配置动静触头，通过动静触头，利用真空中有高的耐绝缘能力和电弧的扩散作用来断开电流。VCB配置在车底部的高压设备箱内。2.性能性能如表6-3所示。表6-3真空断路器的性能项目额定形式CB201C额定电压AC30kV额定电流200A额定频率50/60Hz额定断路容量100MVA额定投入电流10000A续表项目额定额定短时间电流4000A(2s)额定断路电流3400A无负荷投入时间0.15s以下额定开极时间0.06s以下额定断路时间().08s以下操作方法开极：电磁控制空气操作方式闭极：电磁控制空气操作方式额定操作电压DClOOV(变动范围60110V)额定操作压力78.4Pa(变动范围62.794.1Pa)标准动作职责CO-5s-CO动作次数5万次3 .构造图6-23为VCB的构造。VCB的操作机构箱是被螺栓固定在高压设备箱上。操作机构箱内内置有空气罐、电磁阀、增幅阀、操作气缸及主操作杆等构成操作机构部，由外部信号开闭电磁阀，由此驱动增幅阀、操作气缸、主操作杆，由绝缘操作杆来开闭断路器部。在断路器左右配置的真空阀，与集电子单元，及与此相连接的中间机构部构成，收纳在T字形的绝缘支持瓷瓶内，连接断路器部与操作机构部间的绝缘操作杆，在绝缘与高电压部电气的同时，传达开闭的操作力。构箱中内置有辅助VCB,与开闭动作连动的ON-OFF的信号通过控制插头向外部导出。4 .零部件更换作业5 1）断路器的零部件更换作业。 适用范围：适用于工作次数达到5万次的铁路用真空断路器（C-CB201）。 更换零部件，如表64所示。表6-4更换零部件乍业No零部1将称个数备注1放大阀防油飞溅盖2个(103)2弹簧垫圈（M6）4个更换消耗品（101）3断路部开尾销（03x15）2个(IH)4弹簧垫圈（M8）4个更换消耗品（105）5辅助开关1个(112)6弹簧垫圈（M8）4个更换消耗品（121）7开尾销（43x30）1个更换消耗品（114）8开尾销(03x12)2个更换消耗品（116）（2）作业步骤。 更换放大阀防油飞溅盖，如表6-5所示。表6-5更换放大阀防油飞溅盖作业顺序作业内容注意及备注1旋松4个螺栓（100）,拆下2个放大阀盖包括弹簧垫圈（101）及平垫圈（102）2将放大阀盖（103）更换成新的，拧紧4个螺栓（IOo）包括弹簧垫圈（101）及平垫圈（102）,将弹簧垫圈（101）更换成新的 更换断路部开尾销，如表6-6所示。表6-6更换短路部开尾销作业顺序作业内容注意及备注1旋松4个盘头螺钉（104）,拆下上盖（107）衬垫（108）包括弹簧垫圜105，平垫圈1061平垫圈（109：2从连接销（HO）上拆下2个开尾销（III）拆下时，注意不要碰伤连接销3将开尾销（IIl）更换成新的，装在连接销（"O）上开尾销错状弯曲4用4个盘头螺钉（104）拧紧上盖（107）衬垫（108）包括弹簧垫圈（104X平垫圈（106平垫圈（1091将弹簧垫圈（105）更换成新的 更换辅助开关，如表6-7所示。表6-7更换辅助开关作业顺序作业内容注意及备注1拆下辅助开关（115）与开关显示器（113）的连拆下时，注意不要碰伤开关显示器接用尾销（114）2拆下2个连接销（115）的开尾销（1161拆下连接销（115）,从操作机构部组件（117）上拆下开关显示器（H3连接杆（1181校链（119）的一体化组装品3给每根辅助开关（112）的配线编上配线编号后拆下，旋松4个螺栓（120）将辅助开关（112）从配件（122）上取出包括弹簧垫圈（121）配线编号为辅助开关两侧的配线标牌的编号4将辅助开关（112）更换成新的连接配线5用4个螺栓（120）将辅助开关（112）装在配件（122）±将弹簧垫圈（121）更换成新的6将连接销（H5）插入较链（119）,将开尾销（116更换成新的，装入操作机构部组件（117）组装后，用螺帽（123）拧紧开尾销错状弯曲，切实拧紧螺母（123）7将开尾销（114）更换成新的，将连接杆（118）装在开关显示器（113）内开尾销错状弯曲5.检查及实验（1）如图6-24所示，确认辅助开关的接点分开。Z）I=Q2I更换辅助开关后的调整I.2 （确认）用手动操作柄操作开关,调节杆（74）1的尺寸,上便固定.移动触头的接触1尺寸01、D2基本达到均等（01中2）图6-24检杳辅助开关的接点分开（2）进行开关实验、检查动作是否顺畅。实验电路。按照图6-25所示的实验电路进行实验。判定值。按照表6-8所示条件顺畅动作。表6-8开关特性条件VCB动作控制电操作压力/MPa备注闭路动作及开路动作60(60%)0.63(80%)100(100%)0.79(100%)额定控制电压额定操作压力110(110%)0.94(120%)60(60%)0.94(120%)6. VCB操作机构部内部维修要领(1)润滑液名称：HitaSOl基础油。(2)注油部分及方法。如图6-26和图6-27所示，给各销部加油。在加油时请用吸液体管。加油销1个B部详细图A部详细图图6-26操作机构部内部结构图6-27遮断部内部构造AC25kV交流避雷器1.概要交流避雷器使用由氧化锌（ZNo）为主体的金属辄化物构成的高非线性电阻体的无间隙避雷器，保护从接触网发生的雷电涌或电路开闭引起的过电压对车辆变压器等机器绝缘的影响，且具有自动恢复功能，外形结构如图6-28所示。2 .主要构造图6-28交流避雷器（1）避雷器容器。避雷器容器（聚合体绝缘管）的外皮采用硅酮为主的难燃性红橡胶。难燃性红橡胶耐漏电起痕、抗老化，具有很强的抗冲击性。难燃性红橡胶是与FRP筒一体成形的，紧密结合性很高。（2）氧化锌元件。避雷器容器内部安置有氧化锌元件。氧化锌元件的主要成分为被添加物构成的粒子层所包围着氧化锌晶体的烧结体，如图6-29所示具有非线性阻力特性。根据这个特性，能够把很大的雷电涌电压抑制在避雷器的限制电压值上，并且能够断开续电流。（3）压力释放装置,如出现了超过性能的电涌而引起避雷器的绝缘劣化时，事故电流会引起避雷器的内部压力上升。此时压力释放装置开始启动,释放出内部压力防止避雷器容器的破坏、飞散等。(4)防振用橡胶。为防止振动和冲击引起的避雷器的损伤，装备有防振用橡胶。(5)避雷器的内部气体。避雷器的内部被抽真空后，封入干燥的氮气密封好。3 .额定值以及主要性能交流避雷器的主要性能指标如表6-9、6-10所示。表6-9交流避雷器的额定额定电压ZkV连续使用电压ZkV公称放电电;海火A额定频率数/Hz42331050/60表610交流避雷器的主要性能动作开始电压ZkV限制电压ZkV脉冲耐电压/kV放压性能57以上】。7以下,IOkA2006kA0.16s4 .避雷器劣化的主要原因以及寿命除了避雷器承受超过性能的直击雷电涌导致事故发生以外，避雷器的绝缘性渐渐降低的情况如图6-30所示。首先，由于橡胶密封垫的劣化或者是金属部分的腐蚀引起的避雷器容器内部吸湿导致绝缘性能下降。其次，氧化锌元件的绝缘劣化或者是避雷器容器的漏电引起避雷器内部零件的绝缘性能下降。最后，可能由于避雷器容器(聚合体绝缘管)外皮的污损或者由于冷热变化引起的损伤而使绝缘性能下降。而避雷器寿命劣化的主要原因都是避雷器的内部引起的。(1)对橡胶密封垫压缩，产生弹性应力使密封功能发挥作用，长年累月后会使其永久变形。气密性下降至永久变形80%的寿命约为20年。(2)氧化锌元件的带电寿命如图6-30的寿命曲线所示。例如，相对于加压电压，避雷器的动作开始电压的带电率为75%,周围温度在70。C以下的话，能够有I(M)年的寿命。图6-30氧化锌元件的带点寿命曲线5 .操作在操作上要留意以下几点。（1）不能对本体以冲击。（2）为了密封氮气，不要操作顶盖。（3）因防压膜机械强度特别弱，不要将其弄伤。铝箔是为了保护防压膜而粘在上边的，所以一直贴着使用。（4）在有可能结露水的地方应捆包好保管。（5）在进行车辆耐压试验的时候，必须把避雷器从电路上断开。6 .交流避宙器的保养点检（1）保养点检项目。保养点检项目及期间见表6-11。表6-11交雷避雷器的保养点检序号检查项目内容保养点检期间ABCI绝缘容器的外观目视点检，绝缘容器是否有损伤之类的异常OOO2安装台及两端子的安装螺钉安装螺钉的松弛确认OOO3绝缘抵抗用IoooV绝缘抵抗计在避雷器的两端子间测定，在IooOMC以上就是良好O（2）关于避雷器故障时的交换。在检点以上项目时，避雷器的绝缘容器发生损伤或其他异常的时候，又或是避雷器端子间的绝缘抵抗发生低下的时候，必须要把避雷器全体拆换。避雷器是由绝缘容器内装入氧化锌元素后密封起来的单纯构造，所以有故障的部件不可以更换。六、MRl39型接地电阻器1.概要MR139型接地电阻器是防止接地电刷的异常磨耗和轴承电蚀、使接地电流均等化的电阻器,2.额定参数及电阻体构成<1)额定参数。额定参数如表6-12所示。表6-12额定参数电阻值/Q0.5(2()连续电流/A20最大负载/(Axsec)300×0.25(不断开电路)冷却方式自冷质量kg约18.5(2)电阻体构成。电阻体5 2枚电阻体5 2枚材质：铁锅铝合金电阻体.构造：电阻体厚度18.8mm。(3)构造。电阻器在最大负载电流流过后，即使电阻体损伤或绝缘被局部破坏也能保持电阻器电路不断开，其电阻体容量、电阻体和框架间的绝缘等都要控制到必要的最小限度，以实现轻量、小型化。接地电路中，由于使用50m电线，电阻器的引线端子要比电阻器本体部分更大型，电阻器的下方设置了突出的端子接头。电阻体。使用Fe-Cr-Al合金制造电阻用钢帚。1枚电阻体的电阻值为0.0048C、52枚电阻体焊接到一起形成锯齿状一列形、上下2段堆积，其上下段的一端用相同材料的连接板与电阻体焊接连接，使全部的电阻体成为一体。极力缩小电阻体间隔，通过焊接形成连接结构，实现小型化。绝缘螺栓。保持电阻体绝缘性能的绝缘螺钉，在两个螺钉螺栓上缠上组合云母，其表面通过玻璃滑动，形成保护结构。七、高压互感器互感器是一种测量用设备，有电流互感器和电压互感器两种，其作用原理和变压器相同。使用互感器有两个目的，一是为了工作人员的安全，使测量回路与高压电网隔离；二是可以使用小量程的电流表测量大电流，用低量程电压表测量高电压，用于各种继电保护装置的测量系统。通常，电流互感器的二次侧额定电流为5A或IA,电压互感器的二次侧额定电压为IoOVo1 .电流互感器与普通的变压器相比，电流互感器的一次绕组由1匝或几匝截面较大的导线构成，并串入需要测量电流的电路中；二次侧的匝数较多，导线截面较小，并与阻抗很小的仪表(如电流表、功率表的电流线圈等)接成回路电流互感器的运行情况相当于变压器的短路情况，必须注意：电流互感器的二次绕组绝对不允许开路；必须将电流互感器的外壳和二次绕组的一端可靠接地，以防原、副边绕组间绝缘损坏，原边电压窜入二次侧，引起触电和仪表损坏。CRH?采用BB-S隔离型高压电流互感器，用于检测牵引变压器原边电流值。1个基本动力单元配置1个电流互感器，全列共设置3个电流互感器。技术参数如下:额定工作电压变流比额定频率额定负载质量25kV2(X)5A5()Hz2()VA35kg2.电压互感器电压互感器工作时，一次侧直接接到被测的高压电路，二次侧接电压表或功率表的电压线圈。由于电压表和功率表的电压线圈内阻抗很大，所以电压互感器的运行情况相当于变压器的空载情况。忽略漏阻抗压降时，其一、二次绕组之比就等于一、二次绕组的电压之比，而电压互感器在设计时，为了保证其准确度，一般都采用高性能的硅钢片，以减小励磁电流和一、二次侧的漏电抗。电压互感器在使用时，必须注意：电压互感器二次侧绝对不能短路；电压互感器的二次绕组连同铁心一起，必须可靠接地；电压互感器有一定的额定容量，使用时二次侧不宜接过多的仪表。CRH2采用LOCO3高压电压互感器检测接触网电压，全列车共配置2台。电压互感器参数如下：电压互感器变比25kV100V额定负荷300VA输出精度1.0级八、高压隔离开关高压隔离开关的作用是优化配置25kV电路内高压设备的运行工况，当车顶设备发生故障时，能将故障部分隔离，维持动车组运行。它的存在可大大减少因车顶设备故障而造成的机破事故，保证动车组的安全运行。采用BT25.07A型高压隔离开关。1.技术参数标称电压25kV额定电压30kV额定电流700A额定频率50Hz短时耐受电流16kA×ls控制电压DClOOV最小动作电压DC77V额定工作气压4001000kPa最小动作气压350kPa质量50kg2.结构高压隔离开关主要由隔离闸刀、支撑瓷瓶和转动瓷瓶、底座安装板、传动机构、锁固机构、辅助接点、手柄等组成高压隔离开关结构如图6-31所示。图6-31高压隔离开关结构3.维护与保养（1）各紧固件齐全、完好、紧固。（2）刀杆闭合良好，闭合压力满足技术条件的要求。（3）绝缘子不许有裂痕，并应保持其清洁干净。（4）检查连接板是否良好，不允许有松动现象。（5）检查闭锁机构完好、锁紧牢固，不允许有松动现象。（6）检查开关导杆的闭合力。