【終端小型斷路器現(xiàn)場維護(hù)和技術(shù)支持分析3800字（論文）】

終端小型斷路器現(xiàn)場維護(hù)和技術(shù)支持分析目錄TOC\o"1-2"\h\u10445終端小型斷路器現(xiàn)場維護(hù)和技術(shù)支持 118261一、終端小型斷路器的基本結(jié)構(gòu) 119523三、終端小型斷路器的工作原理 29299四、終端小型斷路器的主要技術(shù)參數(shù) 336551.電氣間隙 3179072.觸頭超程 367873.接觸壓力 4218964.合閘時(shí)間 4143495.分閘時(shí)間 4237296.合閘彈跳 513666五、終端小型斷路器控制系統(tǒng)檢測 556081.TCU系統(tǒng)檢測分析 5146492.CCU系統(tǒng)檢測分析 612937六、終端小型斷路器M1級(jí)維護(hù) 6一、終端小型斷路器的基本結(jié)構(gòu)圖1-1終端小型斷路器在高壓電氣箱電路中的位置示意圖此類端子小型斷路器是高壓列車高壓電氣外殼中的重要電氣元件，由法國阿爾斯通技術(shù)引進(jìn)，安裝在高壓列車車頂高壓電氣外殼中。該型斷路器由電抗器和避雷器組裝而成，35KS型接地開關(guān)。動(dòng)車組終端小型斷路器在高壓電氣箱的位置如圖1-1所示。終端小斷路器安裝在支架上的高鐵高壓柜上，上接線端接受電弓，下接線端（絕緣子結(jié)構(gòu)中間）接主變壓器高壓電纜。銅鉻鑄件噴入上絕緣體，用于連接母線和斷路器之間的電源。這些組件充當(dāng)小型斷路器的主連接器，并支持接地開關(guān)(35KS)的3D接地連接器。絕緣驅(qū)動(dòng)手柄位于下絕緣體的空腔中。機(jī)械彈簧驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制斷路器的分合，真空開關(guān)管安裝在斷路器上，控制和檢測裝置安裝在支架上。小型限位開關(guān)由高壓主電路部分、支撐絕緣部分、安裝板、低壓電氣控制電路和電磁/氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分組成。如果在端部打開和關(guān)閉過程中，端部之間的電壓、電流或電氣間隙達(dá)到一定限度，則在端部之間會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧是一種非常復(fù)雜的真空破裂現(xiàn)象，電弧會(huì)腐蝕磁頭表面，因?yàn)樗绊戨娏鞯恼Ａ鲃?dòng)。電弧主要受電極材料、電極形狀、電極間隙尺寸、真空度等因素的影響。主要與頭部接觸的是耦合真空管的真空管腔，耦合真空管用作真空絕緣和真空介質(zhì)，真空管對產(chǎn)生高介電強(qiáng)度和電弧放電擴(kuò)散能力起著關(guān)鍵作用。真空環(huán)境該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是氣缸直驅(qū)，單節(jié)立式，電動(dòng)真空控制，應(yīng)用ac25kv電氣化鐵路系統(tǒng)。三、終端小型斷路器的工作原理終端小型斷路器動(dòng)作時(shí)所需的空氣壓力由車輛上的空氣壓縮機(jī)提供，并通過管道連接到終端小型斷路器的空氣入口，壓縮空氣首先經(jīng)過連接管路上的過濾器到達(dá)調(diào)壓閥，之后進(jìn)入儲(chǔ)氣缸，供給轉(zhuǎn)換閥的同時(shí)與壓力開關(guān)連接，在壓縮空氣通過調(diào)壓閥后，將壓力調(diào)節(jié)到483kPa~497kPa之間。終端小型斷路器的電磁閥連接壓力開關(guān)并受其控制，所以當(dāng)空氣壓力下降低于345kPa~358kPa范圍時(shí)終端小型斷路器將自動(dòng)斷開。當(dāng)氣壓上升必須超過390kPa~420kPa范圍時(shí)，方能閉合終端小型斷路器。電磁閥必須始終處于通電狀態(tài)，以使轉(zhuǎn)換閥動(dòng)作，壓縮空氣通過轉(zhuǎn)換閥進(jìn)入氣缸，以確保終端小型斷路器主觸頭閉合。當(dāng)終端小型斷路器的氣缸活塞移動(dòng)時(shí)，與輔助觸頭組裝的凸輪板也相應(yīng)移動(dòng)，輔助觸點(diǎn)的3個(gè)觸頭常閉，3個(gè)觸頭常開。終端小型斷路器的工作原理如圖2-2所示。圖2-2終端小型斷路器工作原理示意圖四、終端小型斷路器的主要技術(shù)參數(shù)1.電氣間隙電氣間隙是通過絕緣介質(zhì)測量的兩個(gè)導(dǎo)電元件或器件與器件的保護(hù)接口之間的最短距離，以保證電氣性能的穩(wěn)定性和安全性。絕緣所能達(dá)到的最短距離。小型限位開關(guān)處于分體狀態(tài)時(shí)，限位開關(guān)的電氣間隙為真空開關(guān)的動(dòng)端與靜端之間的距離，也稱開啟距離，為觸手頭之間。最遠(yuǎn)距離稱為標(biāo)稱開放距離。標(biāo)稱開路距離可用于保證電樞之間的隔離，電路可以完全斷開，當(dāng)工作電樞與靜態(tài)電樞接觸時(shí)，斷開距離為0，小型斷路器閉合。在因素選擇參數(shù)方面，如標(biāo)稱開距和標(biāo)稱電壓，觸頭材料、電流特性、真空滅弧室真空度、標(biāo)稱電壓、觸頭材料是標(biāo)稱孔距的主要因素。標(biāo)稱開距對工作觸頭和靜觸頭有非常大的絕緣作用。在實(shí)際工作中，當(dāng)工作電壓恒定時(shí)，增加標(biāo)稱開路距離會(huì)提高絕緣能力，將其提高到一定限度會(huì)逐漸降低開路距離對絕緣能力的影響。距離過大會(huì)嚴(yán)重影響真空滅弧室中波導(dǎo)的使用壽命，后果非常嚴(yán)重。因此，為滿足電氣設(shè)備的額定電壓工作要求，應(yīng)盡可能減小額定孔徑距離，以延長滅弧室的使用壽命。2.觸頭超程觸頭超程也稱為觸頭接觸行程，是指真空開關(guān)管的動(dòng)觸頭與靜觸頭在接觸之后，氣缸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)桿繼續(xù)前進(jìn)的位移。設(shè)置觸頭超程主要有三個(gè)功能：首先，確保真空開關(guān)管保持一定的接觸壓力，使動(dòng)觸頭和靜觸頭完全接觸；其次，使斷路器的動(dòng)觸頭在分?jǐn)嗨查g獲得一定的初始動(dòng)能，可以有效拉斷熔焊點(diǎn)從而減少拉弧，提高終端小型斷路器的使用壽命；最后，終端小型斷路器在合閘過程中觸頭超程使動(dòng)觸頭在接觸的瞬間得到一定的緩沖，減少合閘彈跳的時(shí)間，提升終端小型斷路器的使用壽命。若觸頭超程過小，一方面不能保證觸頭之間要求的接觸壓力，另一方面使終端小型斷路器的分閘時(shí)間受到影響，同時(shí)可能還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的分閘彈振，且分閘彈振會(huì)影響真空開關(guān)波紋管的使用壽命。如果觸頭超程選擇過大，還將增大機(jī)械操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘功。3.接觸壓力真空斷路器閉合后，真空斷路器室的接觸壓力為機(jī)械控制對真空斷路器室施加的外部壓力與真空斷路器室觸手自閉力之和。接觸壓力包括初始接觸壓力和最終接觸壓力，初始接觸壓力由彈簧驅(qū)動(dòng)的桌面結(jié)構(gòu)的預(yù)壓縮產(chǎn)生。初始接觸壓力的值主要取決于機(jī)控臺(tái)結(jié)構(gòu)彈簧的剛度和預(yù)壓力，一般設(shè)定為最終接觸壓力的70%。由于真空斷路器在密封后具有固定的自鎖力，因此最終的接觸壓力主要取決于機(jī)器控制臺(tái)結(jié)構(gòu)的剛度和彈簧超程。接觸壓力主要有以下作用。首先，真空開關(guān)的接觸電阻可以保持在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。其次，恒定的接觸壓力可以抑制剎車彈跳，頭部有足夠的初始?jí)毫κ菧p少剎車彈跳的有效措施之一。最終的接觸壓力導(dǎo)致小型斷路器閉合并減少頭部之間的焊接。4.合閘時(shí)間合閘過程中必須要防止真空開關(guān)管觸頭的電磨損和觸頭熔焊，因此要求終端小型斷路器應(yīng)具有較短的合閘時(shí)間，確保觸頭的合閘時(shí)間在合理范圍內(nèi)。但是，如果要求合閘時(shí)間太短，不僅會(huì)增大終端小型斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘功，還會(huì)導(dǎo)致真空開關(guān)管內(nèi)觸頭沖擊過大，影響真空開關(guān)波紋管的使用壽命。根據(jù)鐵道行業(yè)機(jī)車車輛真空斷路器TB/T3430–2015標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)車組終端小型斷路器的合閘時(shí)間應(yīng)小于100ms。5.分閘時(shí)間終端小型斷路器的分閘時(shí)間是指電磁閥收到分閘指令的時(shí)刻到動(dòng)觸頭和靜觸頭分離的時(shí)刻所經(jīng)歷的時(shí)間間隔。觸頭斷開后，斷開時(shí)間的長短影響觸點(diǎn)之間絕緣介質(zhì)的恢復(fù)速度。如果觸點(diǎn)之間的介質(zhì)恢復(fù)率小于返回電壓，電弧將重新點(diǎn)燃。為了減少電弧重新點(diǎn)燃的可能性并縮短電弧時(shí)間，必須滿足正常開啟時(shí)間要求。分閘時(shí)間的長短主要取決于脫扣電流、接觸距離、額定電壓和返回電壓等因素。根據(jù)鐵道行業(yè)機(jī)車車輛真空斷路器TB/T3430–2015標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)車組終端小型斷路器的分閘時(shí)間應(yīng)小于60ms。6.合閘彈跳終端小型斷路器在合閘過程中機(jī)械操動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)觸頭執(zhí)行合閘動(dòng)作，動(dòng)觸頭和靜觸頭接觸瞬間發(fā)生碰撞后反彈分離，之后動(dòng)觸頭在彈簧壓力作用下再次碰撞，并且在經(jīng)歷幾次往復(fù)碰撞后觸頭穩(wěn)定閉合，該現(xiàn)象稱之為真空斷路器的合閘彈跳。根據(jù)JB/T3855-2008《高壓交流斷路器》標(biāo)準(zhǔn)定義，合閘彈跳時(shí)間是指從觸頭第一次接觸開始到觸頭穩(wěn)定接通的時(shí)間。通過圖2-3，可以很直觀地了解合閘彈跳次數(shù)及合閘彈跳時(shí)間，實(shí)體部分為動(dòng)靜觸頭的接觸時(shí)間，空格部分為動(dòng)靜觸頭的分離時(shí)間，空格部分的次數(shù)為彈跳次數(shù)。影響合閘彈跳時(shí)間的因素很多，主要與接觸壓力、合閘時(shí)間、接觸材料、彈簧參數(shù)、和安裝結(jié)構(gòu)等有關(guān)，合閘彈跳時(shí)間是導(dǎo)致觸頭熔焊和過電壓的重要因素。過長的合閘彈跳時(shí)間影響真空斷路器的電氣壽命和機(jī)械壽命，是評(píng)判終端小型斷路器工作性能的重要參數(shù)之一。所以應(yīng)該通過合理地對終端小型斷路器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將合閘彈跳時(shí)間控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍之內(nèi)。五、終端小型斷路器控制系統(tǒng)檢測1.TCU系統(tǒng)檢測分析24E6作為終端小型斷路器報(bào)出的無法斷開的代碼，以此為例，動(dòng)車組TCU根據(jù)本車是否為主高壓系統(tǒng)選擇需要確認(rèn)的終端小型斷路器反饋狀態(tài)，TCU檢測到本單元為主高壓系統(tǒng)，選取本單元終端小型斷路器觸點(diǎn)的反饋狀態(tài)作為24E6的判斷條件，若檢測到本車為非主高壓系統(tǒng)，選取臨單元終端小型斷路器觸點(diǎn)的反饋狀態(tài)作為24E6的判斷條件。當(dāng)TCU的釋放終端小型斷路器信號(hào)置零，延遲360ms后，TCU對主高壓系統(tǒng)終端小型斷路器斷開信號(hào)和閉合信號(hào)反饋進(jìn)行檢測，當(dāng)未檢測到正確的終端小型斷路器斷開反饋信號(hào)時(shí)，延遲48ms報(bào)出24E6故障。見圖5-1：圖5-124E6邏輯圖此時(shí)，MVB數(shù)據(jù)顯示全列TCU一直顯示終端小型斷路器處于閉合狀態(tài)，01、03、06、08車TCU報(bào)出24E6故障。2.CCU系統(tǒng)檢測分析終端小型斷路器無法閉合原理分析，當(dāng)CCU正常時(shí)，發(fā)出斷開終端小型斷路器指令后，經(jīng)過800ms延時(shí)無法斷開終端小型斷路器，則向TCU發(fā)出斷開終端小型斷路器。當(dāng)CCU向TCU發(fā)出斷開終端小型斷路器信號(hào)后，經(jīng)過600ms延時(shí)TCU也沒有能夠斷開開終端小型斷路器，則可緊急降弓，封鎖主變壓器，斷開隔離開關(guān)。CCU釋放信號(hào)置零后終端小型斷路器未能斷開，TCU釋放信號(hào)置零后終端小型斷路器也未能斷開，一直處于閉合狀態(tài)，變壓器鎖閉，無法重啟（代碼：631F）。同時(shí)CCU請求斷開隔離開關(guān)，由于終端小型斷路器一直處于閉合狀態(tài)，隔離開關(guān)使能繼電器21-K74無法得電，隔離開關(guān)未能斷開，導(dǎo)致故障發(fā)生。圖5-2終端小型斷路器原理圖六、終端小型斷路器M1級(jí)維護(hù)終端小型斷路器日常機(jī)械狀態(tài)也對其保持良好性能有著重要影響，在動(dòng)車組一、二級(jí)檢修中要加強(qiáng)終端小型斷路器狀態(tài)檢修和日常維護(hù)保養(yǎng)，確保良好機(jī)械性能。一是動(dòng)車所檢修庫內(nèi)組織對CRH