動車組牽引系統(tǒng)維護(hù)與檢修 5.1 CRH380AL型動車組高壓設(shè)備

任務(wù)三CRH380AL型動車組其他

高壓設(shè)備維護(hù)與檢修【任務(wù)描述】（1）掌握CRH380AL動車組高壓設(shè)備箱的結(jié)構(gòu)及功能；（2）掌握CRH380AL型動車組其他高壓電器元件的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)及維護(hù)方法?！鞠嚓P(guān)知識】一、電纜連接器類、特高電壓連接線1.電纜連接器電纜連接器的名稱與使用部位見表6-1。表6-1電纜連接器一覽表車號23456781011121314T型電纜連接器22三分叉電纜連接器111直線型電纜連接器121212112121車底電纜連接器（高壓設(shè)備箱內(nèi)）11111112.直線型電纜連接器此接頭采用直線接頭、簡化拆裝操作、內(nèi)部使用環(huán)氧樹脂來保持特高壓部位與保護(hù)盒（本體盒、地線側(cè)）之間絕緣的構(gòu)造。這種構(gòu)造通過公觸頭、母觸頭的嵌合來維持電流的接續(xù)。因此從外觀上看不出方向，觸頭的方向通常是單元分離時拆下的車端側(cè)的為公觸頭、留在車體上的為母觸頭。3.三分叉接頭三分叉接頭是特高壓電纜使用的插頭有3個接口的直接頭類型?；緲?gòu)造與直線接頭相同，只在4號車前部一處使用。應(yīng)注意特高壓電纜插頭車端側(cè)兩個口是接地側(cè)，另一個靠近車體中央的口是非接地側(cè)。4.特高壓連接電纜特高壓連接電纜在2、3，6～8車，10、11、13號車二位端及14號車之間車頂?shù)碾娎|規(guī)格為WEP8－60mm2，各變壓器到高壓電纜連接器之間的電纜規(guī)格為WEP8－60mm2，其余電纜規(guī)格全部為WEP8－150mm2。二、SH2052C型保護(hù)接地開關(guān)（EGS）1.概要保護(hù)接地開關(guān)：當(dāng)真空斷路器（VCB）不能使主回路斷路時，或者是當(dāng)接觸網(wǎng)發(fā)生異常、要求接觸網(wǎng)變成無電壓等情況下，操作此開關(guān)可以強(qiáng)制接觸網(wǎng)接地。當(dāng)檢查高壓設(shè)備箱的內(nèi)部時，為了保護(hù)車輛安全，當(dāng)發(fā)生受電弓上升的情況時保護(hù)接地開關(guān)也能事先讓受電弓接地，防止觸電事故的發(fā)生。只要有電源和壓縮空氣，無論何時都可以接通（閉合）而不受其他限制，只有當(dāng)高壓設(shè)備箱完全閉合時才可斷開。操作用電磁閥鑰匙設(shè)置在車底的輔助電動空氣壓縮機(jī)內(nèi)。通過駕駛臺的保護(hù)接地開關(guān)和隔離開關(guān)，或者配電盤上的開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制可以對隔離開關(guān)進(jìn)行操作。2.性能表6-2保護(hù)接地開關(guān)形式和性能額定形式電磁空氣式方式SH2052C電壓30kV單相頻率50/60Hz短時間電流6000A（15循環(huán)）額定操作空氣壓力0.785MPa操作電壓DC100V閉合（接通）容量15kA（波高值）1次主接點的接觸力78.4N連動接點3a－3b錠桿閉合時間10～20循環(huán)3.構(gòu)造保護(hù)接地開關(guān)內(nèi)部是由操作氣缸、時鐘脈沖觸發(fā)器機(jī)構(gòu)、輔助開關(guān)以及加熱器構(gòu)成，外部是由裝備有錠桿的機(jī)構(gòu)箱和固定接頭部分構(gòu)成。機(jī)構(gòu)箱是在箱的長度方向的兩側(cè)裝有支腳、安裝在車體側(cè)面支架上的結(jié)構(gòu)。固定接頭部分裝在T形接頭上的導(dǎo)體上。開關(guān)閉合時，錠桿通過低噪聲T形接頭上的導(dǎo)體連接高壓電路。因為是耐寒型產(chǎn)品，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)置100V－100W的加熱器。為了不讓熱量外泄及水、灰塵侵入，內(nèi)部為密封結(jié)構(gòu)，外部的錠桿設(shè)在被加熱后的機(jī)構(gòu)箱側(cè)面，可緩和因下雪引起的結(jié)冰。固定接頭的接觸彈簧采用了易粉碎結(jié)在固定接頭上的冰的結(jié)構(gòu)。4.保養(yǎng)（1）固定接觸片和錠桿的接觸力單側(cè)調(diào)整到78.4（1±10%）N。（2）氣缸用油型號為渦輪機(jī)油＃140（JISK2213）。（3）在接觸網(wǎng)加壓時閉合（接通）EGS的情況下，應(yīng)檢查接觸部，如有熔焊、粘連等情況，必須予以更換。5.其他技術(shù)說明關(guān)于使用上的安全注意事項、保管和安裝的方法、接通和斷開的動作、手動操作方法、維修保養(yǎng)和檢查項目、拆卸和組裝、試驗項目等，均請參見所附設(shè)備供應(yīng)商提供的說明書。三、CRH380AL動車組高壓設(shè)備箱1.概要高壓設(shè)備箱裝在M1/M3/M5/M7/M9/M11/M13車底下，內(nèi)置有真空斷路器、避雷器以及電纜連接器。高壓設(shè)備箱內(nèi)置部件可以分別單獨拆裝。2.設(shè)備箱構(gòu)造為防止危險和內(nèi)置機(jī)器污損，高壓設(shè)備箱采用封閉結(jié)構(gòu)，為對應(yīng)通過隧道時的壓力變動，在高壓設(shè)備箱內(nèi)設(shè)置了過濾器，與外界空氣保持呼吸作用。另外，通過降低避雷器的限制電壓將絕緣間隙降低至230mm，達(dá)到了機(jī)器箱小型化的目的。高壓的加壓部分，為確保與大地絕緣間隙為230mm以上，所以配置了機(jī)箱。箱體是由鋁合金材料制成。設(shè)備箱的上面懸吊避雷器。設(shè)備箱的側(cè)面裝有真空斷路器，車底有電纜連接器以及顯示燈。顯示燈是為了便于目視確認(rèn)保護(hù)接地開關(guān)閉合（接通）而安裝的。底面設(shè)有檢查蓋，由閉鎖裝置進(jìn)行閉鎖。安置機(jī)器的安裝因為全部在箱內(nèi)進(jìn)行，所以當(dāng)在進(jìn)行操作和檢查時，必須要先操作閉鎖裝置，打開蓋子。車底電纜連接器的拆裝：先從箱內(nèi)松開固定蓋上的固定螺栓，取下固定蓋后卸下裝在電纜連接器上的固定螺栓，然后小心取出電纜連接器。注意在操作過程中不要滑傷連接器。真空斷路器的拆裝：在取出空氣配管、配線用連接器等后，從箱內(nèi)卸下所有的安裝螺栓，移動至箱內(nèi)開口蓋的部分從下方取出。避雷器的拆裝：把接地線從端子部分卸下后，松開避雷器防振橡膠的緊固螺母，然后從下方取出。四、CB201C型真空斷路器1.概要真空斷路器是為了當(dāng)牽引變壓器在二次側(cè)以后的電路中發(fā)生故障時，為迅速、安全地斷開過電流而安裝的，同時，它也是平常開閉主回路的一種開關(guān)，兼具斷路器和開關(guān)2種功能。這種真空斷路器（通稱VCB），在被封閉的真空容器中配置動靜觸頭，通過動靜觸頭，利用真空中有高的耐絕緣能力和電弧的擴(kuò)散作用來斷開電流。VCB配置在車底部的高壓設(shè)備箱內(nèi)。2.性能性能如表6-3所示。表6-3真空斷路器的性能項目額定形式CB201C額定電壓AC30kV額定電流200A額定頻率50/60Hz額定斷路容量100MV·A額定投入電流10000A續(xù)表項目額定額定短時間電流4000A（2s）額定斷路電流3400A無負(fù)荷投入時間0.15s以下額定開極時間0.06s以下額定斷路時間0.08s以下操作方法開極：電磁控制空氣操作方式閉極：電磁控制空氣操作方式額定操作電壓DC100V（變動范圍60～110V）額定操作壓力78.4Pa（變動范圍62.7～94.1Pa）標(biāo)準(zhǔn)動作職責(zé)CO－5s－CO動作次數(shù)5萬次3.構(gòu)造圖6-23為VCB的構(gòu)造。圖6-23VCB的結(jié)構(gòu)圖VCB的操作機(jī)構(gòu)箱是被螺栓固定在高壓設(shè)備箱上。在斷路器左右配置的真空閥，與集電子單元，及與此相連接的中間機(jī)構(gòu)部構(gòu)成，收納在Ｔ字形的絕緣支持瓷瓶內(nèi)。連接斷路器部與操作機(jī)構(gòu)部間的絕緣操作桿，在絕緣與高電壓部電氣的同時，傳達(dá)開閉的操作力。構(gòu)箱中內(nèi)置有輔助VCB，與開閉動作連動的ON－OFF的信號通過控制插頭向外部導(dǎo)出。4.零部件更換作業(yè)（1）斷路器的零部件更換作業(yè)。適用范圍：適用于工作次數(shù)達(dá)到5萬次的鐵路用真空斷路器（C-CB201）。更換零部件，如表6-4所示。表6-4更換零部件作業(yè)No零部件名稱個數(shù)備注1放大閥防油飛濺蓋2個（103）2彈簧墊圈（M6）4個更換消耗品（101）3斷路部開尾銷（3×15）2個（111）4彈簧墊圈（M8）4個更換消耗品（105）5輔助開關(guān)1個（112）6彈簧墊圈（M8）4個更換消耗品（121）7開尾銷（3×30）1個更換消耗品（114）8開尾銷（3×12）2個更換消耗品（116）（2）作業(yè)步驟。更換放大閥防油飛濺蓋，如表6-5所示。表6-5更換放大閥防油飛濺蓋作業(yè)順序作業(yè)內(nèi)容注意及備注1旋松4個螺栓（100），拆下2個放大閥蓋包括彈簧墊圈（101）及平墊圈（102）2將放大閥蓋（103）更換成新的，擰緊4個螺栓（100）包括彈簧墊圈（101）及平墊圈（102），將彈簧墊圈（101）更換成新的更換斷路部開尾銷，如表6-6所示。表6-6更換短路部開尾銷作業(yè)順序作業(yè)內(nèi)容注意及備注1旋松4個盤頭螺釘（104），拆下上蓋（107），襯墊（108）包括彈簧墊圈（105）、平墊圈（106）、平墊圈（109）2從連接銷（110）上拆下2個開尾銷（111）拆下時，注意不要碰傷連接銷3將開尾銷（111）更換成新的，裝在連接銷（110）上開尾銷錯狀彎曲4用4個盤頭螺釘（104）擰緊上蓋（107）襯墊（108）包括彈簧墊圈（104）、平墊圈（106）、平墊圈（109）。將彈簧墊圈（105）更換成新的更換輔助開關(guān)，如表6-7所示。表6-7更換輔助開關(guān)作業(yè)順序作業(yè)內(nèi)容注意及備注1拆下輔助開關(guān)（115）與開關(guān)顯示器（113）的連接用尾銷（114）拆下時，注意不要碰傷開關(guān)顯示器2拆下2個連接銷（115）的開尾銷（116）。拆下連接銷（115），從操作機(jī)構(gòu)部組件（117）上拆下開關(guān)顯示器（113）、連接桿（118）、鉸鏈（119）的一體化組裝品3給每根輔助開關(guān)（112）的配線編上配線編號后拆下，旋松4個螺栓（120）將輔助開關(guān)（112）從配件（122）上取出包括彈簧墊圈（121）配線編號為輔助開關(guān)兩側(cè)的配線標(biāo)牌的編號4將輔助開關(guān)（112）更換成新的連接配線5用4個螺栓（120）將輔助開關(guān)（112）裝在配件（122）上將彈簧墊圈（121）更換成新的6將連接銷（115）插入鉸鏈（119），將開尾銷（116）更換成新的，裝入操作機(jī)構(gòu)部組件（117）組裝后，用螺帽（123）擰緊開尾銷錯狀彎曲，切實擰緊螺母（123）7將開尾銷（114）更換成新的，將連接桿（118）裝在開關(guān)顯示器（113）內(nèi)開尾銷錯狀彎曲5.檢查及實驗（1）如圖6-24所示，確認(rèn)輔助開關(guān)的接點分開。圖6-24檢查輔助開關(guān)的接點分開（2）進(jìn)行開關(guān)實驗、檢查動作是否順暢。①實驗電路。按照圖6-25所示的實驗電路進(jìn)行實驗。圖6-25開關(guān)實驗電路②判定值。按照表6-8所示條件順暢動作。表6-8開關(guān)特性條件VCB動作控制電壓/V操作壓力/MPa備注閉路動作及開路動作60（60%）0.63（80%）100（100%）0.79（100%）額定控制電壓額定操作壓力110（110%）0.94（120%）60（60%）0.94（120%）6.VCB操作機(jī)構(gòu)部內(nèi)部維修要領(lǐng)（1）潤滑液名稱：Hitasol基礎(chǔ)油。（2）注油部分及方法。①如圖6-26和圖6-27所示，給各銷部加油。②在加油時請用吸液體管。圖6-26操作機(jī)構(gòu)部內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖6-28交流避雷器圖6-27遮斷部內(nèi)部構(gòu)造AC25kV交流避雷器1.概要交流避雷器使用由氧化鋅（ZNO）為主體的金屬氧化物構(gòu)成的高非線性電阻體的無間隙避雷器，保護(hù)從接觸網(wǎng)發(fā)生的雷電涌或電路開閉引起的過電壓對車輛變壓器等機(jī)器絕緣的影響，且具有自動恢復(fù)功能，外形結(jié)構(gòu)如圖6-28所示。2.主要構(gòu)造（1）避雷器容器。避雷器容器（聚合體絕緣管）的外皮采用硅酮為主的難燃性紅橡膠。難燃性紅橡膠耐漏電起痕、抗老化，具有很強(qiáng)的抗沖擊性。難燃性紅橡膠是與FRP筒一體成形的，緊密結(jié)合性很高。（2）氧化鋅元件。避雷器容器內(nèi)部安置有氧化鋅元件。氧化鋅元件的主要成分為被添加物構(gòu)成的粒子層所包圍著氧化鋅晶體的燒結(jié)體，如圖6-29所示具有非線性阻力特性。根據(jù)這個特性，能夠把很大的雷電涌電壓抑制在避雷器的限制電壓值上，并且能夠斷開續(xù)電流。（3）壓力釋放裝置。如出現(xiàn)了超過性能的電涌而引起避雷器的絕緣劣化時，事故電流會引起避雷器的內(nèi)部壓力上升。此時壓力釋放裝置開始啟動，釋放出內(nèi)部壓力防止避雷器容器的破壞、飛散等。（4）防振用橡膠。為防止振動和沖擊引起的避雷器的損傷，裝備有防振用橡膠。（5）避雷器的內(nèi)部氣體。避雷器的內(nèi)部被抽真空后，封入干燥的氮氣密封好。圖6-29V-I曲線3.額定值以及主要性能交流避雷器的主要性能指標(biāo)如表6-9、6-10所示。表6-9交流避雷器的額定額定電壓/kV連續(xù)使用電壓/kV公稱放電電流/kA額定頻率數(shù)/Hz42331050/60表6-10交流避雷器的主要性能動作開始電壓/kV限制電壓/kV脈沖耐電壓/kV放壓性能57以上107以下，10kA2006kA0.16s4.避雷器劣化的主要原因以及壽命除了避雷器承受超過性能的直擊雷電涌導(dǎo)致事故發(fā)生以外，避雷器的絕緣性漸漸降低的情況如圖6-30所示。首先，由于橡膠密封墊的劣化或者是金屬部分的腐蝕引起的避雷器容器內(nèi)部吸濕導(dǎo)致絕緣性能下降。其次，氧化鋅元件的絕緣劣化或者是避雷器容器的漏電引起避雷器內(nèi)部零件的絕緣性能下降。最后，可能由于避雷器容器（聚合體絕緣管）外皮的污損或者由于冷熱變化引起的損傷而使絕緣性能下降。而避雷器壽命劣化的主要原因都是避雷器的內(nèi)部引起的。（1）對橡膠密封墊壓縮，產(chǎn)生彈性應(yīng)力使密封功能發(fā)揮作用，長年累月后會使其永久變形。氣密性下降至永久變形80%的壽命約為20年。（2）氧化鋅元件的帶電壽命如圖6-30的壽命曲線所示。例如，相對于加壓電壓，避雷器的動作開始電壓的帶電率為75%，周圍溫度在70C以下的話，能夠有100年的壽命。圖6-30氧化鋅元件的帶點壽命曲線5.操作在操作上要留意以下幾點。（1）不能對本體以沖擊。（2）為了密封氮氣，不要操作頂蓋。（3）因防壓膜機(jī)械強(qiáng)度特別弱，不要將其弄傷。鋁箔是為了保護(hù)防壓膜而粘在上邊的，所以一直貼著使用。（4）在有可能結(jié)露水的地方應(yīng)捆包好保管。（5）在進(jìn)行車輛耐壓試驗的時候，必須把避雷器從電路上斷開。6.交流避雷器的保養(yǎng)點檢（1）保養(yǎng)點檢項目。保養(yǎng)點檢項目及期間見表6-11。表6-11交雷避雷器的保養(yǎng)點檢序號檢查項目內(nèi)容保養(yǎng)點檢期間ABC1絕緣容器的外觀目視點檢，絕緣容器是否有損傷之類的異?！稹稹?安裝臺及兩端子的安裝螺釘安裝螺釘?shù)乃沙诖_認(rèn)○○○3絕緣抵抗用1000V絕緣抵抗計在避雷器的兩端子間測定，在1000M以上就是良好○（2）關(guān)于避雷器故障時的交換。在檢點以上項目時，避雷器的絕緣容器發(fā)生損傷或其他異常的時候，又或是避雷器端子間的絕緣抵抗發(fā)生低下的時候，必須要把避雷器全體拆換。避雷器是由絕緣容器內(nèi)裝入氧化鋅元素后密封起來的單純構(gòu)造，所以有故障的部件不可以更換。六、MR139型接地電阻器1.概要2.額定參數(shù)及電阻體構(gòu)成（1）額定參數(shù)。額定參數(shù)如表6-12所示。表6-12額定參數(shù)電阻值/0.5（20C）連續(xù)電流/A20最大負(fù)載/（A×sec）300×0.25（不斷開電路）冷卻方式自冷質(zhì)量/kg約18.5（2）電阻體構(gòu)成。電阻體５２枚材質(zhì)：鐵鉻鋁合金電阻體。電阻體５２枚電阻體５２枚構(gòu)造：電阻體厚度18.8mm。電阻體５２枚（3）構(gòu)造。電阻器在最大負(fù)載電流流過后，即使電阻體損傷或絕緣被局部破壞也能保持電阻器電路不斷開，其電阻體容量、電阻體和框架間的絕緣等都要控制到必要的最小限度，以實現(xiàn)輕量、小型化。接地電路中，由于使用50mm2電線，電阻器的引線端子要比電阻器本體部分更大型，電阻器的下方設(shè)置了突出的端子接頭。①電阻體。使用Fe－Cr－Al合金制造電阻用鋼帯。1枚電阻體的電阻值為0.0048、52枚電阻體焊接到一起形成鋸齒狀一列形、上下2段堆積，其上下段的一端用相同材料的連接板與電阻體焊接連接，使全部的電阻體成為一體。極力縮小電阻體間隔，通過焊接形成連接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)小型化。②絕緣螺栓。保持電阻體絕緣性能的絕緣螺釘，在兩個螺釘螺栓上纏上組合云母，其表面通過玻璃滑動，形成保護(hù)結(jié)構(gòu)。七、高壓互感器互感器是一種測量用設(shè)備，有電流互感器和電壓互感器兩種，其作用原理和變壓器相同。使用互感器有兩個目的：一是為了工作人員的安全，使測量回路與高壓電網(wǎng)隔離；二是可以使用小量程的電流表測量大電流，用低量程電壓表測量高電壓，用于各種繼電保護(hù)裝置的測量系統(tǒng)。通常，電流互感器的二次側(cè)額定電流為5A或1A，電壓互感器的二次側(cè)額定電壓為100V。1.電流互感器與普通的變壓器相比，電流互感器的一次繞組由1匝或幾匝截面較大的導(dǎo)線構(gòu)成，并串入需要測量電流的電路中；二次側(cè)的匝數(shù)較多，導(dǎo)線截面較小，并與阻抗很小的儀表（如電流表、功率表的電流線圈等）接成回路。電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于變壓器的短路情況，必須注意：電流互感器的二次繞組絕對不允許開路；必須將電流互感器的外殼和二次繞組的一端可靠接地，以防原、副邊繞組間絕緣損壞，原邊電壓竄入二次側(cè)，引起觸電和儀表損壞。CRH2采用BB－S隔離型高壓電流互感器，用于檢測牽引變壓器原邊電流值。1個基本動力單元配置1個電流互感器，全列共設(shè)置3個電流互感器。技術(shù)參數(shù)如下：額定工作電壓25kV變流比200/5A額定頻率50Hz額定負(fù)載20V·A質(zhì)量35kg2.電壓互感器電壓互感器工作時，一次側(cè)直接接到被測的高壓電路，二次側(cè)接電壓表或功率表的電壓線圈。由于電壓表和功率表的電壓線圈內(nèi)阻抗很大，所以電壓互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于變壓器的空載情況。忽略漏阻抗壓降時，其一、二次繞組之比就等于一、二次繞組的電壓之比，而電壓互感器在設(shè)計時，為了保證其準(zhǔn)確度，一般都采用高性能的硅鋼片，以減小勵磁電流和一、二次側(cè)的漏電抗。電壓互感器在使用時，必須注意：電壓互感器二次側(cè)絕對不能短路；電壓互感器的二次繞組連同鐵心一起，必須可靠接地；電壓互感器有一定的額定容量，使用時二次側(cè)不宜接過多的儀表。CRH2采用LOCO3高壓電壓互感器檢測接觸網(wǎng)電壓，全列車共