毕业设计（论文）-CRH3A车顶装置一级检修作业方法.docx

摘要经过多年努力，我国的动车组不断发展。目前，我国的动车组的发展已经进入“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”阶段。CRH3A型电力动车组，是中华人民共和国铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线，而向德国西门子公司和中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司订购的CRH系列高速动车组。中国铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的中国铁路高速（CRH）车辆均命名为“和谐号”。因此研究其车顶装置一级检修就很有意义。关键词：CRH3A动车组；车顶装置；一级检修 目录第1章 CRH3A动车组车顶装置组成结构51.1 CRH3A动车组概述51.2受电弓51.3避雷器51.4电压互感器51.5主断路器51.6接地开关61.7电流互感器61.8车顶隔离开关6第2章 CRH3A型动车组车顶各设备72.1受电弓72.2.1主断路器的配置92.2.2高压断路器结构形式92.2.3高压断路器工作原理92.2.4高压系统的维护和修理工作102.3接地开关102.3.1.接地开关的安装状态102.3.2接地开关的使用方法112.4防雷击装置112.5车顶电缆隔离开关112.6互感器122.6.1电压互感器122.6.2电流互感器132.7 检查方法132.7.1手检法132.7.2 目测法142.7.3测量法142.7.4测试法142.7.5耳听法142.7.6闻嗅法14第3章 一级检修人员配备和检修分工163.1单列动车组163.2重联动车组163.3车顶作业路线16第4章 一级检修流程和作业路线174.1作业步骤174.1.1接触网供电前检修174.1.2.接触网供电后检修17第5章 车顶设备检查质量标准18第6章 一级修车顶装置检修改进设计206.1常规型动车组一级检修方式206.2改进一级检修方式20参 考 文 献22致 谢23第1章 CRH3A动车组车顶装置组成结构1.1 CRH3A动车组概述CRH3A型动车组的高压系统是基于25kV供电条件而设计的。动车组为16辆编组，1-8车与9-16车分别构成两个完全相同且互相独立的高压单元。每个高压单元为2个完全相同的牵引单元提供列车牵引及辅助供电电源。1.2受电弓CRH3A型动车组采用法维莱公司的CX型主动控制的单臂受电弓。该产品符合EN50206-1标准，弓头为单滑板受电。气动控制阀板及受电弓控制器【PCU】,安装在车内。受电弓控制器的电器接口为DC100V，通过MVB总线与本车终端单元进行通信。1.3避雷器避雷器安装在每个受电弓的右后方用于保护列车以及后段的电气系统防止过压通过接触线进入列车。位于变压器原不边前段的避雷器用于吸收主变压器中不能承受的开关产生的电压。1.4电压互感器TC车的车顶安装有电压互感器，位于受电弓与主断路器之间。其主要作用是检测接触网电压，将检测的信号提供给列车的网络控制系统及相应的牵引变流器，以便相应系统进行控制与保护。1.5主断路器CRH3A型动车组采用赛雪龙公司的BVACN99型主断路器。主断路器设计成单极真空主断路器，内置有弹簧式压缩空气作动器以及真空电弧放电室。主断路器通过电磁阀线圈得电，压缩空气推动作动器后关闭，主触点闭合的同时，开启弹簧被锁住，开启过程通过电磁触发。主断路器从通风管获得压缩空气，在列车整备时，可以从辅助空气压缩机获取压缩空气。1.6接地开关主断路器旁安装有接地开关，其主要作用实在维修时可以保证车辆的安全接地，接地开关型号BT25040L1A1B12，特别与BVAC系列主断路器配合使用。接地开关带有接地联锁钥匙，只有按高压接地规程操作才能操作接地开关接地。1.7电流互感器TC车的车顶安装有干线的电流互感器，变压器输入电流互感器，在变压器上安装有回流电压互感器。电流互感器的作用主要是将检测的信号提供给列车的网络控制系统，以便对列车进行控制和保护。1.8车顶隔离开关主要作用是在牵引单元或者车顶高压电缆出现故障时，隔离相应的牵引单元。正常状态下隔离开关处于闭合状态。隔离开关的断开与闭合有压缩空气驱动。第2章 CRH3A型动车组车顶各设备2.1受电弓1）受电门由底架、升弓装置、下臂、上臂、弓头、滑板及空气管路等组成升弓装置安装在车顶底架上，通过钢丝绳作用于下臂。下臂和弓头由质量较轻的铝合金材料结构制成。高速列车的受电是通过受电弓与接触网的接触导线紧密接触而实现的，因而受电是否正常直接取决于接触网一受电弓系统的技术状态。一个工作可靠的接触网受电弓系统是确保高速动力车良好取流的根本条件受电弓以及与之相关联的高压开关设备布置在每辆变压器车上。CRH3A列车安装了两个相同的受电弓从接触网采集单向交流电。满足EN50206-1（Ref.13）产品标准。受电弓设计成单臂受电弓，通过位于底架上压缩空气驱动装置驱动受电弓下臂实现其上升和下降，底架安装在绝缘座上，上臂支撑着一块具有两片接触带的面板。接触网提供AC25KV电压，该电压通过受电弓收集)接触网提供AC25kV电压，该电压通过受电弓收集。由于高压线路（称为“车顶线”)连接CRHH3列车的两个牵引单元，正常操作中只需要提升一个受由己收集AC25kV用于整个8节车厢装置即可。受电弓由压缩空气驱动。此外，气滑板监测系统(自动高速降落装置）可确保在滑板磨损或断裂时通过断开EMERGENCY OFF(紧急停车）回路来使受电弓降落。2）受电弓设计为单骨受电弓。气动系统阻尼器位于底座上，阻尼器使下拉臂段提升和降落，底座固定在支持绝缘子上。拉离上拉臂段会带离集电器头和它的两个碳条。受电弓配有气动自动降落装置。它在滑板断裂时使受电弓降落（还将断开EMERGENCY OFF(紧急停车）回路)，驱动器的压缩空气供应给滑板防磨损板中的管道。若滑板断裂时压缩空气逸散，受电弓的风前驱动器将通过高速降落阀通风。同时主断路器将被触发，防止因电弧而损坏。同一地，弓角也受到气动监测，以防损坏。如果压力线断裂，自动阵落装置可道过切断阀被禁用。受电弓的所有功能都有各自相关的阀控制模块执行和监测，升弓通过起动支钮连接至阀控制模块的气动管中的电磁阀实现，升弓时间使用气动供给管甲！抗流圈设置，受电弓的降弓时间和止接触力及自动降落装置的压力开关在阀控制面板上设置。例控制模块的压缩空气由MR管道供应，此外，辅助压缩机还用于在低MR压力时供列车使用。3受电弓工作原理(1)受电弓配备了一个压缩空气驱动的自动升降装置，当接触接触带破裂时驱动装置将降低受电弓。在接触接触带的摩擦块中有一条沟槽里面充满来自驱动装置的压缩空气，如果摩擦块断裂压缩空气就会泄漏，底部驱动装置就会通过一个快速排气阀将受电弓降低，同时主断路被触发以免由于电弧引起损坏。同样的方式当绝缘能杆损坏时以相同的方式进行控制。在压力管路损坏的情况下，该自动升一降装置通过塞门在运行状态时进行隔离。受电弓所有功能以及监控是通过各自的阀控制模块实现。受电弓升起是运过一个安装在控阀模块输人电缆中电磁阀实现。升弓时间通过输入电缆中德电抗设置。降弓时间以及静态接触力以及自动升降装置中的压力开关的压力通过阀控制而板设置。阀控制模块所需的压缩空气由MR管提供，当列车整备时辅助空气压缩机会被使用。4.受电弓工作方式（1）当单列动车组运行时，两个受电弓中的其中一个用于采集单相交流电，为了实现这个目的，两个受电弓（动车组的两个牵引单元）通过车顶电拨连接，在列车运行过程中，两个受电弓的任何一个都具有相同的性能。（2）双牵引运行时，两个受电弓，每单元一个，升起）车顶受电弓的安装位费和两受电弓之间的距离应以此来决定：确保双牵引中有一个好的集电弓，好于200m或更长距离的受电弓的配置。在动车组重联时，两个受电弓被升起（每列车各一个）。即使重运行，受电弓在车顶的安装位置以及两个受电弓间的距离需要被考虑，当受电弓距离200m或更大时会发挥最佳集电效果，（3）在正常模式，单相交流电由动车组中优先使用的受电弓收集，受电弓的优先配置取决于列车的配置。在发生故障的情况下，就会要求另外一种配置工作，这样就要限制列车的最高运行速度。在故障情况下的最高运行速度根据列车配置，列车控制系统通常会确定首选受电弓。正常操作期间的首选受电弓的配置。2.2主断路器2.2.1主断路器的配置每列动车组配置了两个主断路器，安装在每节压器车车顶端部位置。主断路器不但用来通断动力单元的运行电流，也可以用来切断故障情况下的过流以及短路电流。.主断路器的功用 主断路器（MCB)用于开关连接的牵引单元的工作电流，以及在发生严重干执（过流、互感器故障或线路短路）时安全断开CRH13列车的两个互感器（LCT/TCD与接触电网。主断路器由压缩空气起动。2.2.2高压断路器结构形式主断路器设计成单极真空主断路器，具有内置弹簧式压缩空气作动器以及真空电弧放电室。主断路器主要有用于顶部打开的盖板、作动器以及真空电弧放电室。在主断路器的外部装有隔离开关。监控、触发断路器以及断路器的保护是通过列车控制实施的，诊断系统确保主断路器发生任何故障时都能被发现而且发出有关错误信号，接着发生故障的主断路器被锁团。每列动车组配置了两个主断路器，安装在每节变压器车车顶给部位置，落器不但用来开关动力单元的运行电流，也可以用来切断故障情况下的过流以元西路电流。主断路器设计成单极真空主断路器，内置有弹簧式压缩空气作动器以及真空电弧放电室。主断路器通过电磁阀线圈得电，压缩空气推动作动器后关闭，主触点闭合同时，开启弹簧被锁住。开启过程通过电磁触发（通过切断保持电流），主断路器正在关闭过程中，从MR管获得压缩空气。在列车整备时，可以从辅助空气压缩机获取压缩空气。2.2.3高压断路器工作原理（1）主断路器通过电磁线圈阀以及压缩空气触发后关闭，主触点闭合同时升弹簧被锁住。开启过程通过电磁触发（通过切断保持电流），即使主断路器正在关、闭过程中。从MR管获得压缩空气，在列车整备时，可以从辅助空气压缩机获取压缩空气。根据主断路器底座的位置，在一个单独底座上安装了接地隔离开关，在不工作状态下开关于病处于水平位盈，当转到主断路器的端的接地她点，出时手处于接地位置。接地隔离开关可以在车内手动操作，联领装置确保只有当列车压系统与接触网断开后才能起作用。2.2.4高压系统的维护和修理工作 主断路器土装有两极接地隔离开关，隔离开关将主断路器的两端连接到工作接地点。接地隔离开关为防短路装置，即使在接地隔离开关接合的情况下电源回流（例如，因接触网线坠落)系统也能保证安全接地。主断路器设计为配有气动弹簧执行机构和真空灭弧室的单极真空主断路器。它包括车顶打开用底板、执行机构和真空灭弧室。在外部，主断路器配有隔离开关。主断路器的开关和保护功能的监测和触发由列车控制系统执位行。诊断系统确保主断路器中出现的1所有故障都会被检到并用信号发送出去。受影响的主断路器将停用。在压缩空气的帮助下触发电磁阀可闭合主断路器。主触点闭合，同时分闸弹簧夹紧。断开程序以电磁方式（通过中断保持电流）触发，即使主断路器此时闭合。压缩空气由MR管道供应，此外，辅助压缩机还用于在低MR压力时供列车使用。接地隔离开关安装在单独的底板上，它位于与主断路底板相对的一个规定位置将司机控制台上的拨动开关“主断路器”切换到位“合”即可闭合主断路器，执行该步骤只会使车引单元中的主断路器和提升的受电弓闭合。出现下列情况下通过KLIP信号激和：自身牵引单元中的主断路器已释放另一个牵引单元中的主断路器已释放或车顶线路隔离开关已断开，及自身牵引单元的牵引箱的线路断开器/预充电接触器断开（这种情况对分相段中的电压保持状态无效)，及牵引箱的线路断开器/预充电接触器断开或另一个牵引单元的车顶线路隔离器断开（这种情况对分相段中的电压保持状态无效)，及没有触EMERGENCY OFF(紧急停车)。2.3接地开关2.3.1.接地开关的安装状态主断路器旁边，一个单独底座上安装了接地开关，在不工作状态下开关手柄处水平位置，当转到主断路器两端的接地触点，此时手柄处于接地位置。接地隔离开关可以在车内手动操作，联镇装置确保只有当列车高压系统与接触网断开后才能起用，接地隔离开关具有防止短路的功能。接地隔离开关满足IEC.60077-1(Ret.11)和.IEC.60077-2.Ret.14）要求。2.3.2接地开关的使用方法（1）闸刀通过支架安装在轴上，而轴、曲柄组装、连接杆组装以及操纵杆组装则组成一个传动机构，转动操纵杆，使整个传动机构进行传动，进而使得轴带动闸刀旋转一定的角度。根据设计，在操纵杆从一端旋转180到另一端时，闸刀也相应从“工作位”旋转102到“接地位”或者从“接地位”旋转102到“工作位”。而控制其是否能够转动的则是倾组装。锁组共有3个锁，其中一个供蓝色钥匙使用，其中一个供蓝色钥匙使用，两个供黄色钥匙使用仅在蓝色锁被蓝色色钥匙打开后，操纵杆才能从“操作”位置旋转到“接地”位置。一旦旋转到“接地”位置，联锁机构就被带有黄色钥匙的锁锁在此位置，然后可把钥匙从领中拔下来。（2）接地点接通后支架嵌入主断路器两端的接地触点，停用时该支架处于水平位置。接地隔离开关从车辆内部手动起动，闭锁装置确保接地隔离开关仅可在车辆的高压系统与接触线断开后才能结合。2.4防雷击装置避雷器（CAI）安装在受电弓(（P)后面，对电气设备进行保护，以防设备受到接触网过压损坏。避雷器的下游教有线电压互感器（LVT），互感器用作列车控制系统接触网电压的记录器，避雷器（SA2)安装在互感器（LCT/TCDL曾的高压系统的第二个避雷器(SA2)保护互感器，防止在主变压器斯开期间出现不容许的高的开关电压。2.5车顶电缆隔离开关车顶电缆隔离开关位于变压器车上，在正常情况下处在闭合状态，当发生故障时隔离开关将车顶电缆隔离。车顶隔离开关是一个单极开关，在内部有气动动作器。通过绝缘体支撑实现运行接地隔离。气动动作器使隔离开关绕一个垂向轴转动，隔离叶片的两端，分别接触绝缘体以实现主电路的通断电磁线圈阀控制作动器的动作缸，在开关位置有两个控制阀。控制阀通过电脉冲信号触发以及控制动作方向。隔离开关没有进一步的最终位置联锁，在牵引状态连续提供压缩空气，压缩空气从MR管中获得，列车在整备状态下通过辅助空气压缩机供风。车顶线路可由隔离开关(RLDS)断开，如果一个牵引单元的主电路系统出现故障，列车控制系统可隔离车顶线路，从而使另一个牵引单元可操作断开开关由压缩空气操作。图1车顶隔离开关2.6互感器2.6.1电压互感器一个电压互感器有次边统组每个绕组分别与一个受电弓连接，用于测量和监视电网接触成的电压，互感器位于受电引与主斯路器之间。图2电压互感器2.6.2电流互感器一个电流互感器同时被接到每一个主断路器中，用于测量动车组的电流。电流互感器为直通式互感器。另外两个互感器(电流互感器和回流互感器)用于监测主变压器。这两个互感器用来测量牵引单元的线电流以及回流电流。电流互感器位于主变压器的上段车顶，回流电流互感器位于主变压器下段安装在主变压器中.图3电流互感器2.7 检查方法2.7.1手检法手检法分为手动、手触。1.手动手动包括：晃、拍、握、拧。针对于较细小的螺钉、管接头、各种阀门及仪表、电器端子等等。采用“晃动看安装，手拧看松漏”的方法，检查是否松缓、漏泄、安装是否牢固等现象，判断油水、风管路阀门的正确位置。2.手触主要适用于检查相关部件的温度，手触应用手指感觉温度，再用手背判断温度。手背触及部件表面的持续时间与相应的温度可参考下表：表1相应温度表热别相应的温度判别方法平热40上下能长时间触手微热70上下手触能持续3秒强热90上下不能手触极热150上下变色烧热150以下生烟2.7.2 目测法在手检的同时也要进行目视，做到手、限、手电配合协调，动作一致，对各仪表指针的位置，检验日期的确认，电器元件、电线及接线端子的状态，各紧固件螺栓平垫及弹簧垫片的状态，油水管路的漏泄程度，各油位的确认。2.7.3测量法使用塞尺、直尺、卷尺及专用工具测量有关部件正常间隙、距离、行程等各限度尺寸。2.7.4测试法使用万用表测试电压、电阻、电流的数值，使用试灯测试电路中的断路、虚接等故障。2.7.5耳听法通过倾听检查运动设备在运转中发出的声音判断是否有异常情况及空气管路泄漏等故障。2.7.6闻嗅法通过鼻嗅方法检查电器设备、部件是否有焦糊味和车厢内的异味，判断电器设备、部件、车内设施和给水卫生系统是否存在故障。通过触摸MON显示器来实现控制指令的传送、了解车辆实时运行状态，也可通过对显示器的触摸实现动车组的自诊断功能，使检查自动化，通过车上操作发现实时故障和部分故障履历，并指导故障的处理。第3章 一级检修人员配备和检修分工3.1单列动车组检修作业小组1个（4名作业人员）。其中，号负责车内设施，司机室设备、车顶设备的检查、IDU1 故障查询和各系统状态确认，相关性能试验，号鱼责车体、祖板，底板、转向架，钧缓连接、制动、车遍连接的检查。3.2重联动车组检修作业小组2个（8名作业人员），其中每个作业组对l组动车组检修，作业流程和检修路线分别按单列车执行，重联烟车钩的检查由动车组出检查库方向作业小组的号负责。动车组重联端司机室的标志灯试验，IDU上的各性能试验取消。3.3车顶作业路线车顶作业路线（、号作业流程）动车出库牵出方向5 号沿车顶检查平台 沿车顶检查平台 沿车顶检查平台图4车顶作业路线图第4章 一级检修流程和作业路线4.1作业步骤4.1.1接触网供电前检修步骤一：号共同到值班室接受作业计划、掌握运行故障及维修重点，检查检修工具后列队出发，在检查库等待动车组到达。步骤二：号共同插设安全号志。步骤三：号进人司机室降下受电弓，号在车下确认受电弓降下。步骤四：号共同办理接触网断电。步骤五：号先进行车顶设备检修，然后分别转入00、01号司机室进行静态检查。4.1.2.接触网供电后检修步骤六：号办理接触网供电，升起受电弓(升弓前用对讲机通知3号)。步骤七：号进行司机室设备通电检查试验和车内设备检修，号进行车体两侧检修作业。步骤八：号在两司机室分别进行外门开关试验时，通知号确认外门动作显示。步骤九：号在司机室降下受电弓将动车组转人停放模式：号撤除安全号志。步骤十：号会合后共同到值班室，报告作业情况，等待下次作业。第5章 车顶设备检查质量标准1.司机室空调单元:司机室空调单元盖板螺栓齐全，安装紧固，无破损变形，散热风机外观状态良好。2.车顶板及天线:车顶板无塌陷，防滑地胶无严重剥离磨损。车顶各天线无裂损、变形，外观及安装良好。3.客室空调单元盖板:客室空调空气处理单元盖板螺栓齐全，安装紧固，无破损变形。4.内外风挡:车端连接处内外风挡无变形破损，外观及安装状态良好。内风挡连接部锁闭状态良好。5.电涌放电器:检查电涌放电器状态良好，无缺损，安装紧固。6.网侧主断路器LCBT:网侧主断路器LCBT安装紧固，各高压连接点无松动，驱动臂处密封橡胶无开裂，接地线无脱落，支撑绝缘体无破损。7.网侧断路器LCBB:网侧断路器LCBB安装紧固，各高压连接点无松动，驱动臂密封橡胶无开裂，支撑绝缘体无裂痕，高压母线安装座固定状态良好。8.各滤波原件:各滤波元件安装紧固，RC滤波器的熔断器无烧损，固体指示器处于未弹出状态，RC滤波电容器无漏液，接线柱座无裂纹，瞬态电感器无烧损，各支撑绝缘子无裂纹。9.高压互感器:高压互感器无裂纹、缺损、安装紧固。10.电流互感器:电流互感器无裂纹、缺损、安装紧固。11.各高压连线电缆线:各网侧高压设备的连接电缆线无缺损，接头处安装紧固、无松脱。12.受电弓弓头:弓头支架安装紧固、弹簧无断裂和变形；各部紧固件无松动。13.受电弓碳滑板:碳滑板有横向贯通的裂纹应更换新的碳滑板局部磨耗或缺损可进行打磨处理，超过限度时应更换碳滑板。同一受电弓两碳滑板高度差不得超过3毫米。滑板碳层磨耗后剩余厚度不小于5毫米。14.受电弓弓体架:检查受电弓底架、框架、杆件、阻尼器、轴承座各部螺丝无松动。软辫线断股超过十分之一时必须更换。检查各连接、关节处的滚动轴承、滑动轴承，转动灵活。受电弓各支撑绝缘体外观状态良好，无裂纹。15.受电弓气路:检查受电弓气路和升弓气囊，要求各气路无漏风现象，升弓气囊外观状态良好。16.电阻器箱:检查电阻器箱整体无破损，各安装紧固螺栓无松动，内部电阻器及相关连线状态良好无烧损。17.母线电缆及车端跨接电缆:网侧高压连接电缆无破损变形，外观及安装状态良好，固定座安装螺母无松动和丢失。车端跨接电缆处的绝缘橡胶环无破损开裂，支撑绝缘子无裂纹，电缆和弹簧座之间无污垢。18.网侧高压设备:检查网侧断路器、电涌放电器、电压互感器、RC滤波单元、网侧高压电缆。要求各部件状态良好，无破损，安装紧固。安装绝缘体无裂纹、缺损安装紧固。绝缘体外观有裂纹或损伤须更换，安装状态如果松动应紧固其安装螺栓。19.车顶天线:车顶GPS及FM天线无裂纹、变形，外观及安装良好。注意事项1.作业前确认接触网断电，防护号志，接地杆可靠插设，网侧设备接地时间10 min。2.工作时必须穿酸绝缘雅、绝缘手套和安全帽，并按规定系好安全带。3.作业时注意脚下，在车顶防滑部分行走，防止跌倒滑落。第6章 一级修车顶装置检修改进设计动车组一级检修方式为定期维修，重点检修动车组走行部、车顶受电弓设备及旅客服务设施等设备。现将常规型和改进型动车组一级检修方式介绍如下。6.1常规型动车组一级检修方式根据“有电-无电-有电”模式，制定了常规型动车组一级检修方式。常规型动车组一级检修为例行检修，以一体化管理为基础，突出“一上一下两头”(车顶、车下、2个头车），推行精简高效的检修模式。图1为常规型（CRH3A型）动车组一级检修方式节点控制图。检修班组设置和检修分工：（1）动车组一级检修任务由一级修组、临修组、辅助组、乘务组等分工负责，协同实施。（2）一级修组（4名作业人员)负责车顶高压设备、司机室设备、乘务室设备、客室侧门、配电柜、车体两侧及车底部设备等的维护检查。其中，、号负责司机室设备、车载信息、乘务室设备、客室侧门、配电柜、车顶设备检查及相关性能试验。、号负责车体、裙板、底板、转向架、钩缓连接、制动、车端连接等下部检查，、号进行车底作业时，前后需间隔3m左右，以车体中心线为界每人各检查一侧，车底中央设备、底板安装状态均需检查；与齿轮箱连接的牵引电机归齿轮箱检查侧作业人员检查。（3)临修组负责一级检修范围内的车内客室、餐车设备设施的检查。(4)辅助组负责动车组进库接车、出库送车检查。（5)乘务组随车机械师负责动车组一级检修范围内上部设施的检查，通过“三乘联检”、途中(回空人库)巡视等方式，在动车组人库前预报上部设施故障。6.2改进一级检修方式为提高检修作业质量，延长有电检修作业时间，充分利用地面电源设 ，设计了改进型动车组一级检修方式。采用“库内设置外接电源、库外停放整备试验”的方式作业，对于库内检修