中国标准动车组高压系统维护说明

时速350公里中国标准动车组使用维护说明书SFE3200-000-00000SMV2.0版第十二章 高压系统中车青岛四方机车车辆股份有限公司2016年08月时速350公里中国标准动车组使用维护说明书版本号：2.0SFE3200-000-00000SM更改记录序号日期更改内容更改人审核人12015.09初版发行张作钦/邓桂美李冬冬22016.08增加第二方案相关内容张作钦/刘飞李冬冬345678910111213141516不经明确批准禁止此文件的转交、复制、分发和/或编辑及其内容的使用和传播。违者将导致损坏索赔。在专利或设计注册的情况下保留所有权利。 版权(C)为中车青岛四方机车车辆股份有限公司所有。保留所有权利。目 录1概述11.1系统构成及设备分布11.2系统原理22受电弓32.1受电弓概述32.2主要参数42.3设备结构42.4工作原理72.5安装与调试82.5.1受电弓的安装82.5.2受电弓的调试142.5.3CX-GI受电弓的静态调试项目142.6故障处理162.7检查和维护173电缆连接器类、特高电压连接线233.1概述233.2电缆组件233.3日系高压电缆（含车间过桥电缆）243.4车间过桥连接器244高压设备箱244.1概述244.2设备箱构造245真空断路器+接地保护开关255.1概述255.2性能255.3构造265.4动作原理275.5检修286高压隔离开关326.1概述326.2主要构造326.3性能参数336.4动作原理336.5检修347AC25Kv交流避雷器（高压箱内）357.1概述357.2主要构造357.3额定以及主要性能367.4避雷器劣化的主要原因367.5操作368高压互感器368.1概述368.2电流互感器368.3电压互感器37第12章 - ii -第12章 高压系统1 概述1.1 系统构成及设备分布高压系统由受电弓、真空断路器+接地保护开关、避雷器、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、高压接头、高压电缆等组成，高压设备连接采用高压设备箱整体密封结构，除受电弓和网侧避雷器外的其它高压设备均安装在车下高压设备箱内，车顶高压电缆采用内绝缘直接电缆跨接，高压系统设备布置详见图1.1-1，表1.1-1。真空断路器置于受电弓后级，受电弓故障时可通过真空断路器隔离。真空断路器可控制两个高压单元，工作时仅需一个真空断路器动作，受电弓侧故障可通过断路器隔离，主干路故障可通过真空断路器保护，某一个高压单元故障可通过隔离开关切除。图1.1-1高压系统设备配置图表1.1-1 高压连接设备构成高压设备位置设备名称3号车4号车5号车6号车车顶设备受电弓1架1架避雷器1个1个支撑绝缘子3个3个电缆接头1个2个2个1个高压箱内设备高压隔离开关1个1个高压互感器1个1个接地开关1个1个电缆接头3个3个避雷器1个1个真空断路器1个1个电流互感器2个2个高压设备及其高压电缆主要分布在36车，具体分布如下：TP03车：本车安装了受电弓，设置受电弓、支撑绝缘子和高压设备箱。受电弓受流后需将电能输送到本车以及其他车辆，车顶贯穿特高压电缆。本车二位端设置电缆接头，将本车车顶铺设的特高压电缆通过过桥线与临近的MH04车电缆贯通,并将本车车顶铺设的特高电缆由二位端侧墙处下拉到车底给本车牵引变压器供电。MH04车：本车一位端、二位端分别设置电缆接头，车顶铺设的特高电缆通过过桥线与临近的TP03与MB05车电缆贯通。MB05车：本车一位端、二位端分别设置电缆接头，车顶铺设的特高电缆通过过桥线与临近的MH04与TP06车电缆贯通。TP06车：本车安装了受电弓，设置受电弓、支撑绝缘子和高压设备箱。受电弓受流后需将电能输送到本车以及其他车辆，车顶贯穿特高压电缆。本车二位端设置电缆接头，将本车车顶铺设的特高压电缆通过过桥线与临近的MB05车电缆贯通,并将本车车顶铺设的特高电缆由二位端侧墙处下拉到车底给本车牵引变压器供电。1.2 系统原理TP03车和TP06车各设置1个基本高压单元，每个高压单元的设置相同；隔离开关可隔离对应的高压单元；通过真空断路器可对故障受电弓、电压互感器、电流互感器等进行隔离；每个高压单元通过电流、电压互感器进行检测，实施过压、过流保护；每个高压单元设置2个避雷器，实现高压回路过电压两级保护。高压系统原理图如下图1.2-1：图1.2-1 高压系统原理图2 受电弓2.1 受电弓概述受电弓是利用车顶接触网获取和传递电流的机械组成。CX-GI型和DSA380型受电弓与25kV电压接触网接触并将电流传输到车顶电路中，该受电弓用于350中国标准化动车组上。受电弓的升降是由气囊组成的平衡系统控制，气囊的压力空气由气动控制单元提供，在压力空气作用下气囊伸长产生扭矩，通过凸轮及弹性连接轴作用在下臂铰链处，从而使受电弓升起。电子控制单元接收来自车辆的控制信号如速度、接触网类型等，通过内部运算，调整输出至气囊的压力，使弓头和接触网之间保持设定的接触力。如果压力空气供应中断或者低压电源供应发生故障，受电弓会自动降弓，降弓是随着气囊内的压力空气排空后由重力作用自动实现。自动紧急降弓是当碳滑板磨损到限或者弓头受撞击破损时，受电弓通过紧急降弓阀快速排空气囊中的压力从而实现弓头快速脱网，该装置能够保护接触网不受损害。2.2 主要参数表2.2-1 受电弓的主要技术参数受电弓主要参数CX-GI型DSA380型1.电气参数运行时额定电流1000A1000A静止时额定电流120A80A额定电压25KV25KV额定频率50HZ50HZ最小绝缘距离310mm310mm2.弓头参数最大集电头（弓头）长度195012mm195010mm最大集电头（弓头）高度3655mm360 +5/-10mm3.碳滑板参数碳条长度1050mm1060 +5/-10mm滑板材料渗金属碳条纯碳磨损高度1315mm17磨损宽度54mm35mm4.弓角参数弓角材料全部绝缘钛合金5.时间参数最大升弓时间10s10s最大降弓时间10s6sADD触发后，受电弓降到考核高度下200mm处的最大时间1s1s6.气动参数气控单元接口规格G1/4内螺纹G1/4内螺纹气控单元供风压力6.510bar6.510bar7.接触力静态接触力8010N8010N（不含阻尼器）8.升降弓高度最大落弓高度D1741.5mm760mm最小工作高度D2470mm250mm最大工作高度D32500mm2974mm最大升弓高度D42600mm3174mm2.3 设备结构CX-GI受电弓组成结构请参见图2.3-1：1-底架 3-堑块 5.6-绝缘子坚固件 7-下臂 8-下拉杆 9-上臂 10-上平衡杆11-气囊 12-阻尼器 13-弓头（包括碳滑板） 20-ADD阀 21-APIM 32-APIM固定板图2.3-1 CX-GI受电弓结构CX-GI主要部件请查看表2.3-1：表2.3-1 CX-GI受电弓主要部件序号名称物料号1底架VE-01013堑块YE-00117下臂VE-01018下拉杆VE-01049上臂VE-010110上平衡杆VE-010611气囊FT-102-1P0012阻尼器VE-21413弓头（包括碳滑板）FT-102-1P0020ADD阀VL-010421APIMFT-100-2P00DSA380受电弓组成结构请参见图2.3-2：1. 底架组装 2. 阻尼器3. 升弓装置4. 下臂组装5. 弓装配 6.下导杆7. 上臂组装8. 上导杆9. 弓头 10. 碳滑板11. 绝缘子图2.3-2DSA380受电弓结构DSA380主要部件请查看表2.3-2：表2.3-2DSA380受电弓主要部件序号名称物料号1底架组装DSA380-01-00-0002阻尼器DSA200-11-00-0003升弓装置DSA380-02-00-0004下臂组装DSA380-04-00-0005弓装配DSA200-10-00-0006下导杆DSA250-05-00-0007上臂组装DSA380-06-00-0008上导杆DSA380-08-00-0009弓头DSA380-07-00-000C10碳滑板SK98011绝缘子DSA380-23-00-000C2.4 工作原理受电弓采用先导主动控制技术，以列车速度和受电弓位置参数为依据，通过电空集成的控制模块对受电弓气囊压力进行主动控制，进而间接的控制受电弓与接触网之间的接触压力。主要的控制逻辑为：首先根据线路接触网参数和以往的运营经验在控制单元内设置速度-气囊压力曲线，然后进行空气动力学试验对不同工况下的速度压力曲线进行调整和校正，再将调整之后的速度-气囊压力曲线设置到控制单元内，最后进行弓网受流性能试验对速度-气囊压力曲线和弓网受流性能进行验证，控制过程如图2.4-1所示：图2.4-1受电弓主动控制逻辑升弓：列车发出受电弓升弓指令后，升弓电磁阀得电，压力空气经过升弓电磁阀、调压阀及车顶供气管路，一路进入气囊，驱动受电弓升起，另一路通过ADD阀到碳滑板ADD检测气路、压力开关和ADD电磁阀。在整个升弓过程中，ADD阀的作用非常重要,压力空气首先通过下阀体的缩孔向上阀体、碳滑板ADD检测气路、压力开关和ADD电磁阀供风直至上下阀体压力达到平衡，受电弓升起。运行：受电弓升起后，控制模块内的速度-气囊压力曲线确定出某一速度下的气囊目标压力，并由压力传感器向控制模块反馈气囊实时压力，当目标压力与实际压力不一致时，控制模块会通过闭环控制系统适时调整，使其保持一致。降弓：列车发出降弓命令后，升弓电磁阀失电，气囊内的压力空气经由升弓电磁阀排气口排出，受电弓在重力作用下降弓，碳滑板ADD检测气路、压力开关和ADD电磁阀内的压力空气也同时排出。闭合状态的压力开关常开回路重新断开，列车即可判断受电弓正常降弓。自动紧急降弓:当受电弓碳滑板磨耗到限或遭外力破坏、控制气路发生漏气以及控制模块发生严重故障时将受电弓自动快速降下，保护受电弓和接触网不遭到进一步破坏。受电弓碳滑板内部安装有ADD检测气路，具有自动降弓检测功能，,当列车运行过程中受电弓发生自动降弓时，会同时自动断开主断路器。受电弓动作原理见图2.4-2：图2.4-2受电弓工作原理图2.5 安装与调试运输、储存、安装、使用注意事项： 受电弓主体包括：受电弓、上下臂、弓头、气管和导电线等（所有部件都固定在一起）;单独发货：控制阀板、绝缘子固定件、绝缘子、APIM/绝缘管（这些部件不安装到受电弓主体上，随受电弓单独装箱发货）; 受电弓执行任何工作前（维护或调节），保证受电弓接地; 优先使用车辆的接地开关接地,如果不可能使用另外的接地设备; 如果通过火车或卡车长距离运输时，每个受电弓应该分开放在包装盒内或者运输架上; 通过起吊装置时，吊钩必须全部连接到四个吊装孔中,必须保证绳子或者链条没有接触到像上臂、弓头、上平衡杆等; 若长期储存，建议受电弓（尤其是橡胶气囊）防火、使用润滑油保护受电弓轴节及钢丝绳部件，如果受电弓在低温下已经存放很长时间，在安装前有必要对其进行功能测试，以检查悬挂是否固定良好；2.5.1 受电弓的安装注意事项: 安装和拆卸受电弓时，受电弓必须与供气断开（APIM装置或绝缘管）； 受电弓或者车顶设备的任何其他零件，执行任何工作前（维护或调节）保证车辆处在无电区； 所有螺栓，螺母和垫圈在安装之前必须清洁和去油脂。如果有一些部件已损坏，必须更换新的合格的部件； 所有可移动的连接头必须使用Aeroshell 6油脂润滑； 为了更方便重新安装和随后的调整，建议标明拆卸件的相互位置；受电弓安装步骤： 首先将绝缘子安装到车顶CX-GI 25KV 受电弓的3个绝缘子尺寸如图2.5-1所示，其中绝缘子底座厚度为30mm，绝缘子在车顶的布置按图2.5-3所示。图2.5-1CX受电弓绝缘子尺寸DSA380 25KV 受电弓的3个绝缘子尺寸如图2.5-2所示，其中绝缘子底座厚度为42mm，绝缘子在车顶的布置按图2.5-3所示。图2.5-2DSA380受电弓绝缘子尺寸图2.5-3绝缘子安装尺寸按照图2.5-3的尺寸图将绝缘子固定在车顶上保证受电弓的位置正确。为保证绝缘子的位置能与受电弓底架安装孔配合良好，有必要将1个或多个绝缘子旋转180角，或互换绝缘子。 将受电弓固定到绝缘子上将CX受电弓吊装至三个绝缘子上(请务必通过四个吊装孔移动受电弓)，并使用一个M1665螺栓将受电弓固定在每个绝缘子上（螺栓头与受电弓底架安装孔位之间从上到下依次加一个5#蝶形垫片、4#平垫），其中底架安装孔之下至车顶从上到下依次为3#支撑柱、2#绝缘子,安装扭矩为130Nm，见图2.5-4。将DSA380受电弓吊装至三个绝缘子上(请务必通过四个吊装孔移动受电弓)，并使用一个M1240螺栓将受电弓固定在每个绝缘子上（螺栓头与受电弓底架安装孔位之间从上到下依次加一个6锥形弹性垫圈12、5垫圈13/608、4锥形弹性垫圈30、垫圈332/609），其中底架安装孔之下至车顶从上到下依次为2垫圈31/821、1绝缘子,安装扭矩为135Nm，见图2.5-5。2.5-4CX受电弓绝缘子的安装示意图1绝缘子 2垫圈31/821 3垫圈32/609 4锥形弹性垫圈30 5垫圈13/608 6锥形弹性垫圈12 7螺栓M1240图2.5-5DSA380受电弓绝缘子的安装示意图 取下吊装工具连接绝缘管及气路连接，确保受电弓在最低位置，连接方式按图2.5-6所示。图2.5-6受电弓车顶安装图 受电弓控制阀板的安装图2.5-7受电弓阀板包装示意图（1）控制阀板开箱后，请使用螺丝刀将上图红圈内的两个固定螺钉拆卸下来，然后用双手抓住控制阀板金属板面将其取出。注意：在取出、搬运及安装控制阀板时，双手着力点应为机械加工的板或块处，请勿在阀板上的黑色电磁阀等电气部件，插排，白色调压阀，气管处等气路元件，电气连接线等部位着力。（2）控制阀板固定受电弓控制阀板在正面预留4个918的长圆孔，侧面预留出4个6.5的圆孔，其位置尺寸如图2.5-8所示，红色孔为安装固定孔。图2.5-8固定孔的位置尺寸（3）控制阀板气路连接 控制阀板上有共有a、b、c三处接口,如图2.5-9、2.5-10所示，压缩空气通过列车风管与a- G1/4接头连接，进入EPCU后经过两路，一是通过b-气囊接口与气囊连通，二是通过c-ADD接口与ADD阀连通;a-列车风管接口b气囊风管接口cADD风管接口图2.5-9CX受电弓EPCU气路连接图2.5-10DSA380受电弓气路连接（4）控制阀板电气连接控制阀板的电气连接如图2.5-11所示，可以根据标签所示的序号进行电气连接。其中，+BATT为110V直流电源的正极，-BATT为110V直流电源负极，4与6连接电源正极。图2.5-11受电弓电气连接MVB型号为EMD, 1个9芯母插头，1个9芯公插头，采用M3螺栓固定。芯输出与2个MVB接头配套，并符合IEC61375标准，这两个9芯插头的位置如图2.5-12所示，具体请查看接口文件。2个MVB插头图2.5-12受电弓控制阀板MVB连接2.5.2 受电弓的调试受电弓安装完成，静态调试前必须检查以下注意事项： 检查受电弓可以达到最高工作位置； 检查受电弓可从落弓位置平稳升高至2600mm/3174mm； 检查可平稳停在最低位置；2.5.3 受电弓的静态调试项目（1）静态接触力的调整与控制阀板的标定a)静态接触力的调整拆下阻尼器与下臂相连端。如图2.5-13所示，使用8mm的外六角扳手松开SMC固定螺母，然后用一字型螺丝刀旋转调压阀调整螺丝（顺时针增大气压，逆时针减小气压），此时会听到嘶嘶的响声，受电弓气囊的压力便会逐渐升高至受电弓升起。将60N(约6.1kg)重量块悬挂在受电弓弓头支架中间处，保证受电弓升起高度如图2.5-14所示，并能保持静止；减压阀调整螺丝图2.5-13控制阀板各部分示意图1200 mm +/-300图2.5-14静态接触力调整示意图b) 控制阀板标定DSA380受电弓控制阀板将在安装前已经完成标定，安装后无需再次标定。CX受电弓第一次安装到车顶或者更换控制阀板时，必须进行受电弓静态接触力调整，该操作只能通过列车空气和控制执行（列调状态）。图2.5-15为CX受电弓静态接触力调整与控制阀板标定的界面。图2.5-15CX受电弓静态接触力调整与控制阀板标定界面CX受电弓控制阀板的标定请按照如下步骤依次进行：双击Start按钮，并将变量0更改为1起，调整开始。步骤16下按钮不需双击，其显示为调整受电弓状态。绿色显示为各步骤正常，随着调整的进行，绿色依次闪亮，其代表含义如下：步骤1为显示受电弓控制阀板调整开始；步骤2显示在调整开始是受电弓必须降弓，且在最低点；步骤3显示升弓命令发出，受电弓开始升弓；步骤4显示等待调整过程，并会显示调整已完成（大概需要等待25分钟）；步骤5显示受电弓降弓指令发出后，受电弓降弓；检查标定是否有错误;在完成以上步骤后，该受电弓控制阀板完成校正。在列调完成受电弓调试后，需要检查静态力，此时应将减震器卸下并升起受电弓。2.6 故障处理受电弓故障问题及处理如下表2.6-1：表2.6-1 受电弓故障类型及处理表发现故障原因分析及建议碳滑板碳滑板磨损不均匀调节上平衡杆，保持弓头水平位置导电线限制弓头自由运动接触力偏大或偏小静态接触力调节下拉杆调节阻尼器故障导电线端子表面镀层脱落静态力接触力调节导电线连接不良导电线端子固定板未涂导电膏受电弓升弓问题受电弓无法升起无供风或供风压力不足升弓电磁阀未导通控制阀板处调压阀调节不当阻尼器堵塞受电弓升弓过慢供气系统或者辅助风缸压力过低调压阀调节故障或者堵塞气路泄漏阻尼器故障受电弓升弓过快调压阀不可用或者调节错误受电弓降弓问题受电弓无法降弓升弓电磁阀一直导通受电弓降弓过快调压阀调节错误或者堵塞阻尼器故障受电弓降弓过快调压阀不可用或者调节错误阻尼器故障导电线快速磨损导电线发生干涉2.7 检查和维护(1) -受电弓检查和维护周期维修等级基本级别维修种类基于时间/里程一级维修1.清洁绝缘子和气动回路;2.检查碳滑板磨损;3.检查弓角状态;0.6万公里或48小时二级维修I21.检查导电线是否断股、破损、无柔性、干涉等;2.检查受电弓气管是否破损、开裂;3.检查各处紧固螺栓是否有松动迹象;2万公里或20天M11.各处需要润滑、保养的螺栓紧固件、轴承等处需要涂满油脂，如弓角固定螺栓、下拉杆轴承、阻尼器固定轴承等;2.检查下臂钢丝绳位于凸轮凹槽中，并使凹槽涂满油脂;3.检查气囊使用状态;4.检查APIM/绝缘管、绝缘子、下拉杆使用状态; 10万公里或90天M21.阻尼器未漏油;2.升降弓时间;3.受电弓升弓平顺、连续无振动;40万公里或360天M31.检测静态接触力，若不符合标准，需要重新标定;2.检查弓头水平度，保证水平度要求;80万公里或720天三级维修1.气动回路和元件的气密性，性能检查（静态接触力、升降弓时间），弓头尺寸检查，悬挂轴间距检查;2.更换弓角、导电线;120万公里或3年四级维修返厂大修240万公里或6年五级维修返厂大修480万公里或12年（2）单碳滑板的检查与更换图2.7-1 碳滑板的更换标准 当碳滑板的剩余高度不小于5mm时，就要考虑更换了（从碳条的上边缘测量至铝托）； 在对受电弓日常检查时，对碳滑板进行声响检查，用一个100克的鎯头或是一个开口的扳手敲击碳条，若是发出迟钝或是不延长的声音，则碳滑板就需要更换并做彻底检查； 若碳滑板出现了小崩边（见图2.7-1中案例1），可用以粗糙的锉刀打磨至过渡圆滑并可继续使用; 若碳滑板出现了贯穿性的裂纹（如图2.7-1中案例2），则应立即更换以防被腐蚀的风险; 若碳滑板出现了细裂纹且贯通至铝托，同时还出现了电弧损耗（如图2.7-1中案例3所示），则应立即更换，若只是出现了细裂纹但并未出现任何电弧损耗，则可继续使用; 如图2.7-1中案例4所示，若碳滑板长度方向出现超过100mm的单个大崩边，或宽度方向崩边超过40%及厚度方向超过40%，则应更换，若崩边的同时还出现了裂纹，则需立即更换。（3）双碳滑板的检查及更换目视检查碳滑板外观状态，测量碳条残存厚度。当受电弓碳滑板出现下列情况时，必须进行更换：u 正常磨耗到限（碳条残高小于5mm）；u 滑板断裂；u 接头或接缝处漏气；u 裂缝导致滑板漏气，受电弓无法正常升起（ADD紧急降弓装置作用）；u 在滑板中部/摩擦区有3 条以上裂纹的情况，见下图：图2.7-2裂纹的情况u 裂到滑板边缘的宽度大于0.3mm的横向裂纹。宽度大于0.3mm图2.7-3裂纹的情况1u 明显的纵向裂纹，类似裂纹见下图。图2.7-4裂纹的情况2u 边缘处磕碰导致滑板大面积掉块（接近宽度的1/2），类似掉块见下图。图2.7-5裂纹的情况3u 铝托架严重烧损（铝托架烧穿孔洞2mm以上）。图2.7-6烧损的情况u 由于撞击造成滑板扭曲变形。图2.7-7撞击的情况更换滑板时，应保证两条滑板高度不超过3mm，必要时全部更换。（4）弓角的检查更换图2.7-8CX受电弓绝缘弓角磨耗检测示意图CX受电弓检查绝缘弓角外形，磨损或裂缝超过2mm需要更换，更换时紧固弓角扭矩为14Nm。磨损可由图2.7-2所指示的位置测得，通常最容易断裂的点为A点和B点（未磨损前A处厚度为20mm，B处厚度为19mm）。图2.7-9DSA380受电弓弓角磨耗检测示意图DSA380受电弓检查弓头两侧弓角的磨损状态，弓角出现损伤、电蚀、变形或涂层表面磨损纵向宽度大于5mm时更换。（5）导电线的更换图2.7-10 弓头处导电线位置图示检查弓头处导电线的扎带是否完好；当导电线破损达到其总横截面积约5%时，需更换，更换完成后必须检查更换好的电气连接线在升降弓过程中不与受电弓其他部位发生干涉。3 电缆连接器类、特高电压连接线3.1 概述特高压电路，采用车顶及车内走线，从3号车连到6号车前方。连接电缆4车车顶、5车车顶。3、6车车顶受电弓至车下高压设备箱的电缆为240mm（欧系产品）, 3、6车高压设备箱至变压器的电缆为95mm（欧系产品）,其余电缆全部为80mm（日系产品）。电缆、高压连接器包括：电缆组件、日系高压电缆、车间过桥连接器。各部件名称与使用部位见表3.1-1。表3.1-1电缆连接器一览表车号12345678电缆组件电缆组件日系高压电缆车间过桥连接器3.2 电缆组件电缆组件的绝缘材质为瑞侃高分子材料聚合物，3、6车车顶至车下高压设备箱的电缆组件一头为刚性终端，一头为半刚性终端，半刚性终端位于车顶与受电弓弓体连接，刚性终端位于车下固定于高压设备箱。3、6车高压设备箱至牵引变压器的电缆组件一头为刚性终端，一头为T型内绝缘连接头，刚性终端位于车下固定于高压设备箱，T型内绝缘连接头与牵引变压器的A型端子相连接。3.3 日系高压电缆（含车间过桥电缆）日系高压电缆绝缘层采用低烟无卤材料，分别布置在3、4、5、6车车顶、车下及上述车辆的两车之间，用于3、6车高压基本单元之间的连接。3.4 车间过桥连接器车间过桥连接器是一种真空内绝缘连接器，分别布置在3、4、5、6车端部车顶，并且采用内藏式安装结构，除高级修进行解编车辆进行拆解外，当动车组不解编时，车间过桥连接器免维护。4 高压设备箱4.1 概述高压设备箱装在3、6车车底下，内置有真空断路器+保护接地开关、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器以及电缆连接器。高压设备箱内部件可以分别单独拆装。4.2 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，内设置了过滤器，为对应通过隧道时的压力变动设置了过滤器，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250mm，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250mm以上，所以配置了机箱。箱体是由铝合金的材料制成。设备箱的侧面装有真空断路器+保护接地开关、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、电缆连接器及刚性终端。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。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划伤连接器。刚性终端的拆装：从箱内松开固定盖上的固定螺栓，然后小心取出电缆连接器。注意在操作过程中不要划伤刚性终端。真空断路器+保护接地开关的拆装：在解开空气配管、配线用连结器、主回路连接线、接地线等后，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。高压隔离开关的拆装：在解开空气配管、配线用连结器、主回路连接线、接地线等后，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。电压互感器的拆装：在解开低压输出连接线、主回路连接线、接地线等后，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：解开主回路连接线、接地线后，松开避雷器的安装螺栓，移动至箱内开口盖的部分从下方取出。电流互感器的拆装：在解开低压输出连接线、接地线、对应刚性终端的连接线等后，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。5 真空断路器+接地保护开关5.1 概述真空断路器是为了当牵引变压器在二次侧以后的电路中发生故障时，为迅速、安全、确实地断开过电流为目的安装的，同时、它也是平常开闭主回路一种开关，兼具断路器和开关2种功能的机器。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。接地保护开关属于安全保护装置，当操作人员进行检查或维修时，操作接地保护开关可使机车上断路器两侧的主回路接地，使机车主电路处于无电状态，从而保证操作人员的人身安全。5.2 性能性能如表5.2-1、5.2-2所示。表5.2-1 真空断路器的性能项 目额定额定电压AC30KV额定电流1000A额定频率50Hz额定断路容量660MVA额定投入电流20000A额定短时间电流25000A（1S）额定断路电流20000A无负荷投入时间0.1秒以下额定开极时间0.06秒以下操作方法开极：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DC110V（变动范围 77137.5V）额定操作压力7kgf/M2（变动范围4.510kgf/M2）动作次数30万次表5.2-2 接地保护开关的性能接地保护开关的电气数据注释额定电压31.5kV额定电流400A峰值耐受电流40 kA短时耐受电流16 kA额定短路持续时间1秒辅助触点至少2 NCs + 2 NOs最高触点电压138 V DC主回路电阻不超过1000微欧工作气压限值范围450 kPa1000 kPa采用气动机械寿命2万次5.3 构造图5.2-1为真空断路器+接地保护开关的构造。 真空断路器有三个主要的组成部分 上面是高压部分（灭弧室部分） 中间是隔离绝缘部分（支持绝缘子部分） 下面是低压部分（低压操作机构部分） 高压部分灭弧室组装内安装有真空开关管，真空管内有两个主触头：一个是静触头，另一个是动触头，其触头通过波纹管密封和大气隔离，动触头的操作是由机械装置传动来完成。 支持绝缘子支持绝缘子主要是保证高压部分与低压部分之间的绝缘，通过绝缘子内腔，绝缘推杆连接机械装置和动触头。 低压部分低压部分通过安装底板固定在高压设备箱内断路器安装架上，低压部分主要是机械操作部分，用于操作灭弧室内的动触头。图5.2-1 真空断路器+接地保护开关结构图5.4 动作原理 合闸原理当断路器处于分闸状态需要合闸时，机车的合闸指令通过主断插座和控制线路，使电磁阀线圈得电，控制电磁阀阀芯动作接通合闸气路，同时闭锁排气口，此时储风缸的压缩空气迅速进入传动气缸，驱动活塞运动，通过绝缘推杆传递，实现灭弧室机构闭锁，完成断路器的合闸过程。 分闸原理当断路器处于合闸状态需要分闸时，机车的分闸指令(断电），使电磁阀圈断电，控制电磁阀在内部弹簧动作下关闭合闸气路，接通排气口，此时工作气缸中的气从快排阀排出，在分闸弹簧的作用力下，带动灭弧室动触头动作，实现断路器的分断过程。接地保护开关动作原理接地保护开关采用电空控制，接地转臂固定在摆动气缸输出轴上，通过摆动气缸驱动接地开关转臂转动，动触头组装与上、下接地触头合闸或断开，实现真空断路器的主回路“接地”或“运行”。5.5 检修检修周期定义维修定义维修间隔需要的停台维修时间建议的维修地点一级维修运行6000公里或48小时2小时车辆段检查台位二级维修2120（不含）万公里每行驶40万公里做1次二级维修4小时车辆段检查台位三级维修120万公里或3年2天车辆段维修台位四级维修240万公里或6年2天车辆段或大修厂五级维修480万公里或12年2天大修厂或制造厂5.5.1 一级维修 检查高压接线是否牢固，检查产品的外部紧固件是否松动。 高压绝缘子外表脏污时清洁。 机车压缩机加满气源后，停下机车所有设备，静听真空主断分合声音是否正常，检查真空主断是否有漏风声，如有漏气，打开外罩检修; 司机室内操控真空主断分合闸，接地开关分合闸，检查是否正常。5.5.2 二级维修 检查高压接线是否牢固，检查产品的外部紧固件是否松动。 用抹布粘中性清洗液擦拭绝缘子伞裙，去除污垢。 用抹布粘无水酒精清洁接地开关的簧片与接地触头，在其接触部位重新涂导电润滑脂。 机车压缩机加满气源后，停下机车所有设备，静听真空主断分合声音是否正常，检查真空主断是否有漏风声，如有漏气，打开外罩检修; 司机室内操控真空主断分合闸，接地开关分合闸，检查是否正常。5.5.3 三级维修 把真空断路器从高压设备箱上拆卸下来，装到翻转架上，在清洁区进行清洁，去除绝缘子伞裙和底板上的污垢。 灭弧室两极打40kV工频耐压，检查真空管是否损坏，试验通不过的真空管真空底损坏要求更换灭弧室组装。 用专用扳手把灭弧室与支持绝缘子连接螺栓拆除，清洁支持绝缘子的内壁和内部绝缘推杆。 把灭弧室组装放到灭弧室组装工装上，用工装压下灭弧室的弹簧机构，在三根导向杆上涂89D润滑油。 检查接线座紧固螺栓是否松动，如有进行紧固，紧固力矩24N.m。 更换灭弧室与支持绝缘子间的密封圈，重新把灭弧室组装安装到支持绝缘子上。 拆卸软管TRN 12/10-N一端。 用10mm内六角扳手拆除气缸的紧固螺钉，取下气缸体。用抹布粘无水酒精清洁气缸内腔和活塞组装，取掉活塞上的山形密封圈和气缸盖上的密封圈，对气缸内腔和活塞及活塞杆上涂89D润滑油，按拆卸相反步骤重新组装气缸，软管（TRN12/10-N）更新。 用8mm内六角扳手拧松锁紧垫圈的紧固螺钉，取出锁紧垫圈；用8mm内六角扳手拧松摆动气缸的紧固螺钉，拆下摆动气缸，在摆动气缸转轴及相配法兰内孔涂89D润滑脂，按拆卸相反步骤重新组装好。 用抹布粘无水酒精清洁安全闸刀与安全夹簧片，重新涂89D润滑脂。 控制线路各部件清洁干净，检查辅助联锁开关不许有裂损、变形，滚轮完好。联锁触头接触良好，通断正确，动作灵活无卡滞。接触电阻不大于200m。 接地开关的簧片与接地触头涂导电润滑脂。 真空断路器和接地开关按第5条的要求进行试验，要求符合标准要求。5.5.4 四级维修 把真空断路器从设备箱内卸下来，装到翻转架上，在清洁区进行清洁，去除绝缘子伞裙和底板上的污垢。 解体:把真空主断和接地保护开关拆卸成零、部件进行检修。对各零、部件进行清洁，检查有损耗、损坏的进行更换。 用灭弧室组装工装检测开距和超程，开距要求为14.5-15mm,超程要求为3.5-4.5mm。同时对灭弧室机构的导向杆涂89D润滑油。灭弧室组装工装 清洁支持绝缘子的内壁和绝缘推杆。 用抹布粘无水酒精清洁气缸内腔和活塞组装，取掉活塞上的山形密封圈和气缸盖上的密封圈，对气缸内腔和活塞及活塞杆上涂89D润滑油，按拆卸相反步骤重新组装气缸。 解体电磁阀，用无水酒精清洗，重新涂美国道康宁润滑剂Molykote 33 light 再组装。电磁阀线圈电阻值在温度20时为756，上下偏差10%。 检测压力继电器的接通值(430-450kPa),断开值(340-360kPa)，如有偏差进行调整。 控制线路各部件清洁干净，检查辅助联锁开关不许有裂损、变形，滚轮完好。联锁触头接触良好，通断正确，动作灵活无卡滞。接触电阻不大于200m。 软管更新；接地触头和簧片，重新组装后涂导电润滑脂。 摆动气缸转轴和相配法兰内表面涂89D润滑脂再组装。 底板、转臂重新做油漆。 真空断路器和接地保护开关按第5条的要求进行试验，要求符合标准要求。5.5.5 五级维修 把真空断路器从高压设备箱拆卸下来，装到翻转架上，在清洁区进行清洁。 解体:把真空主断和接地保护开关拆卸成零、部件进行检修。底板、外罩、转臂重新做油漆。 灭弧室组装换新。 支持绝缘子、绝缘推杆更新。 所有控制阀进行更新。 所有密封件、标准件进行更新。 控制线路更新。 软管更新。 接地保护开关的摆动气缸、接地触头、簧片、软连线、法兰更新。 重新按组装工艺要求组装。6 高压隔离开关6.1 概述高压隔离开关属于高压保护电器。它的主要作用是优化配置25kV电路内高压设备的运行工况，当高压设备发生故障时，能将故障高压单元隔离，维持动车组运行。6.2 主要构造高压隔离开关通过高隔底架（1）安装在高压箱内。它装有两个刀闸板（2），一端固定在固定座（3）上，另一端延伸到接触头（4）上。刀闸板通过拉杆（5）与下面的传动机构相连，传动机构采用长槽滑块机构，采用电控、气动的控制方式。在高隔底架两侧，分别固定安装电磁阀（6）和传动气缸（7）、传动轴（8），保证了刀闸板与传动机构的转动。转轴末端上的凸轮是用来控制安装在高隔底架上的辅助触头开关(9)，辅助触头开关用于检测开关状态并将信号传输到司机室。图6.2-1 高压隔离开关的结构图6.3 性能参数表6.3-1 高压隔离开关的性能项 目额定额定电压31kV额定电流700A额定频率50Hz控制电压DC110V最小动作电压DC77V动作电压范围DC77VDC137.5V额定工作气压400kPa1000kPa最小动作气压350kPa短时耐受电流16kA/1s工频耐受电压100kV（有效值）/1min雷电冲击电压185kV（1.2/50s）机械寿命20000次工作环境温度-40+70质量60kg6.4 动作原理分闸:当高压隔离开关处于合闸状态时，电磁阀得到分闸信号，得电动作，打开气路，压缩空气经电磁阀进入压力气缸，推动操纵杆，使转轴旋转 60，隔离开关分断。转轴转动的同时，固定在主轴上的凸轮驱动低压联锁改变为分闸状态，并将信号传到司机室。合闸:当高压隔离开关处于分闸状态时，电磁阀得到合闸信号，得电动作，打开气路，压缩空气经电磁阀进入压力气缸，推动操纵杆，使转轴旋转60，隔离开关闭合。转轴转动的同时，固定在主轴上的凸轮驱动低压联锁改变为合闸状态，并将信号传到司机室。高压隔离开关不带灭弧装置，不具有开断电流的能力；因此，它的所有动作都必须在主断路器处于分断状态时进行。6.5 检修6.5.1小修每个月进行一次小修，检查刀闸板与接触头之间的接触性能是否良好。通过0.05m塞尺和弹簧秤检测刀闸板与接触头之间的压力应在80N10N之间。将刀闸板打开，检测两刀闸板在自由状态下的距离20.5，接触头与刀闸板接触部分厚度20.65。绝缘子应保持整洁干净，表面无裂纹或碰痕。检查各风管接头是否有泄漏、润滑各滑动配合面及连杆销。6.5.2中修每6个月要进行一次中修。检查各联锁触头接触状况是否良好，接触不良者必须更换。同时检查刀闸板和接触头的状况是否良好，旋转机构能否自由转动，传动气缸和电磁阀能否正常动作，有损坏零部件必须更换。6.5.3大修每3年要进行一次大修。主要检查的部件为刀闸板和接触头，并检查所有部件能否正常动作。更换损坏零部件，需要清洗和润滑的部件必须进行单独的维护，特别是要对推杆、气缸活塞杆进行润滑，检查辅助开关触头与凸轮间隙、宽度和开闭是否正常。6.5.3.1辅助联锁的检查按压微动开关的触点，应具有较好的弹性(接触压力约3N)，开断声音清脆。检查辅助连锁的滚轮，原直径8mm，如果滚轮磨损1.5mm或更多，必须更换。在辊子顶部位置凸轮接触的地方，要保证有0.25mm的间隙（凸轮最低点如图6.5-1）。图6.5-1凸轮与辅助联锁示意图6.5.3.2润滑在大修期间，要清洁刀闸板和隔离开关的连接处并紧固，同时要涂一些导电脂。这些操作应在机车与电网断开且整个回路接地的安全前提下进行。6.5.4性能测试所有检修完