城市軌道交通車輛電器（第3版） 課件 吳冰 項目1-4 受流器-牽引電機

城市軌道交通教材課程導論0CoursewareMakingTemplateofCCPress你了解城軌車輛電氣系統嗎？

下面給大家簡要介紹一下交流傳動城軌車輛電氣系統的總體思路，即電流引入城軌車輛后，所走的大致路徑，從而引出本教材即將介紹的主要電氣設備。城市軌道交通教材此處可為課程名稱（每章節不變化)也可為章節名稱（每章節變化）城軌車輛采用固定編組，一般為6輛或8輛構成一個編組，如下圖所示。其中TC代表帶駕駛室的拖車，MP代表帶受電弓的動車，M代表動車，每3輛車(TC-MP-M)構成一個單元，一般一列車由2個單元構成，即TC-MP-M=M-MP-TC。城市軌道交通教材此處可為課程名稱（每章節不變化)也可為章節名稱（每章節變化）城市軌道交通車輛整車設備的布置城軌車輛主、輔電路簡圖如右圖所示。

DC1500V或DC750V高壓直流電經由受流裝置(受電弓或第三軌受流器)進入車輛后，分三條路徑:第一路是給本車(MP車)的牽引逆變器供電，第二路是給M車的牽引逆變器供電，第三路是給TC車的輔助逆變器供電。城市軌道交通教材第一條和第二條路徑基本相同，構成列車的主電路。

大致路徑是：由受流裝置引入的高壓直流電經保護裝置→隔離開關MS、主熔斷器、高速斷路器MQF后，至主電路通斷控制開關→主接觸器，到達線路平波環節→線路電抗器L，進入牽引逆變器，經牽引逆變器依據控制指令進行DC-AC變換后，輸出相應的三相交流電為執行裝置——三相異步牽引電機M供電。城市軌道交通教材第一條和第二條路徑基本相同，構成列車的主電路。

大致路徑是：由受流裝置引入的高壓直流電經保護裝置→隔離開關MS、主熔斷器、高速斷路器MQF后，至主電路通斷控制開關→主接觸器，到達線路平波環節→線路電抗器L，進入牽引逆變器，經牽引逆變器依據控制指令進行DC-AC變換后，輸出相應的三相交流電為執行裝置——三相異步牽引電機M供電。城市軌道交通教材列車牽引供電系統的組成城市軌道交通教材第三條路徑為列車的輔助電路。

※

高壓直流電經車間電源轉換開關、防逆流二極管、輔助隔離開關、輔助電路熔斷器、輔助電路投入開關，進入輔助逆變器，進行DC-AC變換，輸出AC380V三相交流電給空調系統、空氣壓縮機等負載供電，輸出AC220V單相交流電為客室照明供電。

※同時，再通過蓄電池充電機進行AC-DC變換后，輸出DC110V直流電，為蓄電池浮充電，也為車輛的控制電路提供電源。

※另外，DC110V通過DC/DC斬波模塊變換輸出DC24V，為司機室各指示燈、儀表照明、列車信號系統設備、列車客室廣播等提供低壓直流電源。城市軌道交通教材教材項目1~項目10按照從高壓到低壓，從主電路→輔助電路→控制電路的順序，依次介紹城軌車輛各主要電氣設備，包括：

受流器(包括受電弓和第三軌受流器)

高速斷路器

牽引/輔助逆變器

牽引電機

空調系統

接觸器

繼電器

司機控制器等CoursewareMakingTemplateofCCPressTHANKYOU僅供內部使用FOR

INTERNALUSEONLY城市軌道交通教材受流器1CoursewareMakingTemplateofCCPress城市軌道交通教材受流器總體認知CoursewareMakingTemplateofCCPress

1-1城市軌道交通教材受流器概述CoursewareMakingTemplateofCCPress

一受流器是以電能為能源的軌道車輛(簡稱電動軌道車輛)從接觸網或第三軌獲取電能的一種受流裝置。電動軌道車輛包括城市范圍內公共交通運輸用的城軌車輛、鐵路干線用的電力機車以及高速鐵路用的電動車組等。根據受流器的形狀與作用原理的不同,受流器可分為以下幾種類型:(1)集電桿:常用于城市無軌電車;(2)弓形受流器:常用于城市有軌電車;(3)旁弓:常用于礦區內軌道車輛;(4)第三軌受流器:又稱集電靴,常用于第三軌供電方式的城軌車輛;(5)受電弓:用于鐵路干線的電力機車、高速鐵路的電動車組以及采用接觸網供電的城軌車輛等。受電弓安裝于車頂,靠與接觸網滑動接觸進行受流；第三軌受流器安裝于轉向架構架,靠與第三軌接觸進行受流。兩者優缺點對比如下:(1)第三軌安裝在鋼軌一側,與高空接觸網相比,觸電風險更大。由于安裝位置低,第三軌受到異物影響可能性更大,更容易發生觸電事故。目前,一般采取的措施是在第三軌上設置防護罩進行防護。(2)與受電弓受流相比,第三軌受流器的接觸阻力更大,噪聲更大。(3)采用第三軌受流的車輛過道岔時必須要斷電,接觸網無此問題。(4)第三軌供電的維護成本比較低,易于實施,設備成本和人工成本都比較低,而接觸網部件多,且要高空作業,需要專門的工程維護車,設備和人工成本都很高,維護工作相對復雜。(5)第三軌供電抗極端天氣能力強,除了水淹以外,基本不受其他惡劣天氣影響,而柔性接觸網需要考慮強風、掛冰等一系列問題。第三軌受流器受電弓城市軌道交通教材受電弓概述CoursewareMakingTemplateofCCPress

二1.受電弓的作用一般我們將安裝于城軌車輛、電力機車、電動車組等車輛的頂部,與接觸網接觸從而獲取電能的裝置稱為受電弓,如下圖所示。受電弓總體介紹

受電弓是一種鉸接式的機械構件。當受電弓升起時,其滑板與接觸網導線直接接觸，從接觸網導線上獲取電流,并通過車頂母線將其傳送至車輛內部,供車輛使用。2.受電弓的特點受電弓靠滑動接觸而受流,是車輛與固定供電裝置之間的連接環節,其性能的優劣直接影響車輛的受流質量和工作的可靠性,因此要求受電弓具備以下特點：(1)穩定的靜態接觸壓力受電弓滑板與接觸網導線的接觸需要有一個適當的接觸壓力,且這個接觸壓力在受電弓的工作高度范圍內應該基本保持不變,這樣才能保證滑板與接觸導線接觸良好、磨耗小、可靠受流。(2)升、降弓時要“先快后慢”為保證升、降弓時不產生過分沖擊,要求受電弓在升、降弓過程中要先快后慢。(3)運行中動態穩定性好受電弓要克服車輛高速運行時產生的空氣阻力的作用,保證在允許的運行速度下,滑板與接觸網的接觸壓力基本穩定在額定靜態接觸壓力值范圍內,以保證可靠受流。3.受電弓的類型和型號受電弓可按結構、速度、驅動方式和降弓方式等進行如下分類：按結構形式分分為雙臂受電弓和單臂受電弓。雙臂受電弓[如圖a)],結構對稱,側向穩定性好,但結構復雜,調整困難。單臂受電弓[如圖b)],結構簡單,尺寸小,重量輕,具有良好的動態特性。因單臂受電弓的動態跟隨性及受流特性較好,所以在現代軌道車輛中被廣泛采用。(2)按速度等級分分為高速受電弓和常速受電弓。這里的速度是指受電弓所在的軌道車輛的設計速度。用于設計速度在200km/h以下車輛上的受電弓為常速受電弓,用于200km/h以上車輛上的受電弓為高速受電弓。電力機車和城軌車輛一般使用的是常速受電弓,高速動車組一般使用的是高速受電弓。(3)按驅動方式分分為彈簧弓和氣囊弓。早期的受電弓基本為彈簧弓,由剛彈簧提供升弓和降弓的動力。氣囊弓是由升弓氣囊提供受電弓的升弓動力。因氣囊中的壓縮空氣的壓力可由精密調壓閥進行精確控制,進而可較好地控制受電弓與接觸網的靜態接觸壓力,因此目前氣囊弓在軌道車輛中得到廣泛應用。(4)按降弓方式分分為氣動式、電動式、自重降弓式等。目前,以自身重力作為降弓動力的受電弓應用較廣泛。國內受電弓的研發和設計經歷了消化、吸收、創新的過程。早期,引進的是雄克公司的SBF系列、西門子公司的8WLO系列和東洋重工的KP系列受電弓技術,在此基礎上,我國進行了大量的研究,最后設計和生產出具有自主知識產權的國產受電弓,如TSG系列、DSA系列和SQG系列,這些受電弓廣泛用于國內和出口的城軌車輛、電力機車和高速動車組上。城市軌道交通教材國產受電弓的發展歷程CoursewareMakingTemplateofCCPress我國從1958年修建電氣化鐵路開始,到2010年實現高速化,鐵路受電弓經歷50多年的發展,走過了一段不平凡的研發之路,其發展大致可分為三個階段：第一階段：1960年株洲電力機車廠在蘇制雙臂受電弓的基礎上,研制出TSG1型單臂受電弓。TSG1型單臂受電弓較蘇制雙臂受電弓結構簡單,質量輕,運行性能良好。TSG1型受電弓的研制開啟了國產受電弓研制的歷程。第二階段：以中外合作生產為主,部分部件實現了國產化。這一階段受電弓的研制已與國際標準接軌,遵循國際鐵路聯盟UIC608標準,先后研制出DSA200、DSA250、TSG15等多種型號受電弓。第三階段：我國鐵路步入世界高速鐵路行列,列車運營速度達到350km/h。為滿足動車組高速受流要求,我國先后研制了DSA380、TSG19型高速受電弓。國產受電弓的研制穩步走過三個發展階段,已積累了大量研究成果,搭建了成熟的研發平臺,我國受電弓的研制將向更高的領域邁進。城市軌道交通教材本節要點總結CoursewareMakingTemplateofCCPress受電弓是最常用的一種受流裝置,它安裝在車輛頂部,靠與接觸網滑動接觸獲取電流,傳至車輛內部,供車輛使用。受電弓性能的優劣直接影響車輛的受流質量和工作的可靠性,性能不良的受電弓可能會造成拉弧、沖網等嚴重后果,因此受電弓要滿足以下三個基本性能要求:(1)受電弓與接觸網接觸應保持穩定的靜態接觸壓力,以保證可靠受流,并避免過度磨耗。(2)受電弓升弓應“先快后慢”,降弓也應“先快后慢”,避免拉弧和過度沖擊。(3)受電弓應具有良好的動態穩定性,即能夠克服空氣阻力,確保額定的靜態接觸壓力。第三軌供電的城軌車輛采用第三軌受流器進行受流。第三軌受流器將在后面章節進行介紹。城市軌道交通教材能力拓展訓練CoursewareMakingTemplateofCCPress請根據本節內容,利用智慧職教城市軌道交通、鐵道機車等專業教學資源庫、MOOC學院《機車車輛電氣設備的檢查與調試》在線課程等數字化資源及公共網站等途徑,完成下面的任務。任務1:請收集弓形受流器、集電桿、旁弓、第三軌受流器的圖片,制作PPT,課上分享。PPT要求:不少于10頁,圖片清晰,配備必要的文字說明。其他要求:能理解制作的PPT內容,能進行流利的講解。任務2:請收集無軌電車、有軌電車、電力機車、電動車組的有關視頻。要求:每組收集1~2個,了解它們的應用場合和供電制式,進行課上分享。二、TSG18D型單臂受電弓的結構組成及主要部件TSG18D型單臂受電弓的基本結構如圖1-2-2所示。它由底架(序1等部分)、鉸鏈系統(包括序4、序6、序7等部分)、弓頭(序8等部分)、傳動機構(序12等部分)、控制機構(序10等部分)等組成。下面對各部分進行詳述。(4)第三軌供電的維護成本比較低,易于實施,設備成本和人工成本都比較低,而接觸網部件多,且要高空作業,需要專門的工程維護車,設備和人工成本都很高,維護工作相對復雜。(5)第三軌供電抗極端天氣能力強,除了水淹以外,基本不受其他惡劣天氣影響,而柔性接觸網需要考慮強風、掛冰等一系列問題。城市軌道交通教材

受電弓結構原理認知

——TSG18D型單臂受電弓CoursewareMakingTemplateofCCPress

1-2城市軌道交通教材

主要技術參數CoursewareMakingTemplateofCCPress

一項目技術參數項目技術參數額定電壓(V)DC1500絕緣子高度(mm)80電壓范圍(V)DC1000~DC1800弓頭長度(mm)1550±10額定工作電流(A)1050弓頭寬度(mm)328±3最大起動電流(30s)(A)1600弓頭高度(mm)225±10工作環境溫度(℃)-25~+40滑板長度(mm)800±1運行速度(km/h)90滑板寬度(mm)35折疊高度(包括絕緣子)(mm)310(0~+10)滑板材質浸金屬碳最低工作高度(從落弓位置滑板面起)(mm)165標稱靜態力(N)120±10最高工作高度(從落弓位置滑板面起)(mm)1950靜態力的可調節范圍(N)70~140最大升弓高度(從落弓位置滑板面起)(mm)≥2550額定工作氣壓(kPa)560氣源的工作壓力(kPa)500~1000質量(包括支持絕緣子)(kg)≤140升弓時間(s)≤8安裝尺寸(四點)(mm)(1100±1)×(900±1)降弓時間(s)≤8電氣間隙(mm)≥30城市軌道交通教材基本結構及主要部件CoursewareMakingTemplateofCCPress

二TSG18D型受電弓的基本結構如下圖所示。它由底架部分、鉸鏈系統、弓頭部分、傳動機構和控制機構等組成。圖8-4TSG18D型單臂受電弓結構圖1-底架組裝；2-阻尼器；3-平衡桿；4-拉桿；5-肘接電流連接組裝；6-下臂桿組裝；7-上框架組裝；8-弓頭組裝；9-弓頭電流連接；10-氣閥箱；11-降弓位置指示器；12-升弓裝置組裝；13-支持絕緣子受電弓的結構1.底架受電弓底架是一個由矩形鋼管焊接而成的口字形鋼結構。底架不僅是整個受電弓體的底部支撐,還提供機械、電氣和氣路接口。圖1-2-3底架結構1-支撐架;2-電流接線板(1)機械接口由型鋼焊接而成的矩形骨架提供了下臂桿、拉桿、升弓裝置等部件的安裝座。另外,底架伸出的4個支撐架上?18mm的通孔用于安裝支持絕緣子,通過這4個絕緣子,將受電弓安裝在車輛頂蓋上,并與之保持足夠的絕緣間距。(2)電氣接口底架上的電流接線板是受電弓對外的電氣接口,它采用不銹鋼材料制成。(3)氣路接口安裝在底架上的氣閥箱是受電弓氣路上所用閥件集中安裝的地方,因此這里提供了對外、對內的氣路接口。圖1-2-4下臂桿結構1-底架軸承管;2-扇形調整板;3-平衡桿連接塊;4-肘接軸承管2.鉸鏈系統鉸鏈系統包括下臂桿、上框架和拉桿。鉸鏈系統與底架一起構成了受電弓的四桿機構,該四桿機構保證了上框架中頂管的運動軌跡呈一條近似鉛垂的直線。(1)下臂桿下臂桿的結構如圖1-2-4所示。下臂桿的兩端分別與底架和上框架采用軸承連接,與底架連接的軸承安裝在下臂桿的底架軸承管內,與上框架連接的軸承安裝在下臂桿的肘接軸承管內。軸承具有良好的密封性能,在其使用期內無需維護。受電弓升、降弓運動時,下臂桿繞著其固定在底架上的底架軸承管做圓周運動。2.鉸鏈系統(2)上框架如圖1-2-5所示,上框架是由頂管(4)、階梯鋁管(2)和肘接處的連接管(1)組焊而成的類似梯形的鋁合金框架結構;對角線桿(3)用于增加上框架的剛度。上框架通過軸承分別與拉桿、下臂桿及弓頭連接。上框架的這種設計減輕了受電弓的上部質量,提高了受電弓的弓網跟隨性。圖1-2-5上框架1-肘接處的連接管;2-階梯鋁管;3-對角線桿;4-頂管2.鉸鏈系統(3)拉桿拉桿結構如圖1-2-6所示,它與下臂桿、上框架、底架構成一個四桿機構。可以通過調節拉桿上螺母和螺桿的相對位置來改變拉桿長度,從而對四桿機構的幾何尺寸進行調整,以確保弓頭的運動軌跡為一條鉛垂線。圖1-2-6拉桿1-螺母;2-螺桿圖1-2-7平衡桿1-平衡桿導桿;2-止擋桿組焊2.鉸鏈系統(4)平衡桿弓頭具有一定的自由度,可以繞弓頭轉軸自由擺動。為了確保受流質量,一般只允許弓頭在水平面小范圍內有一定的自由度,為此,需設置平衡桿。其一端連接在下臂桿和上框架鉸接的肘接處,另一端支撐在弓頭轉軸的一端,為弓頭提供與其偏轉方向相反的力,使弓頭基本維持在水平狀態。平衡桿主要由平衡桿導桿(1)和止擋桿組焊(2)組成，如圖1-2-7所示。3.弓頭弓頭是與接觸網直接接觸的部件,其結構如圖1-2-8所示。為了確保弓頭與接觸網能夠穩定、良好地接觸,弓頭應盡可能減小慣性質量。弓頭分兩部分,即與網線接觸的部分及與上框架連接的部分。前者主要包括滑板和弓角,后者主要包括弓頭懸掛裝置。弓角位于弓頭端部,用以保證接觸網與弓頭的平滑過渡。弓頭懸掛裝置的應用使得弓頭具有一定的自由度,同時車輛運行時,弓頭與網線之間的高頻振動可以通過弓頭懸掛裝置吸收緩沖。圖1-2-8弓頭1-弓頭懸掛裝置2-滑板3-弓角3.弓頭如圖1-2-9所示,弓頭懸掛裝置由兩組呈V形排列的橡膠彈簧元件和導桿組焊組成。橡膠彈簧元件安裝在弓角的連接板上;導桿組焊安裝在弓頭轉軸的末端,兩組之間通過弓頭轉軸連接。弓頭轉軸由壓入上框架頂管內的免維護粉末冶金襯套支撐。橡膠彈簧元件是免維護的,它的各向彈性可以對弓頭的運動進行誤差補償,并且吸收弓頭的側向振動。圖1-2-9弓頭懸掛裝置1-弓頭轉軸2-橡膠彈簧元件3-導桿組焊4-連接板4.傳動機構升弓裝置構成了受電弓的傳動機構,如圖1-2-10所示,包括鋼絲繩(2)、氣囊(3)、扇形調整板(4)等部件。升弓裝置提供了受電弓升弓時所需的升弓轉矩及升起后與網線間的接觸壓力。氣囊主要安裝在底架上,通過鋼絲繩與受電弓下臂桿的底架軸承管連接在一起,給受電弓升、降弓提供動力。升弓時氣囊充氣膨脹抬升,通過鋼絲繩帶動下臂桿轉動,從而實現受電弓升弓運動。降弓時,氣囊排氣,體積壓縮,下臂桿失去鋼絲繩的拉力作用,在上框架及弓頭自重的作用下降弓。圖1-2-10升弓裝置1-鋼絲繩緊固螺釘2-鋼絲繩3-氣囊4-扇形調整板5.控制機構氣閥箱(圖1-2-11)是受電弓的控制機構,由空氣過濾器、單向節流閥、精密調壓閥、安全閥等部件組成。圖1-2-11氣閥箱1-空氣過濾器;2-升弓節流閥;3-精密調壓閥;4-降弓節流閥;5-安全閥(1)空氣過濾器空氣過濾器將機車壓縮空氣中的水霧及雜質分離出來,保證提供的壓縮空氣是干燥而純凈的。(2)單向節流閥單向節流閥包括升弓節流閥(2)和降弓節流閥(4)。升弓節流閥可以控制流入氣囊的壓縮空氣的過流量,進而調整受電弓的升弓時間。降弓節流閥控制氣囊排放氣體的過流量,來調整受電弓降弓時間。(3)精密調壓閥精密調壓閥為氣囊提供恒定壓力的壓縮空氣,它的精度偏差為±0.002MPa;精密調壓閥用于調節弓網接觸的接觸壓力,其輸出氣壓每變化0.01MPa,就會使接觸壓力變化10N。(4)安全閥安全閥起保護氣路的作用,當氣路內的壓力超過其壓力上限值時,安全閥就會開啟,釋放掉過量的壓縮空氣。6.電流連接電流連接分為弓頭電流連接、肘接電流連接和底架電流連接。(1)弓頭電流連接[圖1-2-12a)],是將接觸網上的電流由弓頭導流至上框架上,從而使電流繞過頂管內的軸承和弓頭懸掛裝置上的橡膠彈簧元件,以避免軸承和橡膠彈簧元件出現大的溫升而導致損壞。(2)肘接電流連接[圖1-2-12b)],是為保護安裝于肘接軸承管內的軸承,防止電流對軸承的電腐蝕。(3)底架電流連接[圖1-2-12c)],是為保護安裝于底架軸承管內的軸承,防止電流對軸承的電腐蝕。7.降弓位置指示器電感式降弓位置指示器(圖1-2-13)安裝在受電弓底架上,在上框架頂管的下方。受電弓降弓時,電感應器自動閉合,給出降弓到位信號;升弓時,電感應器斷開,給出升弓信號。圖1-2-13降弓位置指示器8.支持絕緣子TSG18D型單臂受電弓安裝有4個支持絕緣子,其細節結構如圖1-2-14所示。支持絕緣子采用環氧樹脂材料,具有很高的絕緣等級及機械強度。支持絕緣子具有以下兩個功能:(1)對帶電的受電弓與相連接的車頂進行電隔離。(2)是受電弓的機械安裝部件。圖1-2-14絕緣子城市軌道交通教材工作原理CoursewareMakingTemplateofCCPress

三1.電氣系統受電弓的電氣系統包括高壓電流電路和低壓控制電路兩部分。1）高壓電流電路受電弓是車輛的受流裝置。受電弓升起后與接觸網接觸,從接觸網獲取電流,并將電流傳送到車輛電氣系統。接觸網的電流首先由滑板流入受電弓弓頭,然后依次經過上框架、下臂桿后流入底架,最后經連接在受電弓底架上的車頂母線導入車輛電氣系統,這是受電弓的高壓電流電路。電氣系統2）低壓控制電路受電弓控制電路的主令電器是駕駛室的升弓和降弓按鈕,控制電路電源經過升/降弓按鈕及一系列控制環節,最終使受電弓電磁閥線圈得電或失電,從而控制受電弓氣路的充氣或排氣,實現對受電弓的控制。司機按下升弓按鈕時,如果所有控制條件均滿足,受電弓電磁閥線圈得電,從而使電磁閥閥口打開,使壓縮空氣進入氣囊,實現升弓。降弓時,按下降弓按鈕,將使受電弓電磁閥失電,從而關閉向受電弓氣囊的供氣通路,同時打開氣囊的排氣通路,使得受電弓降弓。受電弓的工作原理9-氣囊8-管路連接軟管7-安全閥6-降弓節流閥5-壓力表4-精密調壓閥3-升弓節流閥2-空氣過濾閥1-電磁閥圖1-2-15受電弓氣路工作原理

2.氣路系統1）氣路動作電磁閥得電,壓縮空氣經電磁閥進入氣閥箱后,依次經過空氣過濾閥→升弓節流閥→精密調壓閥→降弓節流閥后,分為兩條支路分別向受電弓的兩個氣囊供氣。2）升弓裝置動作壓縮空氣進入氣囊后,氣囊膨脹抬升,抬升的氣囊帶動鋼絲繩拉拽下臂桿,使下臂桿轉動,從而實現受電弓逐漸升起,直到受電弓弓頭與接觸網接觸并保持規定的靜態接觸壓力。

此時,氣囊中的氣壓值穩定在氣閥箱內精密調壓閥的設定值。受電弓工作時,氣囊被持續供以壓縮空氣,弓頭與接觸網之間的接觸壓力基本保持恒定。2.降弓司機在司機室按下降弓按鈕后，升弓電磁閥失電，向受電弓供應的壓縮空氣被切斷，同時，升弓電磁閥將受電弓氣路與大氣連通，氣囊升弓裝置中的壓縮空氣經原路返回，經電磁閥排向大氣，受電弓靠自重下降，直到頂管降下并保持在底架的兩個橡膠止擋上。圖1-2-15受電弓氣路工作原理橡膠止擋城市軌道交通教材本節要點總結CoursewareMakingTemplateofCCPress1.受電弓的結構組成受電弓的結構分為底架、鉸鏈機構、弓頭、傳動結構和控制機構五大部分。底架、鉸鏈機構和弓頭構成了受電弓的主體結構,包括底架、下臂桿、上框架、拉桿、平衡桿、弓頭及其懸掛裝置等部件。弓頭是受電弓與接觸網直接接觸受流的部件。升弓裝置是受電弓的傳動機構,提供了受電弓升弓時所需的升弓轉矩及升起后與網線間的接觸壓力,包括氣囊、鋼絲繩、扇形調整板等部件。氣閥箱是受電弓的控制機構,由空氣過濾器、單向節流閥、精密調壓閥、安全閥等部件組成。氣閥箱內的閥件與受電弓電磁閥配合,完成對受電弓氣路的控制,控制向受電弓氣囊充氣還是排氣,及充入氣囊的壓縮空氣的壓力值。2.受電弓與城軌車輛電氣系統的關系(1)受電弓是城軌車輛獲取外部電源的端口。受電弓升起后,與接觸網接觸,將接觸網電流引入車輛高壓電流電路。(2)受電弓與城軌車輛控制電路有如下聯系:①它由控制電路中的升弓和降弓按鈕控制;②受電弓電磁閥線圈受受電弓控制電路的控制,使其得電或失電,從而控制受電弓氣路的充氣或排氣,實現對受電弓升弓、降弓的控制。3.受電弓的工作原理首先由受電弓升弓或降弓按鈕發出控制指令,受電弓控制電路工作,控制受電弓電磁閥線圈得電或失電。然后由受電弓電磁閥控制受電弓氣路向氣囊的充氣或排氣,實現升弓或降弓。城市軌道交通教材能力拓展訓練CoursewareMakingTemplateofCCPress請根據本節內容,利用智慧職教城市軌道交通、鐵道機車等專業教學資源庫、MOOC學院《機車車輛電氣設備的檢查與調試》在線課程等數字化資源及公共網站等途徑,完成下面的任務。任務1:請收集弓頭電流連接、肘接電流連接和底架電流連接的圖片及ADD自動降弓裝置的相關資料,制作PPT,課上分享。PPT要求:不少于5頁,圖片清晰,配備必要的文字說明。其他要求:能理解制作的PPT內容,能進行流利的講解。任務2:請收集受電弓使用、故障、檢修方面的視頻。要求:每組收集1~2個視頻,了解受電弓的工作狀態、可能出現的故障及如何檢修,從而加深對受電弓結構、原理的理解,進行課上分享。任務3:請收集城軌車輛用其他型號的受電弓、電力機車用受電弓及高速動車組用受電弓相關資料,完成下面的表格。受電弓類型城軌車輛用受電弓電力機車用受電弓高速動車組用受電弓型號TSG22

額定電壓額定電流額定電壓DC1500V額定電流1500A

結構特點(1)口字形底架,4個安裝絕緣子。(2)弓頭采用分體式雙滑板結構。(3)弓頭懸掛裝置采用壓縮彈簧結構。(4)升弓裝置采用單氣囊

性能方面的提升(1)四桿機構尺寸進行了優化,更適應剛性接觸網。(2)采用開放式弓角,改善了弓角的受力情況。(3)弓頭懸掛采用壓縮彈簧結構,弓網匹配性更好。(4)采用單氣囊,穩定可靠,維護簡單。

城市軌道交通教材第三軌受流器結構原理認知CoursewareMakingTemplateofCCPress

1-3城市軌道交通教材第三軌受流器概述CoursewareMakingTemplateofCCPress

一第三軌受流器又稱集電靴,用于采用第三軌供電方式的城軌車輛上。接觸軌是沿軌道線路敷設的與軌道平行的附加導電軌,所以又稱第三軌或簡稱三軌。第三軌一般安裝在線路行車方向的左側,如圖1-3-1所示。接觸軌材料一般采用低碳鋼或鋼鋁復合材料。城軌車輛轉向架構架伸出的集電靴通過與第三軌接觸而獲取電能,如圖1-3-2所示。接觸軌的形式第三軌受流器又稱集電靴,用于采用第三軌供電方式的城軌車輛上。接觸軌是沿軌道線路敷設的與軌道平行的附加導電軌,所以又稱第三軌或簡稱三軌。第三軌一般安裝在線路行車方向的左側,如圖1-3-1所示。接觸軌材料一般采用低碳鋼或鋼鋁復合材料。接觸軌的形式圖1-3-1接觸軌城軌車輛轉向架構架伸出的集電靴通過與第三軌接觸而獲取電能,如圖1-3-2所示。

圖1-3-2安裝在轉向架上的集電靴根據集電靴受流位置的不同,可分為上部受流、下部受流和側部受流三種形式(圖1-3-3)。國內應用較多的是上部受流和下部受流方式。圖1-3-3三種受流方式城市軌道交通教材

第三軌受流器的基本原理CoursewareMakingTemplateofCCPress

二第三軌受流器主要由底座、擺臂、鎖定機構及電纜線四部分組成。基本原理如圖1-3-4所示,擺臂一端圍繞轉軸進行轉動,另一端與第三軌接觸,通過彈簧提供與第三軌的作用力。圖1-3-4第三軌受流器的原理示意圖1.底座底座負責承載集電靴的全部元件。底座為螺栓連接型板狀結構。采用這種結構可避免元件發生焊接變形和焊縫邊緣區域的穩定性降低,在確保集電靴與轉向架安全連接的同時,還便于豎直方向的調整和集電靴的水平對準。1-底座安裝;2-底座;3-輔助開關;4-小氣缸;5-鎖定機構;6-大氣缸;7-彈簧;8-絕緣板;9-滑板托架;10-浸金屬滑塊;圖1-3-5集電靴及熔斷器的基本結構2.擺臂擺臂通過柵軸運行轉動,從而確保集電靴與第三軌間保持接觸。擺臂的全部金屬件經過高溫熱蘸鍍鋅。擺臂上配有安全分離接頭,從而在意外撞到障礙物時可防止集電靴徹底損壞。1-底座安裝;2-底座;3-輔助開關;4-小氣缸;5-鎖定機構;6-大氣缸;7-彈簧;8-絕緣板;9-滑板托架;10-浸金屬滑塊;圖1-3-5集電靴及熔斷器的基本結構3.鎖定機構鎖定機構是集電靴的機械止擋，將集電靴的擺臂永久、牢固地固定到第三軌上。一般是通過手動機械操作。大、小氣缸(6)(4)用于集電靴的升靴和降靴的控制;絕緣板(8)用于將帶電的滑塊與不帶電的部分隔離開;鋸齒調節板用于集電靴高度的調節,它僅在需要調節上、下止擋位置以調節接觸壓力時才需要安裝。1-底座安裝;2-底座;3-輔助開關;4-小氣缸;5-鎖定機構;6-大氣缸;7-彈簧;8-絕緣板;9-滑板托架;10-浸金屬滑塊;城市軌道交通教材

主要技術參數CoursewareMakingTemplateofCCPress

四額定電壓(V)DC1500電壓范圍(V)DC1000~DC1800標準靜接觸壓力(N)130±10額定電流(A)1000集電靴工作高度(mm)200±5集電靴落下后工作高度(距軌面高度)(mm)140±5集電靴升起后距軌面高度(mm)200滑塊材料石墨或銅合金設備總質量(受流器+熔斷器)(kg)≤50集電靴耐磨性能(在額定壓力范圍使用壽命)(萬km)≥25整體設備壽命(年)≥30表1-3-1第三軌受流器的主要技術參數城市軌道交通教材本節要點總結CoursewareMakingTemplateofCCPress集電靴是采用第三軌供電的城軌車輛受流裝置。它與第三軌接觸獲取外部的電能,供城軌車輛使用。集電靴的結構可以分為底座、受流部件、傳動機構、控制機構等部分。滑塊是其受流部件,擺臂等部件是其傳動機構,大小氣缸等部件構成其控制機構。城市軌道交通教材能力拓展訓練CoursewareMakingTemplateofCCPress請根據本節內容,利用智慧職教城市軌道交通、鐵道機車等專業教學資源庫、MOOC學院《機車車輛電氣設備的檢查與調試》在線課程等數字化資源及公共網站等途徑,完成下面的任務。任務1:請收集集電靴內部結構的圖片及工作原理的資料,制作PPT,課上分享。PPT要求:不少于5頁,圖片清晰,配備必要的文字說明。其他要求:能理解制作的PPT內容,能進行流利的講解。任務2:請收集集電靴使用、故障、檢修方面的視頻。要求:每組收集1~2個視頻,了解集電靴的工作狀態、可能出現的故障及如何檢修,從而加深對集電靴結構、原理的理解,進行課上分享。城市軌道交通教材受流器檢查與維護CoursewareMakingTemplateofCCPress

1-4城市軌道交通教材

工藝流程CoursewareMakingTemplateofCCPress城市軌道交通教材

受電弓的使用CoursewareMakingTemplateofCCPress

一序號操作步驟操作或控制方法結果/指示說明1準備按照車輛操作規程進行升弓前準備—2升弓在駕駛室操縱臺按下受電弓升弓控制按鈕受電弓電磁閥得電,開通氣囊充氣氣路,壓縮空氣進入受電弓氣囊;受電弓在弓頭開始動作后,不大于8s時間內升弓到位;若升弓出現故障,則需按照相關文件規定進行檢查3降弓在駕駛室操縱臺按下受電弓降弓控制按鈕受電弓電磁閥失電;受電弓在不大于8s時間內降弓到位;若降弓出現故障,則需按照相關文件規定進行檢查表1-4-1TSG18D型單臂受電弓操作及控制步驟城市軌道交通教材

TSG18D型單臂受電弓的檢修CoursewareMakingTemplateofCCPress

二表1-4-2TSG18D型單臂受電弓的檢修等級檢修等級說明運行里程數(km)間隔期S日檢—1日A1~2周檢5000~100001~2周B月檢20000~400001月C半年檢約2000000.5年D6~8年檢1500000~20000006~8年1.檢修等級2.檢修計劃序號檢修等級檢修內容1S(日檢)

(1)目檢各主要部件、底架、鉸鏈系統,無受損、裂紋、缺失、變形的零件。

(2)導流線(包括弓頭電流連接組裝、肘接電流連接組裝、底架電流連接組裝)無斷股或松動。

(3)滑板無斷裂、裂紋、過度磨損。

(4)支持絕緣子無裂縫、污染或撞痕。

(5)降弓位置指示器上下感應面無污染。

(6)受電弓能正常升降,無異響2A(1~2周檢)

(1)碳滑板緊固牢固,無松動現象,表面應規則無缺損,摩擦面應光滑;滑板出現裂紋、槽紋、刃部有沖擊或滑板根部厚度達4mm時,更換滑板。

(2)弓角磨損偶爾發生。當弓角或滑板邊緣切口嚴重磨損時,如果不是受電弓本身造成的,需立即維護接觸網。

(3)擦拭干凈降弓位置指示器的上下感應面2.檢修計劃序號檢修等級檢修內容3B(月檢)

(1)檢查碳滑板和弓頭懸掛裝置間的連接是否松動,弓頭懸掛裝置和上框架頂管間的連接是否松動;檢查弓角是否有開裂現象,更換有裂紋的弓角。

(2)受電弓在任何狀態下,導流線都不應被拉緊或與其他部件接觸,有斷股的導流線必須更換。

(3)檢查升弓裝置鋼絲繩是否有斷股現象,若有斷股則須更換新的鋼絲繩。

(4)檢查升弓氣囊是否有漏氣現象,必要時更換。

(5)擦拭干凈降弓位置指示器的絕緣安裝板表面4C(半年檢)

(1)檢查受電弓靜態接觸壓力及升降弓時間是否符合設計要求。

(2)使用軟布、清潔劑清潔絕緣子全部表面,清潔完畢后絕緣子應干透并發亮;若發現有裂紋或碰痕,則須立即更換。

(3)檢查各接線端和接頭的緊固件,必要時須緊固、更換。

(4)如果安裝了新滑板,應重新調節接觸壓力。

(5)對升弓裝置鋼絲繩進行清潔和涂脂。

(6)檢查受電弓氣路的氣密性表1-4-3TSG18D型單臂受電弓的檢修計劃2.檢修計劃序號檢修等級檢修內容5D(6~8年檢)

(1)檢查受電弓是否橫向變形。

(2)拆卸受電弓:①檢查下臂桿的底架軸承、肘接軸承;②對拉桿接頭進行清潔和涂脂;③對升弓裝置鋼絲繩進行清潔和涂脂;④更新升弓裝置氣囊;⑤更新橡膠彈簧元件;⑥更新阻尼器城市軌道交通教材本節要點總結CoursewareMakingTemplateofCCPress升弓操作：按下受電弓升弓按鈕,受電弓電磁閥得電,開通氣囊充氣氣路,壓縮空氣進入受電弓氣囊,8s內升弓,升弓位置指示器反饋受電弓已升起的狀態信息,HMI屏上顯示相應信息。降弓操作：按下受電弓降弓按鈕,受電弓電磁閥失電,開通氣囊排氣氣路,氣囊內的壓縮空氣排出,8s內降弓,降弓位置指示器反饋受電弓已落到位的狀態信息,HMI屏上顯示相應信息。按照地鐵公司較成熟的檢修規程的相關規定,受電弓的檢修分為日檢、周檢、月檢、半年檢和年檢。按運行里程或運行時間(有一者達到即可)執行相應等級的檢修。各檢修等級的檢修內容參見正文表1-4-3。城市軌道交通教材能力拓展訓練CoursewareMakingTemplateofCCPress請根據本節內容,利用智慧職教城市軌道交通、鐵道機車等專業教學資源庫、MOOC學院《機車車輛電氣設備的檢查與調試》在線課程等數字化資源、各地鐵公司檢修規程等資源及公共網站等途徑,完成下面的任務。任務1:請收集城軌車輛受電弓檢修作業圖片及檢修工藝方面的資料,制作PPT,課上分享。PPT要求:不少于10頁,圖片清晰,配備檢修流程圖和必要的文字說明。其他要求:能理解制作的PPT內容,能進行流利的講解。任務2:(1)請收集城軌車輛受電弓檢修標準化作業視頻。要求:每個小組(3~4人)收集1~2個視頻,了解受電弓檢修需要的工裝、工具,檢修流程,檢修內容,并進行某個檢修等級的作業演練。(2)各小組由組員扮演受電弓檢修員,完成一次受電弓檢修標準化作業,錄制成視頻,進行課上分享。要求:著裝規范(統一穿實訓服),動作標準,流程正確;視頻時長不少于3分鐘,圖像清晰,聲音清晰,無噪聲。城市軌道交通教材電弧是如何產生的?CoursewareMakingTemplateofCCPress

1-5知識拓展城市軌道交通教材

Tipone:電弧的定義CoursewareMakingTemplateofCCPress電弧是一種氣體放電現象,對電器具有一定的危害。城市軌道交通教材

Tiptwo:電弧導電的原因CoursewareMakingTemplateofCCPress當觸頭開斷電路,在間隙中產生電弧時,電路仍然是導通的,這就說明已分開的觸頭間的氣體由絕緣狀態變成了導電狀態。那么,究竟有哪些物理過程在這個氣體由不導電狀態變成導電狀態的過程中起作用了呢?氣體呈導電狀態的原因是原來的中性氣體被電離成電子和離子,即氣體被游離,此過程稱為氣體的游離過程。氣體游離出來的電子和離子在電場作用下各朝對應的極運動,便形成電流,從而造成觸頭雖然已開斷,但電路卻并未切斷。城市軌道交通教材Tipthree

觸頭開斷時產生電弧的原因CoursewareMakingTemplateofCCPress金屬材料表面在某些情況下能發射出自由電子,這種現象稱為表面發射。自由電子的產生是由于金屬內的電子得到能量,克服內部的吸引力而逸出金屬。從物質原子的結構而言,原子是由原子核與若干電子構成的。如果外界加到電子上的能量足夠大,能使電子克服原子核的吸引力作用而成為自由電子,這種現象稱為游離。觸頭開斷電路時產生電弧的原因主要有陰極熱發射電子、陰極冷發射電子、碰撞游離和熱游離等。1.陰極熱發射電子觸頭開斷過程中,觸頭間的接觸面積逐漸減小,接觸處的電阻越來越大,電流密度也逐漸增大,觸頭表面的溫度劇增,金屬內由于熱運動急劇活躍的自由電子就克服內部的吸力而從陰極表面發射出來。這種主要由熱作用引起的發射稱為熱發射。2.陰極冷發射電子在觸頭剛剛分開發生熱發射的同時,由于觸頭之間的距離很小,線路電壓在這很小的間隙內形成很高的電場。此電場將電子從陰極表面拉出,形成強電場發射。在強電場發射中,并不需要熱功的參與,所以強電場發射也稱為冷發射。通常陰極電子的發射,同時包含熱發射和冷發射的過程,只是不同的材料,熱發射和冷發射的程度各不相同。3.碰撞游離由于陰極熱發射電子和陰極冷發射電子這兩種發射的作用,大量電子從陰極表面進入弧隙。它們在電場的作用下獲得動能而加速,隨著觸頭的分開不斷地撞擊氣體的原子或分子(中性粒子)。當這些電子具有的動能大于中性粒子的游離能時,中性粒子則分解為帶電荷的自由電子和正離子,這一現象稱為碰撞游離(或稱電場游離)。碰撞游離后出現的自由電子在電場作用下又可同其他中性粒子發生新的撞擊和游離,使得自由電子和正離子數不斷增加;弧隙中的中性氣體就變為導電的自由電子與正離子。在電場作用下,它們向陰極、陽極運動,電弧形成,電路并未斷開。4.熱游離在電弧燃燒時,弧隙中氣體溫度很高,氣體中的中性原子或分子由于熱運動而發生互相撞擊,結果也造成游離,這就是熱游離。熱游離實質上也是碰撞游離,只不過發生碰撞的原因是高溫而不是電場。由上可見,電弧的產生存在如下兩個原因:(1)由于熱的作用,發生熱發射和熱游離;(2)由于電場的作用,發生冷發射和碰撞游離,在氣隙間出現大量電子流,使氣體由絕緣體變成導體。應該注意的是,在整個過程中幾種物理作用并不是截然分開的,而是交叉進行或同時存在的。電弧燃燒期間,起主要作用的是熱游離。因此,使電弧迅速冷卻是熄滅電弧的主要方法。CoursewareMakingTemplateofCCPressTHANKYOU僅供內部使用FOR

INTERNALUSEONLY城市軌道交通教材高速斷路器2CoursewareMakingTemplateofCCPress城市軌道交通教材

UR6型高速斷路器

結構原理認知CoursewareMakingTemplateofCCPress

2-1城市軌道交通教材高速斷路器概述CoursewareMakingTemplateofCCPress

一高速斷路器是一種采用電磁驅動方式的高壓斷路器,由于電磁驅動裝置反應迅速,動作快,因此稱其為高速斷路器。高速斷路器主要用于城軌車輛上,作為車輛電氣系統的總開關和保護電器。當高速斷路器閉合時,車輛將獲得由受電弓從接觸網(或集電靴由第三軌)引入的電源,使車輛得以投入工作;當車輛主電路或輔助電路(是否包括輔助電路,視不同電氣系統結構原理而定)發生短路、過載、接地等嚴重故障時,故障信號通過相關控制電路使高速斷路器自動開斷,切斷車輛總電源,防止故障范圍的擴大。圖2-1-1安裝在高壓箱內的高速斷路器城市軌道交通教材UR6-32型高速斷路器的結構組成及主要部件CoursewareMakingTemplateofCCPress

二UR6-32型高速斷路器主體結構如圖2-1-2所示。它由固定絕緣架、主電路、驅動裝置、滅弧裝置、過流脫扣裝置和輔助觸頭及其驅動部件6個部分組成。高速斷路器的結構圖2-1-2UR6-32型高速斷路器的主體結構1-固定絕緣架；2-主回路（21-下連接銅排；22-動觸頭；23-上連接銅排；24-帶引弧角的靜觸頭；25-引弧角）3-過流脫扣裝置；4-滅弧罩；5-驅動裝置；6-輔助觸點組件1.主電路主電路是高速斷路器接入主電路的部分,即主觸頭及其相關零件。如圖2-1-2右上角2.1~2.5所示,它包括動、靜主觸頭(2.2)(2.4),動觸頭對外的連接端——下連接銅排(2.1),靜觸頭對外的連接端——上連接銅排(2.3),以及將電弧引入滅弧罩的引弧角(2.5)。圖2-1-3驅動裝置結構分解圖1-撥叉組件;2-導桿;3-恢復彈簧;4-橫軸;5-合閘線圈;6-觸頭壓力彈簧;7-動鐵芯2.驅動裝置驅動裝置是驅動主觸頭、輔助觸頭閉合和分斷的機構,如圖2-1-3所示。它由動鐵芯(7)、靜鐵芯及合閘線圈(5)、撥叉(1)、觸頭壓力彈簧(6)和恢復彈簧(3)組成。圖2-1-7高速斷路器過流脫扣裝置1-靜鐵芯和線圈;2-動鐵芯;3-杠桿;4-動觸頭推桿;5-撥叉3.過流脫扣裝置過流脫扣裝置是當電路發生過流故障時,分斷主觸頭和輔助觸頭的裝置,由杠桿和動鐵芯等部分組成。圖2-1-4滅弧裝置結構分解圖1-去電離隔板;2-滅弧柵板4.滅弧裝置滅弧裝置用于熄滅主觸頭帶電分斷時產生的電弧,其結構如圖2-1-4所示。它由去電離隔板和滅弧柵板組成。圖2-1-5

UR6-32型高速斷路器輔助觸頭的構成5.輔助觸頭部分輔助觸頭包括常開輔助觸頭和常閉輔助觸頭,它們與主觸頭同步動作,用于控制電路,作為控制條件。UR6-32型高速斷路器裝有6個雙觸點輔助觸頭,如圖2-1-5所示。開關容量:工作于AC220V電路時,可流過10A電流;工作于DC110V電路時,可流過1A電流。每個輔助觸頭盒包含一對常開輔助觸點和一對常閉輔助觸點,通過4根線對外提供獨立的斷開/接通信號。城市軌道交通教材UR6-32型高速斷路器的動作原理CoursewareMakingTemplateofCCPress

三圖2-1-6高速斷路器內部結構圖1-動鐵芯;2-線圈;3-動觸頭;4-引弧角;5-靜觸頭;6-下沖擊減振器;7-導桿上;8-輔助觸頭;9-觸頭壓力彈簧;10-恢復彈簧;11-撥叉;12-上沖擊減振器;13-動觸頭推桿;14-滅弧罩;15-去電離隔板;16-滅弧柵板;17-杠桿;18-過電流驅動裝置;19-導桿下;20-導桿彈簧1.合閘如圖2-1-6所示,當高速斷路器接收到一個合閘命令時,驅動裝置的線圈(2)得電,便在動、靜鐵芯之間產生磁場,使動鐵芯(1)受到靜鐵芯電磁吸力的作用而左移,進而推動撥叉(11)左移,由撥叉推動動觸頭(3)與靜觸頭(5)閉合,同時觸頭壓力彈簧(9)向主觸頭(3)(5)施加適當的接觸壓力,以保證動、靜主觸頭的可靠閉合。圖2-1-6高速斷路器內部結構圖1-動鐵芯;2-線圈;3-動觸頭;4-引弧角;5-靜觸頭;6-下沖擊減振器;7-導桿上;8-輔助觸頭;9-觸頭壓力彈簧;10-恢復彈簧;11-撥叉;12-上沖擊減振器;13-動觸頭推桿;14-滅弧罩;15-去電離隔板;16-滅弧柵板;17-杠桿;18-過電流驅動裝置;19-導桿下;20-導桿彈簧1.合閘同時,與動觸頭(3)連接的導桿(7)驅動輔助觸頭盒(8)中的杠桿動作,使盒中的常開/常閉輔助觸頭的狀態與動、靜主觸頭同步變化。下沖擊減振器(6)可對合閘過程中產生的沖擊力起到減振的作用。圖2-1-6高速斷路器內部結構圖1-動鐵芯;2-線圈;3-動觸頭;4-引弧角;5-靜觸頭;6-下沖擊減振器;7-導桿上;8-輔助觸頭;9-觸頭壓力彈簧;10-恢復彈簧;11-撥叉;12-上沖擊減振器;13-動觸頭推桿;14-滅弧罩;15-去電離隔板;16-滅弧柵板;17-杠桿;18-過電流驅動裝置;19-導桿下;20-導桿彈簧2.保持主觸頭閉合后,受高速斷路器常開輔助觸頭控制的限流電阻串入線圈(2)回路,從而使驅動裝置電磁鐵以一個較小的保持電流維持主觸頭的閉合狀態。圖2-1-6高速斷路器內部結構圖1-動鐵芯;2-線圈;3-動觸頭;4-引弧角;5-靜觸頭;6-下沖擊減振器;7-導桿上;8-輔助觸頭;9-觸頭壓力彈簧;10-恢復彈簧;11-撥叉;12-上沖擊減振器;13-動觸頭推桿;14-滅弧罩;15-去電離隔板;16-滅弧柵板;17-杠桿;18-過電流驅動裝置;19-導桿下;20-導桿彈簧3.分閘高速斷路器的分閘有手動分閘和自動分閘兩種方式。(1)手動分閘手動分閘時,向斷路器發送一個分閘命令,切斷合閘線圈的保持電流,從而使合閘電磁鐵失去磁性,動鐵芯在恢復彈簧(10)的彈簧恢復力的作用下復位,從而帶動撥叉回到分閘位置。圖2-1-6高速斷路器內部結構圖1-動鐵芯;2-線圈;3-動觸頭;4-引弧角;5-靜觸頭;6-下沖擊減振器;7-導桿上;8-輔助觸頭;9-觸頭壓力彈簧;10-恢復彈簧;11-撥叉;12-上沖擊減振器;13-動觸頭推桿;14-滅弧罩;15-去電離隔板;16-滅弧柵板;17-杠桿;18-過電流驅動裝置;19-導桿下;20-導桿彈簧3.分閘(1)手動分閘打開動觸頭的同時,在導桿彈簧(20)的反力作用下,推動導桿(7)(19)動作,帶動輔助觸頭復位。上沖擊減振器(12)可對分閘過程中產生的沖擊力起到減振作用。主觸頭(3)(5)間產生的電弧在引弧角(4)作用下向上運動進入滅弧罩(14);在滅弧罩中電弧被滅弧柵板(16)分割,被電離氣體離子絕大部分在去電離隔板(15)處復合,從而熄滅電弧。圖2-1-6高速斷路器內部結構圖1-動鐵芯;2-線圈;3-動觸頭;4-引弧角;5-靜觸頭;6-下沖擊減振器;7-導桿上;8-輔助觸頭;9-觸頭壓力彈簧;10-恢復彈簧;11-撥叉;12-上沖擊減振器;13-動觸頭推桿;14-滅弧罩;15-去電離隔板;16-滅弧柵板;17-杠桿;18-過電流驅動裝置;19-導桿下;20-導桿彈簧3.分閘(2)自動分閘高速斷路器的自動分閘是指當城市軌道交通車輛的電氣線路發生主電路短路、主電路接地等嚴重故障時,由控制電路直接控制高速斷路器的合閘線圈失電,從而使高速斷路器主觸頭斷開,起到保護作用。這種情況下,高速斷路器內部的動作原理同手動分閘一樣,不再贅述。圖2-1-7高速斷路器過電流驅動裝置保護的動作過程1-靜鐵芯和線圈;2-動鐵芯;3-杠桿;4-動觸頭推桿;5-撥叉3.分閘(2)自動分閘當主電路發生過流故障時,高速斷路器的分閘不是依靠外電路控制合閘線圈失電而分閘,而是靠其自身的過電流驅動裝置(18)進行分閘動作。高速斷路器的這套過電流驅動裝置具有過流檢測、判斷及保護動作的全套功能。當主電路發生過流故障時,主觸頭間電流超過最大電流設定值,從而使過電流驅動裝置的電磁鐵電磁力大于其動鐵芯(2)的自重而將其推起,向上提升的鐵芯將導致杠桿(3)的一端被抬起,而另一端下壓,從而向下按壓撥叉(5),使動觸頭推桿(4)右移,導致動、靜主觸頭分離。城市軌道交通教材UR6-32型高速斷路器的主要技術參數CoursewareMakingTemplateofCCPress

四主電路

UR6-31UR6-32額定工作電壓Ue(V)9001800最大工作電壓(V)10002000分斷過電壓(V)21004000最大電弧電壓1.5Ue~2.1Ue額定絕緣電壓Ui(V)2000絕緣耐壓試驗電壓8kV,50Hz,1min額定工作電流Ie(A)1000自然空氣冷卻情況下約定發熱電流Ith(Tamb=+40°C)(A)1000直流瞬時過電流整定范圍(A)1200~2400分斷時間(ms)15機械壽命5×105

次開關(無電流),在100000次開關之后,更換磨損的零件輔助觸頭標稱電壓Un(V)DC24,DC36,DC48,DC72,DC87,DC96,DC110,DC220電源電壓極限范圍(-25℃<Tamb<+40℃)0.7Un~1.25Un絕緣耐壓試驗電壓2kV,50Hz,1min城市軌道交通教材本節要點總結CoursewareMakingTemplateofCCPress高速斷路器主要由主電路、驅動裝置、過流脫扣裝置、滅弧裝置、輔助觸頭等部分組成。主電路是高速斷路器接入主電路的部分,包括動、靜主觸頭,動觸頭對外的連接端及將電弧引入滅弧罩的引弧角。驅動裝置是驅動主觸頭、輔助觸頭閉合和分斷的機構,由動鐵芯、靜鐵芯、合閘線圈、撥叉、觸頭壓力彈簧、恢復彈簧等組成。過流脫扣裝置是當電路發生過流故障時,分斷主觸頭和輔助觸頭的裝置,由杠桿和動鐵芯等部件組成。滅弧裝置用于熄滅主觸頭帶電分斷時產生的電弧,由去電離隔板和滅弧柵板組成。輔助觸頭與主觸頭同步動作,用于控制電路,作為某些控制電路的條件。它包括常開輔助觸頭和常閉輔助觸頭,由輔助觸頭盒及其驅動導桿以及導桿彈簧組成。高速斷路器的工作原理如下:合閘:按下駕駛室高速斷路器合閘按鈕,在滿足合閘條件的情況下,驅動裝置的線圈得電,產生電磁力,驅動動鐵芯動作,通過撥叉等部件推動動、靜主觸頭閉合,同時帶動輔助觸頭動作。手動分閘:按下駕駛室高速斷路器分閘按鈕,在滿足分閘條件的情況下,驅動裝置的線圈失電,由恢復彈簧等部件帶動動、靜主觸頭分斷,同時帶動輔助觸頭動作。自動分閘:情形1:當主電路發生短路、接地等嚴重故障時,由控制電路直接控制高速斷路器的合閘線圈失電,從而使高速斷路器主觸頭分斷,起到保護作用。這種情況下,高速斷路器內部的動作原理同手動分閘一樣,只是導致合閘線圈失電的不是按下分閘按鈕,而是通過控制電路檢測到故障而自動發出的分閘指令。情形2:當主電路發生過流故障時,高速斷路器將由其內部的過流脫扣裝置驅動其分閘。具體原理參見前文相關內容。城市軌道交通教材能力拓展訓練CoursewareMakingTemplateofCCPress請根據本節內容,利用智慧職教城市軌道交通、鐵道機車等專業教學資源庫、MOOC學院《機車車輛電氣設備的檢查與調試》在線課程等數字化資源及公共網站等途徑,完成下面的任務。任務1:請收集高速斷路器各部件的圖片及高速斷路器有關資料,制作PPT,課上分享。PPT要求:不少于10頁,圖片清晰,配備必要的文字說明。其他要求:能理解制作的PPT內容,能進行流利的講解。任務2:請收集高速斷路器的使用、故障、檢修方面的視頻。要求:每組收集1~2個視頻,了解高速斷路器的工作狀態、可能出現的故障及如何檢修,從而加深對高速斷路器結構、原理的理解,進行課上分享。城市軌道交通教材

UR6型高速斷路器

檢查與維護CoursewareMakingTemplateofCCPress

2-2城市軌道交通教材高速斷路器的檢查CoursewareMakingTemplateofCCPress

一高速斷路器的車輛段檢修日常檢修的常用工具檢查項目檢查時間主觸頭磨損測量引弧角檢查清潔每當下列任意條件發生時,便需要進行前面的檢查項目:(1)每18個月;(2)1000次的過載電流分斷;(3)2000次正常情況下的帶負載電流分斷;(4)10000次不帶負載電流分斷滅弧罩檢查推薦檢查周期:每18個月;強制性檢查周期:當更換主觸頭時機械部件檢查每當一次基本檢查完成之后1.基本檢查表2-2-1高速斷路器基本檢查的內容2.大檢查表2-2-2高速斷路器大檢查的內容檢查項目檢查時間執行基本檢查滿足下列條件之一,便進行大檢查:(1)每36~48個月;(2)20000次不帶負載電流分斷測量間隙潤滑城市軌道交通教材高速斷路器零部件的更換標準CoursewareMakingTemplateofCCPress

二表2-2-3高速斷路器零部件的更換標準零部件名稱更換標準動觸頭靜觸頭當動、靜觸頭尺寸磨耗達到15(0/+0.5)mm時引弧角套件當引弧角截面積達到其初始截面積(20×3mm2)的一半時滅弧柵板當材料沉淀物造成滅弧柵板之間沒有縫隙時驅動裝置每100000次驅動裝置中的易耗件:合閘線圈組件動鐵芯組件撥叉分閘緩沖器墊片等每當下列條件之一發生時:(1)每5~7年;(2)第100000次驅動裝置中的其他部件每200000次過電流脫扣器每10000次過載電流分斷城市軌道交通教材高速斷路器檢修時的安全注意事項CoursewareMakingTemplateofCCPress

三(1)仔細閱讀斷路器上的安全警告說明。(2)斷路器進行檢查、維修和安裝操作前,必須保證斷路器電源的關閉和斷路器的接地。(3)受電弓必須降下。(4)需要用到低壓(直流)電源的部分控制裝置時,需依據安全操作規范進行操作。(5)在高壓回路失電和裝置可靠接地前,禁止接觸斷路器。(6)在進行安裝、檢查和維護時,保證手遠離正在進行分/合閘操作的斷路器運動部件。(7)在沒有資質人員的陪同下,不能進行斷路器內部構件的維護等工作。(8)出現損壞或故障的斷路器應該從電路中隔離出去,以免造成誤動作,直到專業人員對其進行修復。城市軌道交通教材本節要點總結CoursewareMakingTemplateofCCPress高速斷路器基本檢查的內容:主觸頭磨損測量、引弧角檢查清潔、滅弧罩檢查、機械部件檢查。檢查時間見表2-2-1。高速斷路器大檢查的內容:基本檢查各項內容、測量間隙及潤滑。檢查時間見表2-2-2。高速斷路器零部件的更換標準見表2-2-3。城市軌道交通教材能力拓展訓練CoursewareMakingTemplateofCCPress請根據本節內容,利用智慧職教城市軌道交通、鐵道機車等專業教學資源庫、MOOC學院《機車車輛電氣設備的檢查與調試》在線課程等數字化資源、各地鐵公司檢修規程等資源及公共網站等途徑,完成下面的任務。任務1:請收集高速斷路器檢修作業圖片及檢修工藝方面的資料,制作PPT,課上分享。PPT要求:不少于10頁,圖片清晰,配備檢修流程圖和必要的文字說明。其他要求:能理解制作的PPT內容,能進行流利的講解。任務2:(1)請收集高速斷路器檢修標準化作業視頻。要求:每個小組(3~4人)收集1~2個視頻,了解高速斷路器檢修需要的工裝、工具,檢修流程,檢修內容,并進行某個檢修等級的作業演練。(2)各小組由組員扮演高速斷路器檢修員,完成一套高速斷路器檢修標準化作業,錄制成視頻,