【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 設(shè)計(jì)序號(hào)； 400——主觸頭額定電流（A）； 1500——開(kāi)斷電壓（V）； （6）TCK7600/1500 T——鐵路用； C——接觸器； K——壓縮空氣控制； 7——設(shè)計(jì)序號(hào)； 600——主觸頭額定電流（A）； 1500——開(kāi)斷電壓（V）； （7）EVS630/1110DC EVS——真空接觸器； 630——額定工作電流（A）； 1——極數(shù)； 110DC——控制電源的電壓值機(jī)控制電源類(lèi)型第三章 主斷路器 主斷路器大家都學(xué)習(xí)過(guò)電路，電路由電源、負(fù)載及中間環(huán)節(jié)組成。在電源與負(fù)載之間，通常通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的連通與切斷的。我們可以把電力機(jī)車(chē)與牽引供電系統(tǒng)的關(guān)系形象地比喻為一個(gè)電路，那么電力機(jī)車(chē)的電源的接通與切斷也需要由一個(gè)專(zhuān)門(mén)的電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。也許有人會(huì)認(rèn)為，可以通過(guò)受電弓的升、降來(lái)實(shí)現(xiàn)電力機(jī)車(chē)電源的供給與切斷?？紤]一下：首先受電弓的升、降是需要時(shí)間的，這不能滿(mǎn)足機(jī)車(chē)工作的靈敏度要求；其次在受電弓升、降過(guò)程中會(huì)有電弧產(chǎn)生，如果較多地進(jìn)行升、降弓操作會(huì)帶來(lái)弓、網(wǎng)的過(guò)多燒損。因此，需要在機(jī)車(chē)上配置專(zhuān)用電器實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)電源的供給與切斷。機(jī)車(chē)上實(shí)現(xiàn)此功能的專(zhuān)用電器稱(chēng)為主斷路器。圖2—1　主斷路器實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)電源的供給與切斷 概述主斷路器連接在受電弓與主變壓器原邊繞組之間，安裝在機(jī)車(chē)車(chē)頂中部，它是電力機(jī)車(chē)電源的總開(kāi)關(guān)和機(jī)車(chē)的總保護(hù)電器。當(dāng)主斷路器閉合時(shí)，機(jī)車(chē)通過(guò)受電弓從接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)上獲得電源，投入工作；若機(jī)車(chē)主電路和輔助電路發(fā)生短路、超載、接地等故障時(shí)，故障信號(hào)通過(guò)相關(guān)控制電路使主斷路器自動(dòng)開(kāi)斷，切斷機(jī)車(chē)總電源，防止故障范圍擴(kuò)大。主斷路器屬于高壓斷路器的一種，按其滅弧介質(zhì)不同可分為油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器等。目前，在SS1型、SS3型、SS3B型等電力機(jī)車(chē)上采用的是TDZ1200/25型空氣斷路器[T－鐵路機(jī)車(chē)用；D－斷路器；Z－主；1－設(shè)計(jì)序號(hào)；200－額定分?jǐn)嗳萘?MVA)；25－額定電壓(kV)]。在SS4型、SS4G型、SS7C型、SS7D型、SS8型等電力機(jī)車(chē)上采用的是TDZ1A10/25型空氣斷路器[T－鐵路機(jī)車(chē)用；D－斷路器；Z－主；1A－設(shè)計(jì)序號(hào)；10一額定分?jǐn)嚯娏?kA)； 25一額定電壓(kV)]。與其它類(lèi)型的斷路器相比，空氣斷路器具有下列優(yōu)點(diǎn)：1．壓縮空氣具有可壓縮性，對(duì)滅弧室各零部件所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力較小；2．開(kāi)斷能力大，燃弧時(shí)間短，動(dòng)作快；3．防爆，使用安全可靠；4．適用于溫度變化較大的工作環(huán)境。它的不足之處主要是：1．操作時(shí)噪音較大；2．分?jǐn)嗄芰κ茈妷夯謴?fù)速度的影響較大；3．在氣壓和分?jǐn)嗄芰σ欢ǖ那闆r下，在分?jǐn)嘈‰姼须娏鲿r(shí)，常因滅弧能力過(guò)大而產(chǎn)生截流過(guò)電壓；4．結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求較高。上述不足之處在采取了若干措施后，可以得到改善，加之在電力機(jī)車(chē)上有現(xiàn)成的壓縮空氣氣源，因此，在韶山系列電力機(jī)車(chē)上廣泛采用了空氣斷路器。本節(jié)以TDZlA10/25型空氣斷路器進(jìn)行介紹。 TDZlA10/25型空氣斷路器主要技術(shù)參數(shù)額定電壓…………………………………………………………………………25kV額定電流 ………………………………………………………………………400A額定頻率…………………………………………………………………………50Hz額定分?jǐn)嚯娏? …………………………………………………………………10kA額定分?jǐn)嗳萘? ……………………………………………………………250MVA額定工作氣壓 …………………………………………………………700～900kPa固有分閘時(shí)間…………………………………………………………………≤30ms延時(shí)時(shí)間 …………………………………………………………………35～55 ms合閘時(shí)間 ……………………………………………………………………≤ s額定控制電壓…………………………………………………………………DC110V總質(zhì)量 …………………………………………………………………………150kg圖2－2 TDZ1A－10/25型空氣斷路器外形 基本結(jié)構(gòu)及主要部件的作用圖2－3　TDZ1A－10/25型空氣斷路器1－滅弧室；2－非線(xiàn)性電阻瓷瓶；3－非線(xiàn)性電阻；4－干燥劑；5－彈簧；6－隔離開(kāi)關(guān)；7－轉(zhuǎn)動(dòng)瓷瓶；8－控制軸；9－傳動(dòng)杠桿；10－氣管；11－合閘閥桿；12－起動(dòng)閥；13－分閘閥桿；14－主閥活塞；15－延時(shí)閥；16－閥門(mén)；17－氣管；18－主閥；19－塞門(mén)；20－支持瓷瓶；21－儲(chǔ)風(fēng)缸；22－傳動(dòng)風(fēng)缸；23－輔助開(kāi)關(guān)。TDZlA10/25型空氣斷路器結(jié)構(gòu)如圖2－3所示，它以安裝在機(jī)車(chē)車(chē)頂蓋上鑄鋁制成的底板為界，分上、下兩大部分。露在車(chē)頂上的為高壓部分，主要有滅弧室非線(xiàn)性電阻瓷瓶支持瓷瓶隔離開(kāi)關(guān)6和轉(zhuǎn)動(dòng)瓷瓶7等部件。裝在底板下部的為低壓部分，主要有儲(chǔ)風(fēng)缸 2主閥1延時(shí)閥1傳動(dòng)氣缸2起動(dòng)閥1輔助開(kāi)關(guān)23等部件。(一)高壓部分⑴．滅弧室圖2－4　滅弧室1－網(wǎng)罩；2－外罩；3－擋圈；4－緩沖墊；5－觸頭彈簧；6－彈簧座；7－法蘭盤(pán)；8－固定圈；9－導(dǎo)電管；10－彈簧；11－滅弧室瓷瓶；12－動(dòng)觸頭；13－靜觸頭；14－靜觸頭桿；15－風(fēng)道接頭；16－套筒；17－隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭。滅弧室的結(jié)構(gòu)如圖1－4所示，它是主斷路器安裝主觸頭、熄滅電弧的重要部件。其主體為空心瓷瓶11，瓷瓶一端裝風(fēng)道接頭15，通過(guò)支持瓷瓶的中心空腔與主閥的氣路相連；另一端裝法蘭盤(pán)7，由此將高壓電引入主斷路器。主觸頭裝于滅弧瓷瓶?jī)?nèi)，靜觸頭13的頭部為球狀，端部鑲著耐電弧的鉬塊，以提高耐弧性能。它固定在風(fēng)道接頭15上，通過(guò)套筒16與隔離開(kāi)關(guān)的靜觸頭17相連。動(dòng)觸頭12呈管狀，其一端為工作端，工作端的管內(nèi)壁作成弧形，成一“噴口”，以利于與靜主觸頭球面有良好接觸及產(chǎn)生良好的吹弧作用；另一端與一圓環(huán)形彈簧座6相貼，彈簧座接有張力較大的觸頭彈簧5。彈簧座后順次接有觸頭彈簧緩沖墊擋圈網(wǎng)罩1和外罩2。動(dòng)主觸頭的外面裝有與它既有相對(duì)滑動(dòng)也有良好電接觸的導(dǎo)電管9。導(dǎo)電管由銅管銑成多瓣形，通過(guò)彈簧10彈性地套裝在動(dòng)主觸頭上，其尾端固定在法蘭盤(pán)7上。因此，從法蘭盤(pán)引入的高壓電源通過(guò)導(dǎo)電管傳至動(dòng)主觸頭。觸頭彈簧5的張力較大，它一方面使動(dòng)、靜主觸頭間具有一定的接觸壓力，另一方面使動(dòng)、靜主觸頭開(kāi)斷后能自行恢復(fù)閉合狀態(tài)。緩沖墊4用來(lái)緩和動(dòng)主觸頭開(kāi)斷時(shí)觸頭彈簧5對(duì)擋圈 3的撞擊。網(wǎng)罩1在動(dòng)主觸頭開(kāi)斷過(guò)程中起消音作用。外罩2用于防止外界臟物沾污主觸頭，其下部有排氣孔。當(dāng)主斷路器處于閉合狀態(tài)時(shí)，主動(dòng)觸頭在觸頭彈簧5的作用下與靜觸頭閉合。當(dāng)分閘閥得電時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入滅弧室，推動(dòng)主動(dòng)觸頭克服觸頭彈簧5的壓力向左移動(dòng)，動(dòng)、靜觸頭間產(chǎn)生的電弧進(jìn)入主動(dòng)觸頭“噴口”，拉長(zhǎng)、冷卻，進(jìn)而強(qiáng)迫熄滅。廢氣通過(guò)網(wǎng)罩由外罩下方排氣孔排入大氣。主斷路器分閘完成，壓縮空氣停止進(jìn)入滅弧室，動(dòng)主觸頭在觸頭彈簧5的作用下與靜主觸頭重新閉合。⑵．非線(xiàn)性電阻非線(xiàn)性電阻的結(jié)構(gòu)如圖2－3所示。在非線(xiàn)性電阻瓷瓶?jī)?nèi)，裝了10個(gè)串聯(lián)的非線(xiàn)性電阻片3和干燥劑4等主要部件，并聯(lián)在動(dòng)、靜主觸頭兩端，用以防止主斷路器分閘時(shí)的過(guò)電壓。非線(xiàn)性電阻片采用碳化硅和結(jié)合劑燒結(jié)而成，其電阻值隨外加電壓的升高而下降，置于空心絕緣子腔中。內(nèi)部還裝有干燥劑，用以防潮。為了保證非線(xiàn)性電阻片之間及與外部連接之間的接觸壓力，減小接觸電阻，在其一端裝設(shè)了彈簧5。主斷路器分閘時(shí)，動(dòng)、靜主觸頭間產(chǎn)生電弧，在熄弧過(guò)程中，觸頭間的電壓將急劇增加。當(dāng)電壓增加到一定值時(shí)，非線(xiàn)性電阻值迅速下降，主觸頭上的電流迅速轉(zhuǎn)移到非線(xiàn)性電阻上，既可限制過(guò)電壓，減小電壓恢復(fù)速度，又有利于主觸頭上電弧的熄滅，減少觸頭電磨損。隨著非線(xiàn)性電阻兩端電壓的降低，其阻值又迅速增大，以減小殘余電流，保證隔離開(kāi)關(guān)幾乎在無(wú)電流下斷開(kāi)，提高斷路器的分?jǐn)嗫煽啃浴＂牵綦x開(kāi)關(guān)圖2－5　隔離開(kāi)關(guān)1－隔離開(kāi)關(guān)閘刀；2－法蘭盤(pán)；3－彈簧裝置；4－銅球；5－連接件；6－彈簧裝置；7－觸指。隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2－5所示。它由靜觸頭(見(jiàn)圖1－4中的17)、動(dòng)觸指彈簧裝置隔離開(kāi)關(guān)閘刀1(動(dòng)觸桿)、法蘭盤(pán)2(下轉(zhuǎn)動(dòng)座)、銅滾珠連接件5(上轉(zhuǎn)動(dòng)座)及彈簧裝置3等組成。隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭固定在彎接頭上，它與滅弧室內(nèi)的靜主觸頭相連。其接觸面有溝槽，以便與動(dòng)觸指良好的接觸。動(dòng)觸桿緊固在下轉(zhuǎn)動(dòng)座上。動(dòng)觸指套裝在動(dòng)觸桿上，并用螺釘緊固，便于在動(dòng)觸指磨耗到限時(shí)拆下更換，或反過(guò)面來(lái)繼續(xù)使用。彈簧裝置6設(shè)在動(dòng)觸桿上，用來(lái)保證動(dòng)觸指能夾緊隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭，并保持一定的接觸壓力。下轉(zhuǎn)動(dòng)座、轉(zhuǎn)動(dòng)瓷瓶與操縱軸用螺釘固為一體。上轉(zhuǎn)動(dòng)座通過(guò)銅滾珠、軸承及彈簧固定在下轉(zhuǎn)動(dòng)座上。上、下轉(zhuǎn)動(dòng)座之間的銅滾珠用來(lái)減小摩擦，同時(shí)又用作上、下轉(zhuǎn)動(dòng)座之間的電聯(lián)接。在主斷路器動(dòng)作過(guò)程中，連接件5不轉(zhuǎn)動(dòng)，它與變壓器原邊繞組相連接。隔離開(kāi)關(guān)自身不帶滅弧裝置，不具有分?jǐn)啻箅娏鞯哪芰?，它與主觸頭協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成主斷路器的分、合閘動(dòng)作。主斷路器分閘時(shí)的動(dòng)作順序是：滅弧室主觸頭先分?jǐn)嚯娐凡⒃跍缁∈覂?nèi)熄滅主動(dòng)、靜觸頭之間的電弧，隔離開(kāi)關(guān)稍后延時(shí)打開(kāi)隔離閘刀，之后滅弧室主觸頭重新閉合。此時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)保持在打開(kāi)位置，從而保持主斷路器處于分閘狀態(tài)。即主斷路器分閘時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)比主觸頭延時(shí)動(dòng)作，待主觸頭斷開(kāi)并熄弧后再無(wú)電斷開(kāi)，主斷路器合閘時(shí)，主