【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計序號； 400——主觸頭額定電流（A）； 1500——開斷電壓（V）； （6）TCK7600/1500 T——鐵路用； C——接觸器； K——壓縮空氣控制； 7——設(shè)計序號； 600——主觸頭額定電流（A）； 1500——開斷電壓（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控制電源類型第三章 主斷路器 主斷路器大家都學(xué)習(xí)過電路，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，通常通過開關(guān)來實現(xiàn)電路的連通與切斷的。我們可以把電力機車與牽引供電系統(tǒng)的關(guān)系形象地比喻為一個電路，那么電力機車的電源的接通與切斷也需要由一個專門的電器來實現(xiàn)。也許有人會認(rèn)為，可以通過受電弓的升、降來實現(xiàn)電力機車電源的供給與切斷?？紤]一下：首先受電弓的升、降是需要時間的，這不能滿足機車工作的靈敏度要求；其次在受電弓升、降過程中會有電弧產(chǎn)生，如果較多地進(jìn)行升、降弓操作會帶來弓、網(wǎng)的過多燒損。因此，需要在機車上配置專用電器實現(xiàn)機車電源的供給與切斷。機車上實現(xiàn)此功能的專用電器稱為主斷路器。圖2—1　主斷路器實現(xiàn)機車電源的供給與切斷 概述主斷路器連接在受電弓與主變壓器原邊繞組之間，安裝在機車車頂中部，它是電力機車電源的總開關(guān)和機車的總保護(hù)電器。當(dāng)主斷路器閉合時，機車通過受電弓從接觸網(wǎng)導(dǎo)線上獲得電源，投入工作；若機車主電路和輔助電路發(fā)生短路、超載、接地等故障時，故障信號通過相關(guān)控制電路使主斷路器自動開斷，切斷機車總電源，防止故障范圍擴大。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型等電力機車上采用的是TDZ1200/25型空氣斷路器[T－鐵路機車用；D－斷路器；Z－主；1－設(shè)計序號；200－額定分?jǐn)嗳萘?MVA)；25－額定電壓(kV)]。在SS4型、SS4G型、SS7C型、SS7D型、SS8型等電力機車上采用的是TDZ1A10/25型空氣斷路器[T－鐵路機車用；D－斷路器；Z－主；1A－設(shè)計序號；10一額定分?jǐn)嚯娏?kA)； 25一額定電壓(kV)]。與其它類型的斷路器相比，空氣斷路器具有下列優(yōu)點：1．壓縮空氣具有可壓縮性，對滅弧室各零部件所產(chǎn)生的機械應(yīng)力較?。?．開斷能力大，燃弧時間短，動作快；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，常因滅弧能力過大而產(chǎn)生截流過電壓；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，加之在電力機車上有現(xiàn)成的壓縮空氣氣源，因此，在韶山系列電力機車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固有分閘時間…………………………………………………………………≤30ms延時時間 …………………………………………………………………35～55 ms合閘時間 ……………………………………………………………………≤ 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－非線性電阻瓷瓶；3－非線性電阻；4－干燥劑；5－彈簧；6－隔離開關(guān)；7－轉(zhuǎn)動瓷瓶；8－控制軸；9－傳動杠桿；10－氣管；11－合閘閥桿；12－起動閥；13－分閘閥桿；14－主閥活塞；15－延時閥；16－閥門；17－氣管；18－主閥；19－塞門；20－支持瓷瓶；21－儲風(fēng)缸；22－傳動風(fēng)缸；23－輔助開關(guān)。TDZlA10/25型空氣斷路器結(jié)構(gòu)如圖2－3所示，它以安裝在機車車頂蓋上鑄鋁制成的底板為界，分上、下兩大部分。露在車頂上的為高壓部分，主要有滅弧室非線性電阻瓷瓶支持瓷瓶隔離開關(guān)6和轉(zhuǎn)動瓷瓶7等部件。裝在底板下部的為低壓部分，主要有儲風(fēng)缸 2主閥1延時閥1傳動氣缸2起動閥1輔助開關(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；8－固定圈；9－導(dǎo)電管；10－彈簧；11－滅弧室瓷瓶；12－動觸頭；13－靜觸頭；14－靜觸頭桿；15－風(fēng)道接頭；16－套筒；17－隔離開關(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，通過支持瓷瓶的中心空腔與主閥的氣路相連；另一端裝法蘭盤7，由此將高壓電引入主斷路器。主觸頭裝于滅弧瓷瓶內(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，通過套筒16與隔離開關(guān)的靜觸頭17相連。動觸頭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。動主觸頭的外面裝有與它既有相對滑動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，通過彈簧10彈性地套裝在動主觸頭上，其尾端固定在法蘭盤7上。因此，從法蘭盤引入的高壓電源通過導(dǎo)電管傳至動主觸頭。觸頭彈簧5的張力較大，它一方面使動、靜主觸頭間具有一定的接觸壓力，另一方面使動、靜主觸頭開斷后能自行恢復(fù)閉合狀態(tài)。緩沖墊4用來緩和動主觸頭開斷時觸頭彈簧5對擋圈 3的撞擊。網(wǎng)罩1在動主觸頭開斷過程中起消音作用。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，主動觸頭在觸頭彈簧5的作用下與靜觸頭閉合。當(dāng)分閘閥得電時，壓縮空氣進(jìn)入滅弧室，推動主動觸頭克服觸頭彈簧5的壓力向左移動，動、靜觸頭間產(chǎn)生的電弧進(jìn)入主動觸頭“噴口”，拉長、冷卻，進(jìn)而強迫熄滅。廢氣通過網(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．非線性電阻非線性電阻的結(jié)構(gòu)如圖2－3所示。在非線性電阻瓷瓶內(nèi)，裝了10個串聯(lián)的非線性電阻片3和干燥劑4等主要部件，并聯(lián)在動、靜主觸頭兩端，用以防止主斷路器分閘時的過電壓。非線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，動、靜主觸頭間產(chǎn)生電弧，在熄弧過程中，觸頭間的電壓將急劇增加。當(dāng)電壓增加到一定值時，非線性電阻值迅速下降，主觸頭上的電流迅速轉(zhuǎn)移到非線性電阻上，既可限制過電壓，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，保證隔離開關(guān)幾乎在無電流下斷開，提高斷路器的分?jǐn)嗫煽啃?。⑶．隔離開關(guān)圖2－5　隔離開關(guān)1－隔離開關(guān)閘刀；2－法蘭盤；3－彈簧裝置；4－銅球；5－連接件；6－彈簧裝置；7－觸指。隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2－5所示。它由靜觸頭(見圖1－4中的17)、動觸指彈簧裝置隔離開關(guān)閘刀1(動觸桿)、法蘭盤2(下轉(zhuǎn)動座)、銅滾珠連接件5(上轉(zhuǎn)動座)及彈簧裝置3等組成。隔離開關(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，以便與動觸指良好的接觸。動觸桿緊固在下轉(zhuǎn)動座上。動觸指套裝在動觸桿上，并用螺釘緊固，便于在動觸指磨耗到限時拆下更換，或反過面來繼續(xù)使用。彈簧裝置6設(shè)在動觸桿上，用來保證動觸指能夾緊隔離開關(guān)靜觸頭，并保持一定的接觸壓力。下轉(zhuǎn)動座、轉(zhuǎn)動瓷瓶與操縱軸用螺釘固為一體。上轉(zhuǎn)動座通過銅滾珠、軸承及彈簧固定在下轉(zhuǎn)動座上。上、下轉(zhuǎn)動座之間的銅滾珠用來減小摩擦，同時又用作上、下轉(zhuǎn)動座之間的電聯(lián)接。在主斷路器動作過程中，連接件5不轉(zhuǎn)動，它與變壓器原邊繞組相連接。隔離開關(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)動作，完成主斷路器的分、合閘動作。主斷路器分閘時的動作順序是：滅弧室主觸頭先分?jǐn)嚯娐凡⒃跍缁∈覂?nèi)熄滅主動、靜觸頭之間的電弧，隔離開關(guān)稍后延時打開隔離閘刀，之后滅弧室主觸頭重新閉合。此時，隔離開關(guān)保持在打開位置，從而保持主斷路器處于分閘狀態(tài)。即主斷路器分閘時，隔離開關(guān)比主觸頭延時動作，待主觸頭斷開并熄弧后再無電斷開，主斷路器合閘時，主