電力機車論文機車技師論文

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1、電力機車論文機車技師論文電力機車新型智能真空主斷路器的研制［摘要］針對現(xiàn)有電力機車主斷路器的不足，研制一種新型電力機車真空主斷路器，以“1+1”方式安裝，在某主斷路器發(fā)生故障吋，司機可通過開關(guān)切換到另一臺主斷路器，保證機車不因為主斷路器故障而發(fā)生機破。［關(guān)鍵詞］“1+1”電力機車智能真空主斷路器主斷路器是用來接通和分?jǐn)嚯娏C車的高壓電路，是機車的電源總開關(guān)，同時，當(dāng)機車發(fā)生故障時它又可迅速切斷機車總電源以保護(hù)其他設(shè)備，是機車最主要的保護(hù)裝置，所以主斷路器具有控制和保護(hù)的雙重功能，其可靠性直接影響機車的安全運行。目前，電力機車安裝的

2、主斷路器分空氣斷路器和真空斷路器。由于空氣斷路器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高而不被新型機車采用，但普通真空斷路器也存在絕緣強度薄弱等不足，因此我們于2008年9月立項研制一種電力機車新型真空主斷路器，以“1+1”安裝方式，即兩臺主斷路器安裝在同一底座上，控制裝置也相互獨立。實現(xiàn)一臺機車上有兩臺主斷路器交替工作，避免因單臺主斷路器發(fā)生故障而引起的機破，保證機車安全運行。1設(shè)計思路1.1兩臺主斷路器、兩套裝置圖1電力機車車頂單開關(guān)聯(lián)線示意圖目前，電力機車上主斷路器只有一臺，無論是空氣斷路器還是真空斷路器，在運行中一旦主斷路器發(fā)生故障，則機車只能

3、停止運行等待救援。因此我們設(shè)計增加一臺主斷路器，當(dāng)一臺主斷路器發(fā)工故障時可以有另一臺替代使用，確保機車正常運行。同時為了不過多地改變機車原有的構(gòu)造和尺寸，我們設(shè)計將兩臺主斷路器放置在同一臺底座固定板上，以便于安裝。圖2“1+1”雙主斷路器車頂聯(lián)線示意圖1.2采用真空滅弧為提高主斷路器的使用壽命和減小主斷路器的體積，我們?nèi)∠諝鈹嗦菲鞯母綦x開關(guān)，并把滅弧室改川真空滅弧室。真空滅弧的電性能和機械性能高，絕緣強度比大氣的絕緣強度要高得多，同時由于采用真空滅弧，所需的間隙很小，可以實現(xiàn)提高使用壽命和減小體積的設(shè)想。1.3采用永磁機構(gòu)為保

4、證主斷路器分合閘動作的可靠性，我們將傳統(tǒng)的電空機械裝置改成永磁機構(gòu)，使整個操動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單可靠、工作壽命長、操作功率小、作用特性與斷路器的反力特性很好匹配，且能做到合閘速度較小而分閘速度較高的理想結(jié)構(gòu)。2結(jié)構(gòu)和原理“1+1”電力機車智能真空斷路器以底座為界，分為高壓和低壓兩部分。高壓部分位于機「乍頂部，由引出線和斷路器主體組成。低壓部分由永磁機構(gòu)和智能控制裝置組成。永磁機構(gòu)的運動部件只有一個，具有合閘、分閘兩種狀態(tài)。永磁機構(gòu)的拉桿帶動真空滅弧室作直線運動。圖3新型智能真空主斷路器結(jié)構(gòu)示意圖滅弧室單元由長壽命真空滅弧室和復(fù)合絕緣材料

5、組成，通過固體絕緣密封技術(shù)和連接件組成一體，永磁機構(gòu)通過連接螺桿直接安裝在開關(guān)體上，通過控制得電動作，控制連接螺桿上推和下拉。合閘時,連接螺桿上推，壓動開關(guān)體內(nèi)絕緣拉桿，帶動觸頭彈簧和傳動件，使真空滅弧室動觸頭閉合，并以恒定壓力壓緊，使動靜觸頭緊密接觸；分閘時，連接螺桿下拉，同樣通過開關(guān)體內(nèi)絕緣拉桿和傳動件拉開滅弧室動觸頭，使開關(guān)打開。在開關(guān)動作的同時，安裝在永磁機構(gòu)上的聯(lián)鎖撥桿同時上下移動，帶動直線凸輪，使聯(lián)鎖開關(guān)打開或閉合。I、II、III—磁力線分布圖；①一靜鐵芯；②一動鐵芯；③一合閘線圈；④一永久磁鐵；⑤一分閘線圈；⑥一導(dǎo)

6、向軸。圖4永磁機構(gòu)示意圖永磁機構(gòu)處于合閘位置，永久磁鐵產(chǎn)生的磁力線如圖中I。這時，下部磁路磁阻遠(yuǎn)大于上部磁路，動鐵芯②保持在合閘位置。分閘時，分閘線圈⑤通電，分閘線圈中的電流產(chǎn)生磁場，其磁力線方向如圖中磁力線II。分閘線圈在上部工作氣隙產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向和反。當(dāng)分閘線圈中的電流達(dá)到某一值時，機構(gòu)上端的磁力線被抵消殆盡，動鐵芯開始在觸頭簧（或分閘費）及少量電磁力的作用下向下運動。隨著底部氣隙的減小，氣隙磁阻也逐漸減小，當(dāng)下部氣隙的磁感應(yīng)強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上部氣隙的磁感應(yīng)強度時，動鐵芯向下將呈加速運動。當(dāng)動鐵芯運動至行

7、程一半后，線圈電流和永久磁鐵產(chǎn)生的合成磁場，其方向是向下的，于是，又進(jìn)一步加速了動鐵芯的運動，直到斷路器分閘到位。斷路器分閘到位后，連鎖裝置將信號返回控制器，自動切斷分閘線圈⑤中的電流，動鐵芯保持在分閘位置上。3各部件的設(shè)計3.1滅弧室的設(shè)計普通真空滅弧室還不能直接應(yīng)用到電力機車上。因為普通滅弧室的壽命為1萬次，而屯力機車上斷路器分合動作頻繁，1萬次的壽命使用期限也就一年左右，所以我們采用雙斷口串聯(lián)，可提高分?jǐn)喔唠妷旱哪芰Γ挥|頭間距為小開距，可極大地提高滅弧室的壽命。為了保證斷口同步斷開，設(shè)計采用特殊的傳動機構(gòu)，使不同步度小于1m

8、s,小于2ms的安全值。另外，我們還采用特殊結(jié)構(gòu)的波紋管，以配合小開距，使滅弧室的壽命〉30萬次。大量的動態(tài)分析試驗證明，本文所述的真空斷路器的機械壽命達(dá)到20萬次以上。我們設(shè)計分?jǐn)嘧畲蠖搪冯娏鳛?0kA,但滅弧能力為20RA,實際裕度為1倍之多。