城轨列车牵引系统的主回路的过流保护实现与故障处理

电流传感器工作原理教学目标►理解电流传感器工作原理►了解采用电流传感器的理由教学重点►电流传感器工作原理目录电流传感器工作原理采用电流传感器的理由010201●电流传感器工作原理（1）被测电流In流过导体产生的磁场（2）由通过霍尔元件输出信号控制的补偿电流Im流过次级线圈产生的磁场补偿，（3）当原边与副边的磁场达到平衡时，其补偿电流Im即可精确反映原边电流In值。02●采用电流传感器的理由●因为传感器离输出信号的接收者（牵引控制系统）的距离较远，同时信号传输线路中存在较多的接线排。●如果采用电压形的输出，极有可能由于线路衰减导致牵引控制系统得到电压值存在误差（偏小），从而导致系统控制的控制可能存在误差。●电压输出形式也较易受到周围电气设备的干扰，所以该种形式的输出一般只应用于近距离，干扰较少的范围中。●

如果采用电流为输出形式，线路阻抗和周围设备的影响很小，输出精确度较高。熔断器组成教学目标►掌握熔断器的组成教学重点►熔断器的组成目录熔断器的组成0101●熔断器组成

►熔断器主要由熔体、熔管和插刀等组成。

►熔体式撂断器的主要部分受过载或短路电流的热作用而熔化．从而达到开断故障电路的目的。

►熔管用以控制电弧火焰和熔化金属粒子向两端喷出。插刀用以和外电路接通。

►对熔化材料的要求是熔点低、易于熔断、导电性能好、不易氧化、容易加工和价格低廉。熔体的材料有铜、银、锌、铬等。熔断器的熔断过程教学目标►掌握熔断器的熔断过程教学重点►熔断器的熔断过程目录熔断器的熔断过程0101●熔断器的熔断过程

►通过故障电流而发热达到熔化温度的阶段。这个阶段所需的时间与通过熔体的故障电流值有关，故障电流越大，这个时间就越短。

►熔体熔化和蒸发阶段。熔体达到熔化温度后继续吸收热量而熔化和蒸发，这个阶段的时间也与通过熔体的故障电流值有关，故障电流越大时间越短。

►间隙击穿和电弧产生阶段。熔体蒸发成金属蒸气后出现间隙，其中充满金属蒸气，金属蒸气很快被游离而出现电弧，这段时间极短。主回路的过流保护及故障处理习题课教学目标►掌握电流传感器的作用►掌握测试电流传感器►掌握熔断器的作用和熔断过程教学重点►电流传感器的保护及测试►熔断器的作用及伏秒特性目录问答题0101爱岗业问答题1.地铁电动列车主回路电流传感器可以实现哪些保护？答案：（1）输入过流（2）输出过流（3）制动时出现正向电流（4）输入线电流和接地线电流的差异过大（5）逆变器三相输出电流不平衡（6）两相直流电机电流不平衡，差异过大02爱岗业问答题2.怎样进行电流传感器U100、U110的测试？答案：设备：100A直流电流源和电流表步骤：（1）松开电流传感器接线排上的电源电缆。（2）用一个横截面大于等于16mm2的电缆连接每个接线排。（3）将该电缆接到直流电流源上。（4）在反馈电缆M上接入电流表。（5）让TCU得电。（6）检查正向电流：直流电流源I=100A，测得电流为25mA,则传感器正常。（7）检查反向电流：直流电流源I=100A，测得电流为-25mA，则传感器正常。03爱岗业问答题3.熔断器的作用是什么？答案：熔断器串联在电路中，当该电路产生过载或者短路故障时，熔断器先行熔断，切断故障电路，保护电路和电气设备。04爱岗业问答题4.熔断器的熔断过程一般可分为哪四个阶段？答案：（1）通过故障电流而发热达到熔化温度的阶段。这个阶段所需的时间与通过熔体的故障电流值有关，故障电流越大，这个时间就越短。（2）熔体熔化和蒸发阶段。熔体达到熔化温度后继续吸收热量而熔化和蒸发，这个阶段的时间也与通过熔体的故障电流值有关，故障电流越大时间越短。（3）间隙击穿和电弧产生阶段。熔体蒸发成金属蒸气后出现间隙，其中充满金属蒸气，金属蒸气很快被游离而出现电弧，这段时间极短。（4）电弧燃烧和熄弧阶段。这个阶段时间的长短和电流的大小及熔断器的熄弧能力有关，熄弧能力越强，则熄弧时间就越短。但电弧熄灭时不允许产生危害电气设备的过电压。电流故障保护的实现机制教学目标►了解电流故障保护的实现机制教学重点►电流故障保护的实现机制目录电流故障保护的实现机制电流传感器与控制单元010201●电流故障保护的实现机制电流传感器的输出最终将输入到牵引控制系统的输入模块中，然后这些输入的模拟量将被牵引控制系统检测、计算和比较，一旦发现电流值和设定值之间的差值超过允许范围，控制系统将根据故障的危害程度按照下列情况进行处理该：继续工作；（1）主回路锁闭并重试；（2）主回路锁闭不再重试；（3）主回路锁闭不再重试同时切断高速开关。02●电流传感器与控制单元牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理教学目标►掌握牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理教学重点►牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理目录输入电流输出电流制动时出现正向电流输入线电流和接地线电流的差异过大逆变器三相输出电流不平衡010203040501●输入电流

►输入线电流过大可能表明主回路内部元器件存在击穿现象

►最先采取动作的是牵引控制系统：牵引控制发现输入线电流过大，超过最大允许限度，便立即切断主回路的工作，系统进入封锁状态

►同时发出指令强行分断线路接触器和高速断路器02●输出电流

►输入线电流过大可能表明主回路内部元器件存在击穿现象

►输出电流过大，超过某一极限值，表明主回路出现输出过流故障

►在这种情况下，牵引控制单元首先通过改变开关元件门级脉冲，降低电流输出，如果在一定时间内仍然存在过流现象，则立即断开线路接触器，封锁牵引箱►这种情况可能存在若干次重试过程，如果在若干次重试后仍然存在过流现象，则永久性封锁牵引箱。03●制动时出现正向电流

►再生制动时如果出现正向电流(和制动电流方向相反)，可能是触网电压过高，不能继续进行再生制动了。牵引控制单元立即断开线路接触器，停止再生制动，同时将制动转为电阻制动。04●输入线电流和接地线电流的差异过大(1)通过—个电流差动传感器直接对输入线电流和输出线电流进行比较，输出为该两个电流的差异值。(2)输入线电流和接地线电流分别用两个电流传感器来检测，输出为两个电流的具体数值。电流差异的比较操作将由牵引控制单元来进行。一旦牵引控制单元发现该电流差异大于指定值，如果在指定时问内该差异电流依然存在，牵引控制单元将立即断开线路接触器，切断主回路的工作，系统进入封锁状态。05●逆变器三相输出电流不平衡该类故障R存在于交流列车上，一旦牵引控制单元发现三相输出电流的总和过大(应该为零)，即认为出现三相输出电流不平衡故障，牵引控制单元将立即断开线路接触器，同时切断逆变器的工作，系统进入封锁状态。05●两组直流电机电流不平衡，差异过大该类故障只存在于直流列车上，牵引控制单元发现两组直流电机的电枢电流差异大于指定值，如果在指定时间内该差异电流依然存在，牵引控制单元将立即断开线路接触器，切断主回路的工作，系统进入封锁状态。牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理说课教学目标►掌握控制单元对各类电流故障的判断和处理►积极思考，善于发现问题并解决问题►善于合作，乐于助人教学重点►牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理目录授课内容01教学理念02教学过程04教学目标03教学重难点05教学效果0601知识①牵引控制单元对各类电流故障的判断；②牵引控制单元对各类电流故障的处理；③注意事项；一、授课内容技能①会判断电流故障现象；②针对电流故障做出相应的判读和处理；③锻炼合作沟通能力；02学知识学技能学方法学安全做中学二、教学理念学合作03爱岗敬业三、教学目标知识与技能主回路的电流保护与故障处理电流故障保护的实现机制电流故障的判断和处理安全意识合作能力动手能力职业素养04牵引控制单元对各类电流故障的判断；牵引控制单元对各类电流故障的处理；注意事项；提问：主回路常见电流故障包括哪些？牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理①导入②讲授③布置任务四、教学过程05任务完成质量；操作安全；配合默契；爱护工具；场地整洁。牵引控制单元对电流故障的判断流程；牵引控制单元对电流故障的处理流程。作业：牵引控制常见电流故障包括哪些？④操作训练⑤评价小结⑥拓展与作业四、教学过程06实物图片操作示范录像模拟岗位操作重点①牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理；难点①牵引控制单元对各类电流故障的判断和处理五、重点、难点处理Text071做中学，提高学生理论水平与操作技能2软硬件结合，讲解透彻，理解深入，通过实践提升教学质量3与岗位实际接轨，培养职业素养六、教学效果线路电流传感器U100、U110的拆卸与安装教学目标►掌握线路电路传感器U100、U110的拆卸与安装教学重点►线路电流传感器U100、U110的拆卸与安装目录线路电流传感器的拆卸线路电流传感器的安装010201●线路电流传感器的拆卸

►打开牵引箱维修用箱盖。►松开线路电流传感器接线排上的两个电源电缆连接。►从线路电流传感器上拆下信号电缆。

►松开线路电流传感器的固定螺栓。02●线路电流传感器的安装（1）用固定螺栓安装线路电流传感器。（2）将信号电缆连接到线路电流传感器：黑色的芯线接至电流传感器的接线端+,红色的芯线接至电流传感器的接线端M。棕色的芯线接至电流传感器的接线端-。（3）将两根电源电缆接线用50N.m的扭矩安装到电流传感器的接线排上。（4）盖上维修用箱盖。常见电流故障教学目标►掌握常见电流故障教学重点►常见电流故障目录常见电流故障电流传感器010201●常见电流故障

►输入电流

►输出电流

►制动时出现正向电流

►输入线电流和接地线电流的差异过大

►逆变器三相输出电流不平衡

►两组直流电机电流不平衡02●电流传感器常见电流故障习题课教学目标►掌握常见电流故障►掌握常见电流故障的原因教学重点►常见电流故障►常见电流故障原因目录判断题01问答题0201学合作选择题1、主回路电流保护的常用设备是电流传感器，它主要作用是保护主回路，防止主回路电流故障的发生。（）答案：1.√02爱岗业问答题1.城轨列车主回路主要有哪些电流故障？答：城轨列车主回路主要有以下几种电流故障： 1）输入过流； 2）输出过流； 3）制动时出现正向电流； 4）输入线电流和接地线电流的差异过大； 5）逆变器三相输出电流不平衡； 6）两组直流电机电流不平衡。03爱岗业问答题2.说明霍尔电流传感器工作原理。答：被测电流In流过导体产生的磁场，由通过霍尔元件输出信号控制的补偿电流Im流过次级线圈产生的磁场补偿，当原边与副边的磁场达到平衡时，其补偿电流Im即可精确反映原边电流In值。04爱岗业问答题3.说明牵引控制单元对输入过流故障的判断和处理。答：输入线电流过大可能表明主回路内部元器件存在击穿现象。一般对于该故障最先反应的是高速断路器，然后才是牵引控制系统。但是对于某些介于高速断路器动作电流和主回路封锁电流之间的电流值，最先采取动作是牵引控制系统：牵引控制发现输入线电流过大，超过最大允许限度，便立即切断主回路的工作，系统进入封锁状态，同时发出指令强行分断线路接触器和高速断路器。在某些早期的直流电动列车中输入线电流是由两组直流电机的电枢电流相加获得的，而在目前的交流电动列车的设计中，由输入回路的线路电流传感器进行该项参数的测量。05爱岗业问答题4.说明牵引控制单元对输出过流故障的判断和处理。答：如果输出电流过大超过某一极限值，表明主回路出现输出过流故障，在这种情况下，牵引控制单元首先通过改变开关元件门极脉冲，降低电流输出，如果在一定时间内仍然存在过流现象，则立即断开线路接触器，封锁牵引箱。该种情况可能存在若干次重试过程，如果在若干次重试后仍然存在过流现象，则永久性地封锁牵引箱。06爱岗业问答题5.说明牵引控制单元对制动时出现正向电流故障的判断和处理。答：再生制动时如果发现出现正向电流（和制动电流方向相反），说明可能触网电压过高，不能继续进行再生制动了。牵引控制单元立即断开线路接触器，停止再生制动，同时将制动转为电阻制动。主回路电流故障及电流传感器工作原理说课教学目标►了解主回路常见电流故障►理解电流传感器的工作原理►理解电流故障保护的实现机制►积极思考，善于发现问题并解决问题►善于合作，乐于助人教学重点►主回路常见电流故障►电流传感器