【终端小型断路器现场维护和技术支持分析3800字（论文）】

终端小型断路器现场维护和技术支持分析目录TOC\o"1-2"\h\u10445终端小型断路器现场维护和技术支持 118261一、终端小型断路器的基本结构 119523三、终端小型断路器的工作原理 29299四、终端小型断路器的主要技术参数 336551.电气间隙 3179072.触头超程 367873.接触压力 4218964.合闸时间 4143495.分闸时间 4237296.合闸弹跳 513666五、终端小型断路器控制系统检测 556081.TCU系统检测分析 5146492.CCU系统检测分析 612937六、终端小型断路器M1级维护 6一、终端小型断路器的基本结构图1-1终端小型断路器在高压电气箱电路中的位置示意图此类端子小型断路器是高压列车高压电气外壳中的重要电气元件，由法国阿尔斯通技术引进，安装在高压列车车顶高压电气外壳中。该型断路器由电抗器和避雷器组装而成，35KS型接地开关。动车组终端小型断路器在高压电气箱的位置如图1-1所示。终端小断路器安装在支架上的高铁高压柜上，上接线端接受电弓，下接线端（绝缘子结构中间）接主变压器高压电缆。铜铬铸件喷入上绝缘体，用于连接母线和断路器之间的电源。这些组件充当小型断路器的主连接器，并支持接地开关(35KS)的3D接地连接器。绝缘驱动手柄位于下绝缘体的空腔中。机械弹簧驱动机构控制断路器的分合，真空开关管安装在断路器上，控制和检测装置安装在支架上。小型限位开关由高压主电路部分、支撑绝缘部分、安装板、低压电气控制电路和电磁/气动驱动部分组成。如果在端部打开和关闭过程中，端部之间的电压、电流或电气间隙达到一定限度，则在端部之间会产生电弧。电弧是一种非常复杂的真空破裂现象，电弧会腐蚀磁头表面，因为它影响电流的正常流动。电弧主要受电极材料、电极形状、电极间隙尺寸、真空度等因素的影响。主要与头部接触的是耦合真空管的真空管腔，耦合真空管用作真空绝缘和真空介质，真空管对产生高介电强度和电弧放电扩散能力起着关键作用。真空环境该结构的特点是气缸直驱，单节立式，电动真空控制，应用ac25kv电气化铁路系统。三、终端小型断路器的工作原理终端小型断路器动作时所需的空气压力由车辆上的空气压缩机提供，并通过管道连接到终端小型断路器的空气入口，压缩空气首先经过连接管路上的过滤器到达调压阀，之后进入储气缸，供给转换阀的同时与压力开关连接，在压缩空气通过调压阀后，将压力调节到483kPa~497kPa之间。终端小型断路器的电磁阀连接压力开关并受其控制，所以当空气压力下降低于345kPa~358kPa范围时终端小型断路器将自动断开。当气压上升必须超过390kPa~420kPa范围时，方能闭合终端小型断路器。电磁阀必须始终处于通电状态，以使转换阀动作，压缩空气通过转换阀进入气缸，以确保终端小型断路器主触头闭合。当终端小型断路器的气缸活塞移动时，与辅助触头组装的凸轮板也相应移动，辅助触点的3个触头常闭，3个触头常开。终端小型断路器的工作原理如图2-2所示。图2-2终端小型断路器工作原理示意图四、终端小型断路器的主要技术参数1.电气间隙电气间隙是通过绝缘介质测量的两个导电元件或器件与器件的保护接口之间的最短距离，以保证电气性能的稳定性和安全性。绝缘所能达到的最短距离。小型限位开关处于分体状态时，限位开关的电气间隙为真空开关的动端与静端之间的距离，也称开启距离，为触手头之间。最远距离称为标称开放距离。标称开路距离可用于保证电枢之间的隔离，电路可以完全断开，当工作电枢与静态电枢接触时，断开距离为0，小型断路器闭合。在因素选择参数方面，如标称开距和标称电压，触头材料、电流特性、真空灭弧室真空度、标称电压、触头材料是标称孔距的主要因素。标称开距对工作触头和静触头有非常大的绝缘作用。在实际工作中，当工作电压恒定时，增加标称开路距离会提高绝缘能力，将其提高到一定限度会逐渐降低开路距离对绝缘能力的影响。距离过大会严重影响真空灭弧室中波导的使用寿命，后果非常严重。因此，为满足电气设备的额定电压工作要求，应尽可能减小额定孔径距离，以延长灭弧室的使用寿命。2.触头超程触头超程也称为触头接触行程，是指真空开关管的动触头与静触头在接触之后，气缸驱动传动杆继续前进的位移。设置触头超程主要有三个功能：首先，确保真空开关管保持一定的接触压力，使动触头和静触头完全接触；其次，使断路器的动触头在分断瞬间获得一定的初始动能，可以有效拉断熔焊点从而减少拉弧，提高终端小型断路器的使用寿命；最后，终端小型断路器在合闸过程中触头超程使动触头在接触的瞬间得到一定的缓冲，减少合闸弹跳的时间，提升终端小型断路器的使用寿命。若触头超程过小，一方面不能保证触头之间要求的接触压力，另一方面使终端小型断路器的分闸时间受到影响，同时可能还会产生严重的分闸弹振，且分闸弹振会影响真空开关波纹管的使用寿命。如果触头超程选择过大，还将增大机械操动机构的合闸功。3.接触压力真空断路器闭合后，真空断路器室的接触压力为机械控制对真空断路器室施加的外部压力与真空断路器室触手自闭力之和。接触压力包括初始接触压力和最终接触压力，初始接触压力由弹簧驱动的桌面结构的预压缩产生。初始接触压力的值主要取决于机控台结构弹簧的刚度和预压力，一般设定为最终接触压力的70%。由于真空断路器在密封后具有固定的自锁力，因此最终的接触压力主要取决于机器控制台结构的刚度和弹簧超程。接触压力主要有以下作用。首先，真空开关的接触电阻可以保持在标准规定的数值范围内。其次，恒定的接触压力可以抑制刹车弹跳，头部有足够的初始压力是减少刹车弹跳的有效措施之一。最终的接触压力导致小型断路器闭合并减少头部之间的焊接。4.合闸时间合闸过程中必须要防止真空开关管触头的电磨损和触头熔焊，因此要求终端小型断路器应具有较短的合闸时间，确保触头的合闸时间在合理范围内。但是，如果要求合闸时间太短，不仅会增大终端小型断路器操动机构的合闸功，还会导致真空开关管内触头冲击过大，影响真空开关波纹管的使用寿命。根据铁道行业机车车辆真空断路器TB/T3430–2015标准，动车组终端小型断路器的合闸时间应小于100ms。5.分闸时间终端小型断路器的分闸时间是指电磁阀收到分闸指令的时刻到动触头和静触头分离的时刻所经历的时间间隔。触头断开后，断开时间的长短影响触点之间绝缘介质的恢复速度。如果触点之间的介质恢复率小于返回电压，电弧将重新点燃。为了减少电弧重新点燃的可能性并缩短电弧时间，必须满足正常开启时间要求。分闸时间的长短主要取决于脱扣电流、接触距离、额定电压和返回电压等因素。根据铁道行业机车车辆真空断路器TB/T3430–2015标准，动车组终端小型断路器的分闸时间应小于60ms。6.合闸弹跳终端小型断路器在合闸过程中机械操动机构的驱动触头执行合闸动作，动触头和静触头接触瞬间发生碰撞后反弹分离，之后动触头在弹簧压力作用下再次碰撞，并且在经历几次往复碰撞后触头稳定闭合，该现象称之为真空断路器的合闸弹跳。根据JB/T3855-2008《高压交流断路器》标准定义，合闸弹跳时间是指从触头第一次接触开始到触头稳定接通的时间。通过图2-3，可以很直观地了解合闸弹跳次数及合闸弹跳时间，实体部分为动静触头的接触时间，空格部分为动静触头的分离时间，空格部分的次数为弹跳次数。影响合闸弹跳时间的因素很多，主要与接触压力、合闸时间、接触材料、弹簧参数、和安装结构等有关，合闸弹跳时间是导致触头熔焊和过电压的重要因素。过长的合闸弹跳时间影响真空断路器的电气寿命和机械寿命，是评判终端小型断路器工作性能的重要参数之一。所以应该通过合理地对终端小型断路器的参数进行设计，将合闸弹跳时间控制在标准要求的范围之内。五、终端小型断路器控制系统检测1.TCU系统检测分析24E6作为终端小型断路器报出的无法断开的代码，以此为例，动车组TCU根据本车是否为主高压系统选择需要确认的终端小型断路器反馈状态，TCU检测到本单元为主高压系统，选取本单元终端小型断路器触点的反馈状态作为24E6的判断条件，若检测到本车为非主高压系统，选取临单元终端小型断路器触点的反馈状态作为24E6的判断条件。当TCU的释放终端小型断路器信号置零，延迟360ms后，TCU对主高压系统终端小型断路器断开信号和闭合信号反馈进行检测，当未检测到正确的终端小型断路器断开反馈信号时，延迟48ms报出24E6故障。见图5-1：图5-124E6逻辑图此时，MVB数据显示全列TCU一直显示终端小型断路器处于闭合状态，01、03、06、08车TCU报出24E6故障。2.CCU系统检测分析终端小型断路器无法闭合原理分析，当CCU正常时，发出断开终端小型断路器指令后，经过800ms延时无法断开终端小型断路器，则向TCU发出断开终端小型断路器。当CCU向TCU发出断开终端小型断路器信号后，经过600ms延时TCU也没有能够断开开终端小型断路器，则可紧急降弓，封锁主变压器，断开隔离开关。CCU释放信号置零后终端小型断路器未能断开，TCU释放信号置零后终端小型断路器也未能断开，一直处于闭合状态，变压器锁闭，无法重启（代码：631F）。同时CCU请求断开隔离开关，由于终端小型断路器一直处于闭合状态，隔离开关使能继电器21-K74无法得电，隔离开关未能断开，导致故障发生。图5-2终端小型断路器原理图六、终端小型断路器M1级维护终端小型断路器日常机械状态也对其保持良好性能有着重要影响，在动车组一、二级检修中要加强终端小型断路器状态检修和日常维护保养，确保良好机械性能。一是动车所检修库内组织对CRH