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        電力機車真空斷路器真空開關管的測試

        2013-05-12 08:00:48林智明
        鐵道運營技術 2013年3期
        關鍵詞:真空管量規(guī)韶山

        林智明

        (柳州機車車輛廠,高級工程師,廣西 柳州 545007)

        電力機車空氣斷路器是電力機車負載的總開關,用于電力機車主電路電源的開斷、接通,同時具有過載、短路和接地保護功能,是電力機車關鍵的大部件。真空斷路器是單斷點交流斷路器,采用真空管(VST)及電空控制,與空氣斷路器相比它具有絕緣性高、環(huán)境穩(wěn)定性好和開斷容量大等優(yōu)點,因此近年來空氣斷路器逐漸被真空斷路器所代替?,F(xiàn)工廠大修的韶山3、韶山7型電力機車大部分采用了先進的真空斷路器。真空斷路器的真空性能技術指標的嚴格要求,在大修過程中,影響了工廠電力機車真空斷路器的大修質(zhì)量及測試周期。為此,對真空開關管的原理、檢修測試方法及注意事項,做深入探討(現(xiàn)以韶山3、韶山7型電力機車常用的BVAC.N99型真空斷路器為例),以解決電力機車真空斷路器的真空管技術參數(shù)測試問題。

        1 真空開關原理

        1.1 結構組成真空開關管由2個銅合金觸頭組成,一個靜觸頭,另一個是動觸頭(見圖1)。

        1.1.1 靜觸頭 靜觸頭安裝在一個金屬法蘭上,該法蘭安裝在滅弧室的陶瓷外殼上。外殼是由2部分組成,中間隔著一個金屬篩網(wǎng)。當觸頭開斷時燃弧產(chǎn)生的金屬蒸汽會產(chǎn)生沉淀物,這個篩網(wǎng)正是用來防止這些沉淀物黏附在瓷部件上。

        1.1.2 動觸頭 動觸頭是通過一個操縱桿來進行移動的,這樣就可以保證它的軸向運動和合適角度。金屬波紋管焊接在動觸頭上,末端法蘭(是封口的一個完整部分)用于密封真空管。金屬篩網(wǎng)同樣用于包圍在波紋管四周來保護它。

        圖1 真空開關管(VST)

        1.2 主要電氣技術參數(shù)

        1.2.1 工頻耐受電壓 主回路對地75 kV;輸入和輸出端75 kV;輔助聯(lián)鎖對地2 kV。

        1.2.2 雷電沖擊試驗 施加電壓(額定沖擊耐受電壓):主回路對地170 kV;輸入和輸出端(開斷時)70 kV。

        1.2.3 真空斷路器絕緣距離 絕緣子垂直763 mm;水平1 070 mm,間隙320 mm。

        1.3 工作原理真空具有良好的絕緣性,因而帶電觸頭間的距離可以設計得很小。在下一個交流電流過零點,交流電弧就很容易開斷,在毫秒級的時間內(nèi),觸頭間絕緣可以馬上恢復,同時電弧不會重燃。獨特形狀的觸頭表面,相當于強加了一個吸引力,使得電弧繞著觸頭軸心旋轉,這樣作用可以使電弧的熱點縮小,從而保證觸頭的磨損達到最小。

        2 測試

        2.1真空管真空度的測試為了得到真空管里詳細的真空狀態(tài)情況,可通過對真空管進行絕緣檢測。利用真空斷路器真空試驗儀進行耐壓試驗,把真空試驗儀接在真空斷路器兩端,重復施加峰值40 kV的電壓。試驗步驟:

        1)拆開機車高壓連接端,并讓它盡可能遠離斷路器的終端,然后用鱷魚夾把高壓連接端和斷路器終端連接起來。

        2)把斷路器接地裝置接地,并檢查確定斷路器是處于開斷狀態(tài)(主觸頭處于開斷)。保證主開關在試驗儀上打在“斷”位置,然后連接各主要電纜。

        (5)我也了解了那人(錢正興——引者注),但叫我怎么說呢?除出我勸你稍稍性子寬緩一點,以免損傷你自己底身體以外,我還有什么話呢?

        3)通過三相導線連接到交流主電源,在電源出口處要有1條線來可靠接地(要保證檢修人員離試驗區(qū)域至少1 m)。把試驗設備的主開關打到通的位置,綠色指示燈亮。

        4)選擇試驗電壓參考電壓40 kV。在10 s內(nèi)通過旋轉鈕進行耐壓試驗,此時紅燈閃爍,黃燈滅。如果黃色指示燈亮,是因為達不到試驗設備的額定試驗電壓,那么必須重新試驗。如果綠色的指示燈在整個試驗過程中一直保持發(fā)亮,那么試驗結果是正確的,真空管中的真空度是合格的。如果紅色的指示燈是亮的,表明真空管里的真空度過低,真空管應該更換。更換了真空管后,必須接著進行例行試驗。

        必須注意的是,在耐壓試驗的過程中,通過聽得到的聲音可以判斷真空度。當試驗完成的時候,實驗設備上的主開關要打到“斷”的位置,取下連接到斷路器終端的鱷魚夾前,需要等待30 s??紤]到安全因素,取下的鱷魚夾必須連接在一起,以釋放分布電容的電荷,把連接線放入試驗箱。用扭矩扳手采用67 N·m的扭矩重新連接高壓連接端。

        2.2 動靜觸頭的磨損測試主要測試OBR,OCM,CCM,CBR(mm)這4個參數(shù),算出彈簧支架的水平總 行 程:( OBR-CBR)mm;動 觸 頭 行 程 :(OCM-CCM)mm;觸頭壓力行程:{(OBR-CBR)-(OCM-CCM)}mm。

        2.2.1 檢測工具 量規(guī)和導桿、滑行測徑校樣器和滑行測徑器、8 mm規(guī)格扳手、密封帽。

        2.2.2 檢測方法 為了進行下一步測量,輔助電路(氣路和電路)必須與閉合和打開電路的主斷路器相連接。旋出螺帽(保證在測量過程中無水、灰塵進入機械裝置)。注意:當量規(guī)工作時不要開啟或閉合主斷路器;測量尺寸誤差值范圍在0.05 mm內(nèi)。

        1)測量OBR尺寸(彈簧支架打開)使真空斷路器開啟。將量規(guī)插入導套,手工旋緊軸頭導套;加壓力使量規(guī)緊靠彈簧支架;測量和記錄OBR值,取消量規(guī)的最大值;閉合斷路器。

        2)測量CBR尺寸(彈簧支架閉合)使真空斷路器閉合;加壓力使量規(guī)緊靠彈簧支架。測量和記錄CBR值(見圖2)。旋松導管,移動量規(guī)。

        圖2 CBR的測量步驟

        3)測量CCM尺寸(閉合動觸頭)使真空斷路器閉合。不用量規(guī),手工旋緊軸頭導管;將量規(guī)插入導管,加壓使量規(guī)緊靠緊固螺母;測量和記錄CCM值(見圖3);將量規(guī)從導管移出;斷路器開斷。

        圖3 CCM的測量步驟

        4)測量OCM尺寸(打開動觸頭)斷路器開斷。將量規(guī)插入導管,加壓使量規(guī)緊靠緊固螺母;測量和記錄OCM值(見圖4);將量規(guī)從導管移出且旋松導管;關閉尺寸入口。

        圖4 OCM的測量步驟

        2.2.3 分析判斷 檢查真空管里觸頭的磨損,測量下列新的沖程:OBR,OCM,CCM,CBR(mm)這4個參數(shù),算出彈簧支架的水平總行程:(OBR-CBR)mm;動觸頭行程:(OCM-CCM)mm;觸頭壓力行程:{(OBR-CBR)-(OCM-CCM)}mm。把測量結果和沒使用前的測量結果填寫在一張常規(guī)試驗單據(jù)上進行比較。如果它滿足下列3個條件:2 mm<觸頭壓力行程<4.25 mm;觸頭行程<2 mm;19 mm<彈簧支架的水平總行程<20.5 mm。即可判斷真空管觸頭的磨損符合使用范圍。

        通過以上真空管里的真空度測試是合格的,同時電氣絕緣和觸頭機械壽命檢測也合格,真空斷路器的關鍵器件——真空管的檢測試驗完成,按大修規(guī)程的要求真空斷路器可裝車使用。

        3 結束語

        近年來,電力機車空氣斷路器逐漸由新型的真空斷路器所代替。真空斷路器技術參數(shù)要求高,經(jīng)多方收集有關技術資料和反復測試,總結出了韶山3、韶山7型電力機車常用的真空斷路器的檢測試驗方法。2年來,在大修中使用此方法測試和安裝了3個鐵路局的12臺電力機車真空斷路器,現(xiàn)在一直正常安全運行,沒有發(fā)生質(zhì)量不良反饋,證明以上測試方法科學可行,能較好地解決電力機車真空斷路器的真空管技術參數(shù)測試問題。

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