第二章通风系统(教材)

第二章设备布置与通风系统
1. 设备布置
1.1 设备配置
SL1型电力机车为6轴货运机车，SL1型电力机车的外形图如图1-1所示，机车设备配置图如图1-2（a）-（c）所示，明细表如表1-1所示。

在机车的两端各设有一个司机室，两个司机室的中间是机械室。

在机械室内设有600mm 宽的中央通道，在通道左右两侧设有主变换装置、鼓风机、电动空气压缩机等机器。

在车体下设有2台3轴的转向架及主变压器，在顶盖上设有特高机器。

车内设备布置以平面斜对称布置为主，设备成套安装，有利于机车的重量分配和机车的制造、检修和部件的互换。

底板下装置
图1-1 SL1型电力机车外形图
图1-2 机车设备配置（c）
1.1.1 司机室设备布置
机车司机室如图1-3所示。

在司机室内设有操纵台、八灯显示器、司机座椅、端子柜、热水器、紧急放风阀、灭火器等设备。

司机室顶部设有空调装置(冷热)、风扇、头灯、司机室照明等设备。

司机室前窗采用电加热玻璃，窗外设有电动刮雨器，窗内设有电动遮阳帘；侧窗外设有机车后视镜。

在操纵台上设有TCMS显示器、ATP显示器、压力组合模块、司机控制器、制动控制器、扳键开关组、制动装置显示器、冰箱、暖风机、脚炉和膝炉。

1.1.2 机械室设备布置
机械室设备配置如图1-4所示。

1端设备室紧邻1端司机室，内部布置有主电动机通风机、更衣箱、卫生间、蓄电池充电装置、蓄电池柜、滤波装置、微机及监控柜（TCMS&ATP柜）、控制电器柜、综合通信柜。

2端机械室紧邻2端司机室，内部布置有主电动机通风机、空压机、主风缸、辅助风缸、干燥器、制动屏柜。

在I端设备室和II端设备室之间设有中央机械室内，室内布置有主变流装置、复合冷却器及复合冷却器通风机组。

图1-4 机械室设备配置
1.1.3 车顶设备
车顶设备配置如图1-5所示。

顶盖由3个顶盖组成，1端顶盖、2端顶盖配置有受电弓，中央顶盖上配置有高压隔离开关、高压电压互感器、真空断路器、避雷器、接地开关等高压电器。

在中央顶盖上设有检修升降口，由此上车顶进行检修和维修作业。

(为确保安全，天窗设置钥匙联锁装置。

)
图1-5 车顶设备布置
1.1.4 车下设备
车下设备如图1-6所示。

悬挂在机车中部的主变压器，以变压器为中心对称布置的2台转向架。

在转向架上配置有主电机等设备。

另外还配置了动车插座、辅助／控制电路外接电源插座、行灯插座、机车电子标签、速度传感器和轴温传感器等设备。

图1-6 车下设备布置
1.2 机车设计理念
正如1.1项所示的机器配置，SL1型机车是根据下述a)～c)的理念决定设备配置而进行设计的机车。

a) 因为SL1型机车为大功率交流传动电力机车，考虑将主电动机驱动控制相关的1台主变压器（Main Transformer：MTr(TM1)）以及2组主变流装置（CONVERTER/INVERTER：ＣＩ(UM1,UM2)）配置在机车心脏部位的机车中央部位。

质量较重的主变压器悬挂安装在车体下中央部位，主变流装置设置在机械室中央通道的两侧(各1台)。

b)为了同时对主变压器以及主变流装置进行冷却，在尽可能近的部位设置由轴流通风机和冷却器构成的2组复合冷却器（Combined Cooling Tower：CCT(MA17,MA18)）、连接配
管，以尽可能有效地进行冷却。

为了使机车前后、左右平衡，以机车中央为中心设置质量较大的主变压器、主变流装置、复合冷却装置。

c)为了大功率主电动机（MM （MA11～MA16））的冷却，设置有单独的轴流通风机。

通风机设在机车机械室地板支架上，由风道向主电动机送风。

1.2.1设备设置顺序
设备设置顺序如下述1）～4）所示。

1)主变压器的设备配置
a) 主变压器油箱（Tank ）内部线圈（Coil ）的前后两侧设有隔板（Separator ），将其分割成2室。

因为将其分为2室，所以冷却油只集中在发热的线圈部位进行冷却，从而提高了冷却效果。

b) 主变压器的2次线圈侧的端子类部件也互相隔开不连通，配置在主变压器的中央部位。

即将主变压器的2次端子设置在主变压器的中央部位。

2)主变流装置的设备配置
a) 主变流装置的输入端子部位最好能直接连接在主变压器的2次端子上。

主变压器的2次端子的排列方法(排列顺序)和主变流装置的主回路端子的排列方法(排列顺序)要一致。

２次端子
3) 主变流装置和复合冷却装置（CCT ）的设备布置
a ）在机械室内将主变流装置和CCT 作为一个统一的单元进行装配，(装配采用平面斜对称布置)，使车体中心左右的重量分配平衡。

b ）CCT 和主变流装置相连接的牵引控制系统是左右配置的，按照下述内容可以将顶盖分为两个端部部分、中央部分，即3部分可拆卸的顶盖。

・两端拆卸顶盖：在装受电弓（Pantograph ）的顶盖上，两端均为相同设计。

・中央拆卸顶盖：在保护主变流装置和CCT 部的顶盖部位，车顶上设置有高压电器设备。

（受电弓高压隔离开关(Pantograph Disconnection Switch)、高压电压互感器(Potential Transformer)，真空断路器（带接地开关）(VCB)、避雷器(Arrestar)、高压电缆(Cable Head)）
ＣＩ
複合冷却器
ｔａｎｋ
Ｐｉｐｉｎｇ复合冷却装置
Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ＳｗｉｔｃｈＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
4)其它装置及机器类设备的设置
各装置和机器类设备要根据功能和电压分区进行集中设置。

a) 在1END侧集中设置低压、控制类设备。

在１END侧集中设置有TCMS、低压电器部件、ATP等设备。

如此设置有利于下述①、②所示内容。

①装置间的布线尽量减到最短，方便布线。

②使特别高压・高压・低压・传送信号类等各种配线不混淆、提高可靠性，从而使故障、错误操作降低到最小限度。

TCMS、低压机器、ATP等
b) 在2端（2end）集中设置空气制动设备。

在2端考虑到空气流动以及功能等问题，集中设置了空压机(compressor)、空气干燥器(air-dryer、风缸(Air-Reservoir)、空气管路柜(Brake Unit Panel)等。

如此设置有利于下述①～③所示内容。

①使配管尽量减到最短，以便于布管作业。

②为了不使配线及其功能发生故障，尽量减少不必要的交叉配管。

③尽量组合成单元，以提高作业效率。

Ａｉｒｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
c) 在两端的顶盖上设置主电机冷却风进风口
SL1型机车利用两端拆卸顶盖的进风口吸入主电动机冷却风。

车体和顶盖的界限在车体肩部斜面的下方，有利于下述①～③所示内容。

① 车体侧面不设进风口，以提高车体作业的效率。

② 因为构造较为复杂的进风口只限定在顶盖上，在提高工作效率的同时，有利于提高车体强度。

并且有利于减少车体腐蚀。

③ 车体上部的开口面积变大，便于主变换装置等大型设备的进出。

2. 通风系统
SL1型电力机车的冷却系统的构成（主变压器、主变流装置、牵引电动机、辅助电源装置、空气压缩机的冷却及包括卫生间的车内换气）如图2-1所示，具有下列特征。

1）6台牵引电动机采用6台牵引风机进行独立冷却。

（除对牵引电动机的冷却外，还用来对车内微增压）
2）2台复合冷却器也采用2台冷却风机进行独立冷却。

3）复合冷却器采用油冷对主变压器冷却，采用水冷对主变流装置冷却。

（复合冷却器是由油冷和水冷两种方式构成）
4）冷却风机的性能规格
牵引电动机用冷却风机：2.2ｍ3/s－3100Pa×6台
特征：①采用斜流风扇。

②惯性分离过滤器对应必要的风量和静压增量。

③外框和叶片的间距变大防止冻结。

④防止噪音。

复合冷却器用送风机：6.5ｍ3/s－1570Pa×2台
特征：①采用两段轴流风扇。

②外框和叶片间距变大，防止冻结
③防止噪音
5）惯性分离过滤器（InertiaFilter）的采用
惯性分离过滤器在世界各国被广泛采用。

SL1型电力机车在牵引风机的排风侧使用。

效果：①对于防止沙尘、煤粉有效。

②可防止因给机械室增压时粉尘进入车内（装置）造成的污损。

③简化风道结构。

④无需保养。

6）牵引风机从车顶进气
效果：①控制了牵引风机噪音。

②简化了风道结构。

7）设置进气百叶窗
为消除煤粉等大颗粒尘埃进入，在上述惯性分离过滤器的基础上，在车顶的进气部追加百叶窗。

8）复合冷却器用冷却风机也从车顶进气→向车外排气
效果：①控制了送风机噪音。

②简化了风道结构。

③为了便于检修·清扫冷却器，在前面设有大型开口部。

9）辅助电源装置（APU）也是由车顶进气→向车外排出
理由：简化吸气结构，为防止APU冷却部的污损，可以吸收车内的空气，但作为APU冷却风，因有温度过高的情况，所以决定直接吸收车外空气，设置吸气过滤器。

10）机车整体的车内的增压空气量是2.6m3/s 。

冷却构成：
①增压空气除防止雨水、尘埃的侵入外，还用于车内换气。

②车外温度即使在+40℃的条件下，也要使车内温度可以维持在+50℃以下，机车全体的增压空气量为 2.6m3/s 。

③各牵引风机发出的增压空气量为 0.3～0.5m3/s，机车全体为 2.6m3/s。

④为防止来自厕所的臭气，从厕所排出部分增压空气。

11）主变压器的储油箱与主变压器一体化
效果：①简化了油冷系统。

②出厂组装时，不需要注油以及抽成真空。

（注.复合冷却器的抽成真空是必须的）
12）在机械室配置的空气压缩机的冷却器用（空气压缩机的油冷却和压缩空气的冷却用）冷却风(每台0.55m3/s)是吸收车内的空气，向车外（地板下）直接排气。

但为保持冬季的机械室内的温度，进行夏·冬的排气转换。

（参照下述13项）
13）冬季按照下列①～⑤所示做法，机械室内能够保温。

①上述第10项所记载的正压，堵塞向机械室内进行通风的排风口，无增压。

②同样，向车顶的车外进行排气的排气口也关闭，没有无用热量的进出。

但因需要吸入压缩空气（2.75m3/min×2台），所以留有最小限的通风途径。

③空气压缩机的冷却风通过设置在风道内的转换叶片，进行机械室回流。

④司机室内通过空调上的换气功能，可以吸收新鲜户外空气。

（加热器运转时，吸收10%的新鲜户外空气。

）
⑤卫生间通过设置在卫生间的换气扇，冬季也经常排气。