浅析高速动车组高压系统原理

浅析高速动车组高压系统原理
摘要：近年来，我国高速铁路建设事业进入了前所未有的蓬勃发展时期，经
历了引进、吸收、再创新，以“和谐号”动车组为基础，打造出完全适应我国国
情的高速列车，实现了高速动车组技术的全面自主化，具有完全自主知识产权的
中国标准动车组。

具有科学先进、技术安全的体系标准。

为旅客提供了舒适便捷
安全的乘车体验，缩短了旅客乘车时间，改变了人们的出行方式，为我国高速铁
路事业和实现中华民族伟大复兴的中国梦做出了贡献。

由于高速列车运行速度高、行驶里程长，所以需要对列车的各个设备部件进行提前检查和实时监控，防患于
未然。

尤其高压系统是动车组的重要组成部分，有必要深入研究和探讨，通过学
习分析原理，以技术研究、技术创新的形式解决故障问题，并提出改进措施。

提
高动车组的生产效率，保证产品质量，为动车组的安全运营保驾护航。

本论文结合实际生产，立足于本岗位技能经验，对高压系统做出了简单的结
构介绍和控制原理分析，论述了典型案例的处理方法，并提出了改进措施，确保
产品质量，如期向客户交付零缺陷产品。

关键词：标准动车组高压系统
一、高压系统主要组成部件及设备分布
1.主要组件
高速动车组是基于25KV供电条件下，两个独立且对称的牵引单元的高压部
件通过车顶高压跳线连接。

主要部件包括：受电弓、高压箱、高压跳线、避雷器、及其附件。

高压系统具备供电保护、网圧监测和工作电流的检测能力。

2.设备分布
高压部件主要分布于变压器车：受电弓、避雷器、高压箱（主断路器、接地
开关、电压互感器、隔离开关、避雷器），高压电缆，具有网圧监测、过流保护、电压传输功能;中间车分别有两组高压电缆插头，具有网圧传输的功能。

•高压系统部件原理分析
1.系统原理概述
高速动车组在两个变压器车各有一个完全相同的高压单元，受电弓完成从接
触网到主变压器原边的控制；主断路器可对故障受电弓、电压互感器、电流互感
器隔离；隔离开关可隔离对应的高压单元；两个独立的高压单元通过各自的电压、电流互感器进行检测，实施过压、过流保护；避雷器在设备正常工作时不起作用，当受到高电压或大气过电压时，避雷器迅速动作，保护主变压器，实现双级过电
压保护。

2.受电弓控制
受电弓是利用接触网获取和传递电流给动车组提供电力能源的机械组成。

高
速动车组采用单弓受流方式，供电电压为25KV。

受电弓的升降主要由气囊组成的
平衡系统控制，气囊在空气压力作用下伸长产生扭矩，通过铰接杠杆原理使受电
弓升起；当气囊内的空气压力降低或中断时，气囊收缩，扭矩降低，受电弓会在
重力作用下自动降弓。

3.高压箱系统
高压箱内包括：主断路器带接地开关、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器。

3.1 主断路器带接地开关
主断路器，是以当牵引变压器二次侧电路中发生故障时，能够迅速、确切地
断开过电流为目的的设备，控制25kv接触网高压和动车组电力设备主回路的接
通和关断。

其在封闭的真空容器中，通过静触头和动触头，利用真空中有高的绝
缘能力和灭弧作用来实现断开电压电流，又称为真空断路器。

接地开关属于安全保护装置。

当VCB不能使主回路断开、接触网发生异常、
或检查高压箱时，操作此开关可使断路器两侧的主回路接地，强制接触网接地。

3.2 高压隔离开关
高压隔离开关属于高压保护电器。

当高压设备发生故障时，能将故障高压单
元隔离，维持动车组运行。

隔离开关不能带电操作，只能在主断路器断开时操作。

3.3 电压互感器
电压互感器是高压电路中的电压测量用设备，其工作原理与变压器相同，将
高电压转换为低电压，使测量回路与高压电网隔离，保证人身安全。

工作时，一
次侧直接接在被测的高压电路，二次侧接仪表的电压线圈，其一、二次侧绕组之
比就等于一二次侧绕组的电压之比。

通常，二次侧的额定电压为100V。

电压互感器在使用时必须注意：1)电压互感器二次侧决不允许短路。

2）二
次侧绕组连同铁芯一起，必须可靠接地。

3.4 电流互感器
电流互感器用来测量动车组高压回路总电流值。

其一次侧绕组匝数较少，串
入需要测量电流的电路中，二次侧绕组匝数较多，接入电流表，使之形成回路。

二次侧绕组不允许开路。

3.5 避雷器
避雷器主要用于保护从接触网发生的雷电涌或电路开闭引起的过电压对变压
器等设备的绝缘侵害，且有自恢复功能。

避雷器有压力释放口，当避雷器受到过
电压侵害时，事故电流会引起避雷器内部压力上升，使压力释放口打开，排出内
部压力，防止避雷器的破坏。

弓。

四、总结
高速动车组高压系统是动车组的重要组成部分，是公车组高效稳定运行的基础。

通过对高压系统的原理分析，能够对整个列车供电传输有一个清楚的认识，为其进一步发展提供创新的思路。

参考文献：
1.350公里中国标准动车组受电弓用户文件
2）周宇.高速铁路成网条件下动车组运用计划编制理论与算法研究［D］.北京：北京交通大学，2017.。