城市轨道交通车辆DC 1 500 V供电主电路电气设备配置

1 隔离开关
1. 工作模式 （1） 接触网供电工作模式。接触网供电列 车的电气设备布置如图2-7所示。 ① 在正常状态下，QS1在1位，HSCB闭合。 ② 联结的电路：受电弓、辅助供电系统、 牵引逆变器系统。 ③ 隔离的电路：车间电源。
1 隔离开关
（2） 车间电源供电模式。 ① 在车间电源供电模式下，QS1在3位，HSCB断开。 ② 联结的电路：辅助供电系统、车间电源。 ③ 隔离的电路：受电弓、牵引逆变器系统。 ④ 通过车间供电接触器、HSCB来控制实现向车间蓄电 池和环状供电电路等供电。 注意：在车间电源供电模式下，受电弓接地，不能升弓。 （3） 接地模式。 ① 在接地模式下，QS1在2位，HSCB断开。 ② 联结的电路：无。 ③ 隔离的电路：辅助供电系统、车间电源、受电弓、牵 引逆变器系统。
1 隔离开关
1 隔离开关
操作三位置隔离开关时，先拉起小球手柄，大 手柄稍做转动就松开小球手柄，再转动大手柄， 到位后，小球手柄的限位销会卡到大手柄的限 位孔里。“运行位”与“车间位”的相互转换 必须经过“接地位”接地。三位置隔离开关的 操作手柄如图2-9所示。 在列车投入运行前，应手动将三位置隔离开关 QS1置于“运行位”，接通相应的牵引电路和 辅助电路；当列车运行时，给牵引逆变器等设 备、SIV等辅助电路的设备供电。 列车检修时，必须手动将三位置隔离开关QS1 置于“接地位”，使高压电路在无电状态下可 靠接地，避免人身危险。
2 高速断路器
（2） 跳闸装置。跳闸装置呈环状结构，安装在下连 接的周围。安装在断路箱中的层压磁板与动磁铁形成 磁路系统，它们与一个由两个弹簧支撑的控制杆一起 构成跳闸装置。弹簧可调整跳闸装置的跳闸电流值Ids。 当过载（或短路）发生时，主电路形成的线圈在分闸 电磁铁中产生的磁场使得动磁铁被上拉，松开控制杆， 向下压叉，从而压迫动触点松开。 一旦过载电流产生断路，辅助触点将发出“分闸”指 令，使叉返回。断路箱的上部由盖密封。动磁铁动作 时，带动拉伸弹簧的控制杆动作，使主电路分闸。 跳闸装置上有一个可用于调节过载响应值的旋钮，通 过刻度板上的刻度来指示断路器的响应值。Ids可在 450~900 A、600~1 200 A、900~1 800 A、1 200~2 400 A或1 500~3 200 A范围内调整。
1 隔离开关
2 高速断路器
1. HSCB的作用 HSCB作为列车主电路断路器，用于主电路的供电与保护。当列车启动，升起受电弓，闭合 HSCB后，向主电路供高压主电流；当主电路发生短路、过载、接地等故障时，HSCB可快速 断开主电路的高压供电电流，从而实现对主电路的保护。HSCB具有对地绝缘等级高、通断容 量大、不受气候条件影响、维修工作量少、外形尺寸小等优点。 2. HSCB的特性 瑞士赛雪龙（Secheron SA）公司的HSCB是单极DC断路器，具有双向电磁控制功能，并且 可以自然冷却。由于其性能优良，因此国内多种车型都使用该型断路器。 （1） 额定工作电压。UR6-31型HSCB的额定工作电压为1 000 V，适用于压网为750 V的车 辆；UR6-32型HSCB的额定工作电压为2 000 V，适用于压网为1 500 V的车辆。 （2） 额定工作电流。UR6-31/32型HSCB的额定工作电流均小于1 000 A。 HSCB允许短时间过载，UR6型HSCB允许的瞬时过载电流如表2-2所示。
1 隔离开关
2. 隔离、接地开关的作用 （1） 有足够的通过电流能力，保证在短路电 流出现时不至于被损坏。 （2） 有辅助联锁参与安全控制。 （3） 车间电源供电接触器和隔离、接地开关 有电气联锁，确保在车间电源供电模式和接地 模式下受电弓升不起来，HSCB无法闭合；车间 电源供电接触器在车间电源供电模式下闭合； 车钩监控回路可以断开电源供电，车钩分开可 使车间电源供电接触器失电，受电弓降下。 3. 隔离、接地开关的外观与操作 三位置隔离开关为手动操作开关，必须降弓后 才可对其进行操作，严禁带电转换。三位置隔 离开关的外观如图2-8所示。
2 高速断路器
（1） 主电路。主电路装配在坚硬的聚酯玻璃纤维 绝缘框架上，由下连接、动触点和上连接组成。主 电路的零件由固体铜制成。主断路器触点传导铜焊 AgCdO接触，保证具有理想的到点性能。上连接 和动触点由银合金制成。 如果主电路电流达到脱扣装置的预定值，叉就会被 迫向下运动，接触点被释放，主触点断开。主触点 断开导致电弧通过主电路的磁场被吸入灭弧罩。灭 弧罩中的金属挡板将电弧分成许多串联的电弧。两 个隔板之间的电压约为40 V。 动触点枢轴和下连接之间的静触点构成动触点与下 部连接之间的机械和电气连接，导块上轴承的弹簧 对动触点保持持久压力。 当向断路器发出“关断”命令，或者过载电流导致 断路器断路时，轴承的弹簧可保证动触点快速返回。
隔离开关有三个位置：受电弓位、隔离接地位、库用电源 位（车间电源位）。在受电弓位时（运行），受电弓、牵 引逆变系统、辅助供电系统等被接入电路，车间电源未被 接入电路；在隔离接地位时，没有电路被接入；在库用电 源位时，车间电源、辅助供电设备被接入电路，受电弓、 牵引逆变系统未被接入电路。隔离开关配有人工操作的闭 锁。在手动切换隔离开关至另一位置前，需要进行手动解 锁。如果该闭锁被手动操作，则装在隔离开关上的微型辅 助开关将闭合其触点。该触点被连接到一个控制电路中， 此控制电路能在操作接地/隔离开关前断开主电路。
城市轨道交通车辆DC 1 500 V供电主电路电气设
备配置
DC 1 500 V供电主电路电气设备配置
采用DC 1 500 V架空接触网供电的列车，其主电路由网侧高压电路、直流侧 电路、制动/过压斩波电路、逆变电路和牵引电动机等组成。所有的电气设备 分散布置在全列车的车底或车顶上，如图2-6所示。
1 隔离开关
2 高速断路器
3. HSCB的结构与原理 HSCB的结构如图2-10所示。2台HSCB集中安装在B 车的高压电器箱内，其中一台用于控制接触网与B车 的牵引逆变器连接，另一台用于控制接触网与C车的 牵引逆变器连接。HSCB是由电磁控制的、自然冷却 的单极直流断路器。在受电弓升起的情况下，通过 操作司机操纵台上的HSCB按钮，将合、分的信号输 入智能外围设备连接终端子站（SIBAS KLIP substation，SKS）。根据SKS的输入信号及列车的 状态，由车辆控制单元（vehicle control unit， VCU）控制列车的HCSB和电阻继电器，从而实现对 主断路器的控制。HSCB的外部框架由硬玻璃纤维增 强聚酯制成，其他部件组装在框架上。