城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器应用研究
地铁车辆电气牵引及控制系统研究
地铁车辆电气牵引及控制系统研究1. 引言1.1 研究背景地铁在城市交通中起着重要的作用，其安全性和效率受到广泛关注。
地铁车辆的电气牵引及控制系统是地铁运行的核心部分，对于地铁的运行稳定性和能效性有着重要影响。
随着交通工具的电气化和智能化程度的提高，地铁车辆的电气牵引及控制系统的研究与应用变得越来越关键。
在过去的几十年里，地铁车辆电气牵引及控制系统的研究始终是学术界和工程界的热点之一。
随着技术的不断更新和发展，各种新型电气牵引技术和控制系统不断涌现。
然而，随着城市轨道交通系统的规模不断扩大和运行条件的不断变化，地铁车辆的电气牵引及控制系统面临着越来越多的挑战和问题。
因此，对地铁车辆的电气牵引及控制系统进行深入研究，探索其优化设计和技术改进，有着重要意义和必要性。
1.2 研究意义地铁车辆电气牵引及控制系统是地铁运行中至关重要的技术装备，其性能和稳定性直接关系到地铁运行的安全和效率。
深入研究地铁车辆电气牵引及控制系统，不仅可以优化车辆的性能，提高运行效率，还可以提升地铁运输的安全性和可靠性。
对于城市轨道交通系统来说，地铁是最为重要的交通方式之一，对缓解城市交通拥堵问题具有重要作用。
研究地铁车辆电气牵引及控制系统的意义在于推动地铁技术的发展，提升城市轨道交通系统的运行水平，促进城市可持续发展。
通过深入研究地铁车辆电气牵引及控制系统，可以为节能减排、提高城市交通运输效率、改善城市交通环境等方面带来重要的贡献。
对地铁车辆电气牵引及控制系统进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探究地铁车辆电气牵引及控制系统的关键技术，提高其性能和安全性，进一步优化地铁运行效率和服务质量。
具体目的包括：通过对电气牵引系统的介绍，了解其在地铁车辆中的作用和重要性，为后续的研究奠定基础；深入研究控制系统设计原理，探讨如何通过优化控制算法和系统架构提升地铁车辆的运行效率和稳定性；通过车辆系统集成的研究，探讨各个子系统之间的协调与互动，使整个车辆系统更加高效和智能化；电气传动技术研究旨在提高地铁车辆的能效和环保性能，促进地铁行业的可持续发展；通过安全性能分析，检验地铁车辆电气牵引及控制系统的安全性能，为地铁运营提供保障。
赛雪龙UR6型高速断路器在城轨车辆的使用及维护
赛雪龙 UR6型高速断路器在城轨车辆的使用及维护摘要：本文介绍了城轨车辆中广泛使用的UR6型高速断路器的结构和工作原理，分析了其在车辆电路中工作原理，介绍具体检查与维护的方法，为城轨车辆高速断路器检修提供参考。
关键词：城轨车辆 UR6 使用维护1 前言高速断路器主要用于城市轨道交通车辆上，是车辆主电路系统的总开关和保护电器。
当高速断路器闭合时，车辆牵引逆变器从接触网（或第三轨）获取电源，得以投入工作；主电路故障保护功能：当主电路出现严重故障(如主电路电器部件故障、网压或直流电压过压、直流侧电流过流、主电路接地、110V控制电源失电等)时，传动控制单元（DCU）控制高速断路器断开，以实现主电路的故障保护。
同时高速断路器能对检测出的过电流进行快速响应，以实现主电路短路瞬时保护。
目前赛雪龙公司的UR6系列高速断路器较多的应用于城轨车辆上。
唐车公司生产的福州1号线、厦门1号线、石家庄1号线、天津5号线均采用UR6-32TD高速断路器，近期正在生产的福州6号线车辆使用的是UR10-32TD系列高速断路器。
，其中UR10为UR6的后续替代产品，其原理及维护相似。
以福州地铁1号线高速断路器为例，其部件号为UR632TD-ZZZZZE1ECN1具体含义为额定工作电压为1800V，控制电压为110V，以电保持的方式保持闭合状态，脱扣范围为1.2kA-2.4kA，有两个触点为银的辅助触点。
2 UR6型高速断路器的结构及工作原理2.1 主要构成UR6型高速断路器主要由固定绝缘框架、主回路、合闸装置、灭弧罩、脱扣装置、辅助触点组成，如图1所示。
图1 UR6-32 型高速断路器主体结构图2.2 工作原理UR6型高速断路器主要包括合闸、保持、控制分闸及脱扣分闸4 种状态。
列车控制电路下达合闸指令，驱动装置的线圈得电，在电磁力的作用下动静触头吸合完成高速断路器合闸动作，连通接触网与车辆主电路电器设备。
主触头闭合后，高速断路器常开辅助触点将电阻串入回路，将保持电流限制在合闸电流的5%。
城市轨道车辆用直流断路器振动冲击仿真及优化
城市轨道车辆用直流断路器振动冲击仿真及优化摘要：高速直流断路器作为轨道交通牵引供电系统中最核心的组成部件之一，其工作的安全可靠性能极为关键。
一直以来高速直流断路器被国外瑞士Secheron公司、瑞士ABB公司和美国GE公司所垄断，其中以瑞士Secheron公司生产的UR系列断路器更为突出，近乎占了国内市场近90%的使用份额。
然而在使用过程中也暴露出了产品故障处理慢、售后响应不及时等问题。
为攻破这种“掐脖子”技术，国内企业开展了对此类断路器国产化研究，并且解决了国外断路器在一些技术上的难题，因此具有很好发展潜力和市场前景。
现场使用中发现国外某系列断路器绝缘框架螺栓栓接处存在裂纹，且该现象极为普遍，该裂纹对产品的可靠性能有极大影响，长时间运行后，裂纹会逐步扩大，甚至断裂。
对此，本文进行了振动冲击仿真，通过仿真发现了应力集中区域，进而对现有的结构进行了优化改进，再通过仿真来验证改进的可行性，同时对实体产品进行冲击振动试验，进一步验证优化后的可行性。
关键词：城市轨道车辆；直流断路器；振动冲击引言直流系统由于其功率分配灵活、系统效率高、供电容量大、损耗线小、电能质量高等优点,在高压输电、中低压配电、获取新能源、船舶和铁路运输等领域得到越来越广泛的应用。
直流系统的主要连接结构复杂多样,导致故障方式多种多样,故障发展迅速,影响范围广。
因此,迫切需要突破直流系统故障保护技术,以确保直流系统安全可靠地运行。
直流断路器作为直流系统绝缘故障的最理想方法,已成为高压电器领域的研究热点。
1理论基础用于轨道交通车辆上高速直流断路器需满足振动和冲击要求，振动冲击是车载断路器最重要的考核性能指标之一。
本文中的断路器需满足GB/T21563-2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》标准中的I类B级要求。
结构动力学方程如下：当{F(t)}=0时，该方程为模态分析数学方程；当，表示载荷为一交变载荷，该方程为谐响应分析数学方程；当{F(t)}为脉冲函数时，表示载荷为冲击载荷，该方程为响应谱分析数学方程。
城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器应用研究
城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器应用研究王清永; 李玉山; 姚文革; 齐鹏宇【期刊名称】《《铁道机车车辆》》【年(卷),期】2019(039)004【总页数】5页(P106-110)【关键词】轨道交通车辆; 等效模型; 高速断路器【作者】王清永; 李玉山; 姚文革; 齐鹏宇【作者单位】天津市地下铁道运营有限公司天津 300222; 北京纵横机电科技有限公司北京 100094【正文语种】中文【中图分类】U239.5城市轨道交通是运量大、能耗低、污染少、快捷舒适、安全的绿色环保运输体系[1]。
随着我国经济的高速发展，为缓解城市交通拥挤状况、改善人们出行条件、减少空气污染、促进城市可持续发展，国内部分大中城市相继提出建设轨道交通项目。
城市轨道交通车辆是轨道交通系统中的核心装备，其牵引系统技术难点大、安全可靠性要求高，为保证车辆出现过流或短路等故障时不使故障蔓延至供电网络，牵引系统保护器件的选型应与供电网一级保护器件相互匹配，从而隔离故障车辆并保护车辆设备。
主要对牵引系统中牵引变流器过流保护装置——高速断路器的功能、组成、工作原理等进行了阐述，通过1 km平直道启动、运行至停车仿真，分析主回路电流、车辆速度、车辆牵引力变化趋势，从而确定主回路电流范围。
同时，建立牵引系统等效建模分析从而确定了牵引系统特殊工况下的电流值，为牵引系统参数选型提供工程计算依据。
1 牵引系统组成城市轨道交通车辆受电主要以接触轨或架空线两种供电方式，电压制式以DC 750 V及DC 1 500 V为主[2]。
以某地铁车辆线路牵引供电网及车辆供电系统组成为例，如图1所示。
牵引变电站将电网电压转换为10 kV或35 kV中压交流电，再降压后作为整流装置的输入，整流装置输出DC 750 V或DC 1 500 V电压。
直流电压通过接触轨或架空线将能量传递至车辆，车辆通过受流靴或受电弓从直流电网受电，并通过轮轨接触方式进行回流。
为保证车辆及电网运营安全,接入直流电网的设备应具有过电压及过电流保护。
轨道交通车载电器—高速断路器的检修与维护
固定垫圈；6.352－固定垫圈； 6.353－固定垫圈；6.354－固定垫 圈；6.355－固定垫圈；6.356－固 定垫圈；6.357－接地螺柱；S.335 －M6 × 12六角沉头螺钉；S.340 －M4 × 8圆头螺钉；S.341－M5 ×40/22六角沉头螺帽；S.342－反 力矩螺母；S.344－M5弹性垫圈； S.345－M4弹性垫圈；S.348 －螺 纹铆钉；S.360－M6 ×25内六角螺 钉；S.361－M6弹性垫圈；S.362－
M6六角螺母。
高速断路器结构
辅助触点 6.401－辅助箱；6.402－销； 6.403－控制杆；6.405－检 验玻璃；6.406－板；6.407 －弹簧；6.412－PG 11插头； 6.413－销；6.414－双触点 开关；6.415－绝缘板； S.018－M4 ×8圆头螺钉； S.415－十字槽头。
高速断路器结构
闭合装置
6.301－闭合装置箱 ；6.302－闭合 装置盖；6.303－闭合线圈E型； 6.304－杆 ；6.305－销；6.307－ 叉；6.308－前板；6.309－后板； 6.310－缸； 6.311－垫片；6.312
－垫片；6.314－插座；6.315－杆； 6.318－PUR 垫圈；6.319－MVQ触点间会 产生电弧 • 电弧被主电路上的自动消除装置 迅速推入灭弧罩 • 电弧进入灭弧罩，被导流片分割 迅速消失 • 高速断路器使用的是迅速拉长、 冷却法灭弧
高速断路器结构
高速断路器结构
1.用途 ❖用来接通和断开城市轨道交通车辆的高压电路 ❖当主电路发生短路、过载故障时，快速切断主 电源
城市轨道交通1800 v高速混合式直流断路器研制
收稿日期:2019-01-03;修回日期:2019-11-05 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51407163);中国博 士后科学基金面上资助项目(2017M622370);国家轨道交通 电气化与自动化工程技术研究中心开放课题资助项目 (NEEC-2017-B07);河南省高校重点科研项目(16A470014) Project supported by the National Natural Science Founda tion of China (51407163), the General Program of China Postdoctoral Science Foundation(2017M622370) ,the National Rail Transportation Electrification and Automation Enginee ring Technology Research Center(NEEC-2017-B07) and the Key Scientific Research Projects of Colleges and Universi ties in Henan( 16A470014)
摘要：为解决城市轨道交通直流牵引系统短路故障电流上升率高、短路峰值大、难以快速开断的问题，设计了
1 800 V/10 kA高速混合式直流断路器，并提出了其高速开断策略。高速混合式直流断路器整体方案选用零
电压型混合式直流断路器拓扑结构，采用快速斥力机构提升断路器响应速度，重点对真空电弧电流转移特
城市轨道交通混合式直流断路器高速分断关键技术研究
城市轨道交通混合式直流断路器高速分断关键技术研究直流牵引供电系统负责为电力机车和其他设备提供电力,是城市轨道交通的核心系统之一。
直流开关设备属于直流牵引供电系统重要组成部件,为直流牵引供电系统的安全稳定运行提供保障。
当前我国城市轨道交通直流断路器多为国外公司空气式断路器产品,其开断速度较慢,且灭弧栅片存在烧蚀严重的问题,无法满足快速、稳定切除短路故障的需要。
近年来,随着半导体技术的发展,出现了采用快速机械开关与电力电子元件并联的混合式直流断路器,具有通流能力强,无燃弧损耗的特点,但影响其开断速度和稳定性的高速分断技术仍有待突破,需进行深入研究。
本文对混合式直流断路器的结构与工作原理进行了理论分析,得出影响混合式直流断路器高速开断性能的主要基础特性包括:真空电弧电流转移特性、真空短间隙介质恢复特性及IGBTs短脉冲开断裕量特性。
搭建低压直流回路研究了不同电流参数、回路参数对真空电弧电流转移特性的影响,结合理论分析得到了真空电弧电流转移是否成功的判据,验证了电流转移速率的理论公式;测试不同电流幅值、电流下降率和真空开关开距对真空短间隙介质恢复的影响,得到了真空短间隙介质恢复速率的数学描述;提取IGBT仿真参数,建立IGBT的电热联合仿真模型,得到IGBT的短脉冲开断裕量,并通过试验得到IGBT可在导通时间600μs 条件下,稳定开断3倍额定电流的结论。
综合以上结论,本文提出了混合式直流断路器的智能开断策略,并设计了额定1.8kV/2.5kA,最大开断电流10kA,全分断时间2ms的城市轨道交通混合式直流断路器方案,搭建混合式直流断路器实验样机对高速开断策略进行了验证。
本文研究内容为提升混合式直流断路器的开断速度与稳定性提供技术支撑,对中低压混合式直流断路器的设计提供一定参考。
地铁车辆电气牵引系统应用研究
地铁车辆电气牵引系统应用研究地铁车辆的电气牵引系统是现代地铁列车的关键组成部分。
它不仅对列车运行的安全性和可靠性有着重要的影响，同时也直接关系到列车的节能环保和乘客的乘坐舒适度，对于地铁运营效率的提升有着重要的作用。
本文将对地铁车辆电气牵引系统进行研究分析。
地铁车辆电气牵引系统一般由电机、变频器、传动装置和供电系统组成。
电机是电气牵引系统的核心部件，通常采用交流异步电机或同步电机作为驱动电机。
变频器则是为了适应不同的运行条件和速度，通过电网电源提供适当的电压和电流，是保证电机能够稳定工作的必要设备。
传动装置则是将变频器产生的电能转化为机械动力传递给电机，有时也会采用直接驱动方式，将电机直接与车轮相连。
供电系统则是为整个电气牵引系统提供足够的电能，通常采用第三轨集电方式，有些地铁系统则会采用无线电力传输技术。
在地铁车辆电气牵引系统中，变频器是一个非常重要的组成部分，它不仅决定了电气功率的传输效率，还能通过调节输出电压和电流来实现列车的加速与制动过程。
变频器的控制算法复杂，需要根据列车运行的实际情况进行不断的实时调节。
目前，国内外的地铁系统中，通常采用向量控制、直接转矩控制和分量分离控制等多种控制方法。
在地铁车辆电气牵引系统的研发过程中，还需要考虑到对环境的影响。
传统的地铁车辆电气牵引系统通常采用直流电供电方式，随着社会对环保的要求越来越高，直流电供电方式逐渐被淘汰。
而采用交流电供电方式的电气牵引系统不仅能提高地铁的运行效率和乘坐舒适度，同时也可以减少污染和噪音，是现代地铁系统的发展方向。
综上所述，地铁车辆电气牵引系统是一个复杂的系统工程，它涉及到电机、变频器、传动装置和供电系统等多个方面，需要进行全面的研究和设计。
同时，还需要考虑到对环境和可持续发展的影响。
在未来的发展中，地铁车辆电气牵引系统将不断创新，为地铁系统的发展注入新的动力。
地铁车辆电气牵引系统应用研究
地铁车辆电气牵引系统应用研究随着城市化进程的不断加快，地铁成为了许多大中城市解决交通拥堵问题的重要方式。
地铁系统中的车辆电气牵引系统作为地铁车辆的动力来源，对地铁的运行效率和安全性有着至关重要的影响。
对地铁车辆电气牵引系统的应用研究具有重要的意义。
本文将对地铁车辆电气牵引系统的应用研究进行深入探讨。
一、地铁车辆电气牵引系统的概述地铁车辆电气牵引系统是一种通过电力来驱动地铁车辆的系统。
它由电机、控制器、变频器、传动系统等组成，是地铁车辆的核心部件之一。
地铁车辆电气牵引系统通过电机将电能转化为机械能，从而驱动地铁车辆行驶。
相比传统的内燃机驱动系统，电气牵引系统能够提供更加平稳的动力输出，减少了振动和噪音，同时还具有更高的效率和环保性能。
二、地铁车辆电气牵引系统的应用现状目前，国内外许多地铁系统已经广泛采用了电气牵引系统。
例如北京地铁、上海地铁、伦敦地铁等都配备了先进的电气牵引系统。
这些系统实现了地铁车辆的高效、稳定、安全的运行，为城市交通提供了可靠的保障。
与此一些新兴的地铁系统也在进行电气牵引系统的引入和研发工作，以满足不同城市的需求。
三、地铁车辆电气牵引系统的应用优势1. 环保节能：电气牵引系统不产生尾气，减少了对环境的污染，能源利用效率高，是一种可持续发展的动力方式。
2. 高效稳定：电气牵引系统提供的动力输出更加平稳，对车辆的运行稳定性有着显著的提升。
3. 维护成本低：相比传统的内燃机驱动系统，电气牵引系统的维护成本更低，可以减少运营成本。
4. 控制精准：电气牵引系统的控制性能优秀，可以实现对动力输出的精确调节，提高了车辆的运行效率。
四、地铁车辆电气牵引系统的应用挑战1. 技术难度：电气牵引系统的设计制造需要较高的技术水平，对于一些发展中国家来说还存在技术上的瓶颈。
2. 系统集成：地铁车辆电气牵引系统需要与车辆的其他系统紧密配合，要求对整个系统进行良好的集成设计。
3. 安全可靠性：地铁车辆是城市交通系统中的重要组成部分，电气牵引系统的安全可靠性对地铁的运行有着重要的影响，需要进行严格的测试和验证。
轨道车辆电气牵引技术研究
轨道车辆电气牵引技术研究电气牵引是现代轨道交通的关键技术，也是电气牵引系统的核心。
电气牵引技术可以为轨道交通车辆提供所需的功率，同时由于电气牵引技术的可控制性强，还能助于稳定的转化车辆制动，为现代轨道交通车辆提供可靠的制动方式，确保轨道交通车辆可以实现安全减速、停车，避免轨道交通车辆出现牵引风险，维护现代轨道交通车辆安全通行的状态。
1 现代轨道交通车辆电气牵引技术现代轨道车辆在交通运输中占有很高的比重，增加了轨道牵引技术发展的压力。
本文主要结合现代轨道交通车辆的发展，分析电气牵引技术的应用。
1.1 电气牵引技术中的控制系统电气牵引技术在轨道交通车辆中，由数字控制转向了计算机控制，通过计算机控制系统，监控轨道车辆的运行方式，进而提供信息化的控制方式。
计算机控制系统具备自检、自控的优势，尤其是在交流传感式轨道交通车辆中，更是体现了计算机控制系统的作用。
现代轨道交通车辆中的电气牵引技术，需要利用多重微机，实现高水平的自动控制，计算机控制系统可以在电气牵引技术中，主动控制牵引信号的输入与输出，按照信号处理器的指示，实时控制车辆牵引。
计算机控制系统在电气牵引技术中，发挥了整体性的作用，为电气牵引提供完整的配置，其中比较关键的是计算机控制的软件部分。
计算机控制软件在电气牵引技术中，负责多项控制任务，如驱动、通信等，管控电气牵引技术的诸多模块，形成了网络化的电气牵引，促使计算机控制系统能够管控所有的轨道交通车辆，具有集成化牵引控制的条件。
1.2 电气牵引技术中的主要元件电气元件需要在现代轨道交通车辆的电气牵引中不断磨合，用于提高各项元件之间的配合性。
电气牵引技术中比较重要的元件主要包括受电器、断路器、接口电器等。
1.2.1 受电器。
受电器是电气牵引技术的主要元件，现代轨道电车对受电器性能的要求非常高，必须要确保其在电气牵引中发挥自身性能优势，达到第三轨稳定滑动的要求。
轨道车辆不断提速的过程中，受电器的压力适度，才可以确保电气牵引的受力处于安全范围中，避免出现过大的磨损值。
地铁车辆电气牵引系统应用研究
地铁车辆电气牵引系统应用研究地铁车辆作为城市轨道交通系统的重要组成部分，其电气牵引系统一直是重点研究的对象。
随着城市轨道交通的快速发展，电气牵引技术也在不断得到创新和应用。
本文将对地铁车辆电气牵引系统的应用进行研究，以期为相关领域的发展提供一定的参考和指导。
一、地铁车辆电气牵引系统概述地铁车辆电气牵引系统是指通过电力设备驱动车辆运行的系统，通常包括牵引变流器、电机、控制系统等组件。
其主要功能是将供电系统提供的电能转化为车辆的动力，推动车辆行驶。
电气牵引系统相对于传统的机械传动系统具有效率高、响应速度快、运行平稳等优点，因此在地铁车辆上的应用越来越广泛。
1. 高效能：电气牵引系统可以通过电能转换的方式将电能转化为机械能，其能效高达90%以上。
2. 节能环保：电气牵引系统在能源利用上更加节约，减少了对环境的污染，符合现代社会对节能环保的需求。
3. 调速范围广：电气牵引系统可以根据需要调整电机的转速，适应不同的运行速度要求。
4. 响应速度快：电气牵引系统响应速度快，可以迅速实现车辆的启动、加速和制动。
5. 维护成本低：相对于传统的机械传动系统，电气牵引系统的维护成本较低，维护周期长，维护工作简单。
以上特点使得地铁车辆电气牵引系统成为目前城市轨道交通系统中的主流选择。
下面将对其应用进行进一步研究。
1. 牵引变流器技术的应用牵引变流器是电气牵引系统的核心设备，其主要功能是将供电系统提供的交流电转换为直流电，为电机提供驱动功率。
近年来，随着功率半导体技术和控制技术的不断进步，牵引变流器在地铁车辆电气牵引系统中的应用也得到了很大的发展。
新型的IGBT器件和先进的PWM控制技术使得牵引变流器具有了更高的效率和可靠性，同时也提高了整个电气牵引系统的性能。
地铁车辆电气牵引系统中常用的电机包括直流电机和异步电动机。
随着永磁同步电机和高性能变频调速技术的应用，使得地铁车辆电气牵引系统在功率密度、效率和可靠性方面都得到了较大的提升。
广州地铁B8型车高速断路器与紧急牵引关系研究
直流侧发生振荡时，可启动能耗制动装置，使电能从制动电阻流通，相当于在原来谐振的LC 电路的电容上并联一个可变电阻R h ，此时阻尼系数ζ的表达式改写为：ζ=12R 1C 1L 1√+121R ds +1R h()C 1L 1√由于能耗制动装置可通过PWM 控制调节阻值，因此可通过调节R h ，增大阻尼系数ζ，抑制振荡发散。
此措施依然会造成损耗增大，但因为能耗制动回路是由IGBT 与电阻串联而成，损耗是可控的，且相对于调整牵引电机的控制策略来讲，能耗制动装置的控制策略只需要检测振荡然后导通IGBT 即可，实现较为方便。
3.3逆变器增加功率补偿策略在线性状态方程的分析上，把逆变器的恒功率源进行简化，而实际上还可以通过增加逆变器的控制策略，使其输出功率P 能跟随电容电压u L 进行变化，即P 为关于u L 的函数，在小信号分析下，逆变器的电导S 则变成：S =d i L d u L|u LW =u LW d P d u L -Pu LW 2只要通过控制使输出功率P 跟随u L 的变化，在u L 增大时P 也随之增大，在u L 减小时P 也随之减小，保证d P d u L＞0，使得S 尽量地接近0，即可增大阻尼系数ζ，减少振荡。
4结语在抑制牵引系统正弦振荡的措施上，最有效的手段是在设计时结合供电系统的参数，选取适合的滤波电感和支撑电容，同时在控制算法上增加适当的功率补偿策略。
这样不仅能有效减少调试时间，同时还能避免用增加系统阻尼的手段来抑制振荡，达到节能的目的。
［参考文献］[1]刘可安，高首聪，刘晨，等.地铁车辆交流传动系统主电路振荡抑制研究[J].机车电传动，2006（3）：48-53.[2]孙大南，刘志刚，林文立，等.地铁牵引变流器直流侧振荡抑制策略研究[J].铁道学报，2011，33（8）：52-57.[3]王建民.直流牵引供电系统振荡机理分析及抑制策略[D].北京：北京化工大学，2015：31-40.收稿日期：2018-05-09作者简介：韦兆华（1988—），男，广东广州人，硕士研究生，助理工程师，主要从事轨道交通供电系统与技术的研究工作。
城轨车辆牵引与制动控制系统—高速断路器的控制
2K38的常开联锁（13-14）使得2K40得电工作）的延时断开联锁（15-18） 一直保持2K36线圈得电，这样就由2K36的通电延时联锁（15-18）切断了 2K38线圈回路，高速断路器线圈无法得电闭合。
图3-27牵引控制系统对HSCB的控制
若DCU检测到某种严重故障，其内部的继电器常开触头断开，导致高速断路器失电跳闸， 所以，DCU也能断开高速断路器。
若差动电流大于50A，K2的常开触头断开，导致高速断路器失电跳闸。
（3）断路器状态显示
➢ 高速断路器的状态可以从按钮灯上判断。 ➢ 当主断合按钮绿灯亮时，表示所有高速断路器已处
于闭合状态； ➢ 当主断分按钮红灯亮时，表示所有高速断路器已处
于断开状态。 ➢ 若主断合按钮绿灯和主断分按钮红灯都不亮，则表
示所有高速断路器不处于同一状态（比如有1~3个 发生跳闸）。
3．高速断路器控制
高速断路器(HSCB)lQ02的起动控制由 列车电源线30420供电(DC110V)，由受电弓 和高速断路器控制自动空气开关2F30进行过 流保护，控制电路如图：
高速断路器“合”按钮开关
高速断路器起动 “合”列车线
高速断路器“分”启动继电器 高速断路器“合”启动继电器
图3-25 高速断路器合闸起动控制电路
注意2：
➢ 由于高速断路器在合闸时需要的力矩较大，而在 合上后保持力矩较小，故在启动时1Q02线圈接通 的是DC110V电压，在保持时线圈串接了限流电阻 2R01工作，起到保护高速断路器的作用。
➢ 在启动时由2K38的三个常开联锁01-02、04-03和 05-06串联供电，这样可以提高可靠性，减少误动 作的可能性。
城市轨道交通车辆高速断路器控制原理及技术优化
• 200•现阶段，城市轨道交通电气系统具有负载多、电压高、容量大的特点，子系统负载发生短路、过载等故障时，电流过大，极易导致设备发生损坏，甚至出现接触网损坏。
高速断路器是地铁车辆电气系统中的关键部分，主要用来承担电路过电流保护任务。
城市轨道交通系统在运行的过程中，如果发生短路、过流等故障时能够快速地切断电路，起到保护电路的作用。
但在实践中由于高速断路器是一个机械元件，在使用的过程中具有动作时间长、分断电弧影响使用寿命等特点。
文章以某一城市轨道交通电气系统为研究对象，阐述并分析了现有高速断路器方案的特点，并提出技术发展及方案优化，为城市轨道交通车辆高速断路器的使用提供参考。
1 高速断路器简介高速断路器是电力行业的一项关键设备，高速断路器在电力系统中的主要功能是按照电力网系统工作将电网中的某一区域内的电路或者说某些电力设备投入使用或者是将电路、设备推出运行，实现对电网运行方式的控制，此时，开关触头承载的为负荷电流。
当电网系统中的某些区域线路或者是线路上的设备出现运行故障时，高速断路器能够快速地将发生故障部分线路或者是设备与电网系统的连接切断，进而保护电力网中其它正常运行的部分不受故障部分线路或设备的影响，达到保护电力网运行稳定的目的。
此时，开关触头承载的是电力网中发生的故障电流或者是短路电流。
2 高速断路器控制原理2.1 主要构成部件高速断路器是由玻璃纤维绝缘材料制成的固定绝缘框架，主要包括主电路、脱扣装置、灭弧栅、闭合装置、辅助触头等。
结构如图1所示。
2.2 工作原理高速断路器在运行的过程中主要包括五种状态：吸合、保持、断开、灭弧、脱扣。
（1）吸合原理。
电路系统在供电后，断路器闭合，此时由于系统内的闭合线圈装置得电，电磁力作用在连接叉上，并施加给动触头一个向左的作用力，驱动触头在作用下，发生移动与静触头连接，此时辅助触头开始移动。
值得注意的是，连接叉施加的力作用在动触头上时，动触头会与静触头结合，为了降低两者在结合的过程中出现较大的作用力（撞击力），设置一个能够有效释放撞击力的装置，即闭合阻尼器。
UR6型高速断路器在地铁车辆的检修技术研究
UR6型高速断路器在地铁车辆的检修技术研究摘要：本文主要介绍了地铁车辆中广泛使用的UR6型高速断路器的结构和工作原理，指出具体检查与维护的方法，为城轨车辆的高速断路器的检修提供参考。
关键词：地铁车辆；高速断路器；检修1.引言UR6型断路器是一种通过空气自然冷却的直流高速限流断路器，可在极短的时间内对检测到的过载电流（短路、过载检测等）作出反应，普遍用于保护城市轨道交通车辆上直流回路中的电气设备。
当高速断路器闭合时，车辆将获得由受电弓从接触网（或第三轨）引入的电源，得以投入工作；若车辆主电路或辅助电路发生短路、过载、接地等严重故障时，故障信号通过相关控制电路使高速断路器自动断开，切断车辆总电源，防止故障范围扩大。
目前，城轨车辆上使用较多的是赛雪龙公司的UR6系列高速断路器。
其中，UR6-31型额定工作电压为900V，适用于在750V网压下运行的城轨车辆，UR6-32型额定工作电压为1800V，适用于在1500V网压下运行的城轨车辆。
2.UR6型高速断路器的组成及工作原理2.1主要组成部件UR6型高速断路器由固定绝缘架、主电路、驱动装置、灭弧装置、过流脱扣装置、辅助触头及其驱动部件6个部分组成。
图1 UR6型高速断路器主体结构图2.2工作原理UR6型高速断路器主要包括合闸、保持、分闸和脱扣4种状态。
2.2.1合闸原理当断路器接收到一个合闸命令时，合闸装置（1）推动拨叉（2），由拨叉推动动触头闭合，同时主触头间（3&9）产生接触压力。
连接动触头（3）的联动杆（4）驱动辅助触点（5）。
减震缓冲器（6）可对合闸过程中产生的冲击力起到减震作用。
2.2.2保持原理主触头闭合后，线圈通过其辅助触头自锁，合闸装置（1）只需借助一个较小的保持电流（E type电保持）来维持接触压力。
2.2.3分闸原理可以通过向断路器发送一个远程的切断保持电流（E type电保持）的分闸命令，此时断路器的拨叉（2）将向合闸装置（1）方向运动。
城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器的应用
城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器的应用发布时间：2022-09-17T08:19:50.080Z 来源：《中国科技信息》2022年第10期作者：查建杨[导读] 进行城市轨道交通车辆的牵引系统运维查建杨昆明地铁运营有限公司云南昆明 650032摘要：进行城市轨道交通车辆的牵引系统运维管理工作时，应结合牵引工作的特点，分析出高速断路器的使用价值。
关键要先确定断路器的组成结构，并确保工作人员能够了解该设备的运行原理，掌握设备的灵活操作方法。
实际上，断路器主要用于断开或闭合线路。
当线路断开时，系统就处于断电状态，电流无法通过；当线路闭合时，系统就可以通过电能获得牵引动力。
这就突出体现了高速断路器的重要作用，需要将日常设备检修工作重心放在对该装置的管理环节上。
关键词：城市轨道交通；车辆牵引；高速断路器轨道交通是新时期用于解决城市交通拥堵问题的关键所在，需要提前根据城市基础设施建设情况来规划施工路线，并应完善基础机电设备。
从轨道交通的运行特点来看，其主要依靠电能获取动力。
因此，为保证交通运行安全，应着重研究如何优化牵引系统，本文中主要介绍的是高速断路器在牵引系统中的功能及具体应用思路。
1.牵引系统中高速断路器的功能与基本组成结构 1.1高速断路器的主要功能决定在轨道交通车辆牵引工作中使用高速断路器之前，需要先结合设备运行原理，分析其具有哪些应用价值。
实际上，高速断路器主要通过保持连接及断开连接这两种方式，来满足牵引供电工作的基本要求。
通常当该设备内部线圈与辅助触头相连，让线路成为闭合状态后，就可以通电运行。
当设备断开连接后，牵引系统中不再有电流通过。
主要作用就是在发现电流、电压量异常时，通过自动断开连接的方式切断电源，从而降低车辆运行时发生安全风险的几率，保障牵引系统中各个机电装置不会因为电路故障而报废。
下图中表示的是该设备的基本运行原理：3.在城市轨道交通车辆牵引系统中应用高速断路器的注意事项 3.1检查线路连接情况在使用高速断路器时，要保障设备的安全运行状态，确保设备的各项功能可以充分发挥出来。
现代轨道交通车辆电气牵引技术探讨
现代轨道交通车辆电气牵引技术探讨随着城市的不断发展，城市轨道交通也得到了快速发展，尤其是近几年我国城市扩容日新月异，城市空间不断扩展，轨道交通发展也要紧跟城市发展步伐。
在现代化轨道交通使用的车辆，需要使用牵引技术才能够保证其平稳运行，在一般情况下使用牵引技术都是借助电气完成的，此技术在使用上比较普遍，为了提高其使用效率，需要对电气牵引技术进行研究，使其功能不断完善，以此来提供更优质的交通服务。
标签：轨道交通车辆;牵引技术;接口电气1 城市轨道交通车辆电气牵引系统介绍电气牵引技术之所以能够在城市轨道交通车辆中具有极高的应用价值，主要是牵引系统的作用。
电气牵引系统通常情况下会借助两种方式来驱动轨道交通车辆前行，一种是第三轨供电方式，另一种是架空接触网供电方式。
但是城市轨道交通毕竟不同于其他方式的轨道交通，所以在应用时需要进行优化调整，以此保证电气牵引技术能够发挥出最大的价值。
关于这一点，我国有关部门已经做出了相应的技术规定，具体内容如下：应用于城市轨道交通车辆的电气牵引技术恒定引力要在 3 ～43.33km/h，配合恒定速度要保持在43.33 ～65km/h，恒定牵引力为kn，自然牵引力为230.2kn。
2 城市轨道交通车辆电气牵引技术的主要元件元器件的磨合程度越高，电气牵引技术发挥的作用就越大，所以一定要依照电气牵引技术的需求来选择和设置各种元件。
城市轨道交通车辆电气牵引技术的主要元件有三种，具体如下。
2.1 接口电器城市轨道交通车辆中接口电器一直都很受欢迎，但这并不意味着接口电器本身没有什么问题。
若在使用过程中不规范操作或者是接口电器自身质量不合格，都会产生匹配不达标的问题。
因此工作人员在选择接口电器时，定要保证电气牵引技术符合现代交通车辆的运行要求，两者必须相匹配，否则接口电器就无法发挥作用。
2.2受电器受电器主要发挥稳定性的功能。
若没有受电器，城市轨道交通车辆将无法平稳行驶，当然如果选择的受电器性能不佳也会出现同样的问题。
地铁列车高速断路器增加上升率保护配置的分析研究
地铁列车高速断路器增加上升率保护配置的分析研究摘要：本文针对提高地铁供电系统的保护配置与列车车载高速断路器的保护匹配性开展研究。
以深圳地铁1号线的设备选型及保护匹配情况作为研究实例，通过对地铁牵引供电系统的保护曲线以及车载断路器的保护时间进行计算，对比在不同线路时间常数下的短路分析，研究在各类远近端短路工况下的保护匹配性。
关键词：列车高速断路器；上升率保护；配合0引言地铁直流牵引供电系统承担直接为列车开行提供电源，其稳定性直接关乎行车供电安全。
列车通过受电弓从牵引供电系统接触网/轨取电运行，每回取电回路下设置一组高速断路器作为下级负荷开关，配置了电流保护功能，其保护配置应与供电系统的保护配置充分配合，否则在发生各类短路性质的故障情况下，极有可能发生越级跳闸或保护拒动，扩大停电影响范围，造成不必要的损失。
由于牵引供电线路的复杂多变性，并且地铁列车的负荷存在动态变化的特点，因此各类不同的工况都有可能影响保护特性的匹配功能。
1研究背景及目的本研究旨于对地铁列车与牵引变电所保护配合的特性进行分析，研究各类工况下的保护动作情况，从而在故障分析中给与指导意义，并且为提高供电系统的可靠性提供研究思路。
2保护配置情况与短路工况分析2.11号线保护配置情况地铁列车车载断路器配置大电流脱扣（直接过流跳闸）保护；变电所馈线断路器一般配置di/dt、ΔI及大电流脱扣等保护。
以1号线为例，列车配置UR6型高速直流断路器，变电所馈线配置DCP106型保护装置，相关的保护定值如下：表1 保护设定值变电所馈线di/dt保护的动作过程为：当检测到馈线电流大于电流上升率启动值di/dt_del时，保护启动；电流上升率降低时进入延时（t_del）;延时完成后如果电流增量大于设定值DI_del，则保护出口跳闸。
因此从短路开始到保护出口跳闸的时间≥t_del。
1.1.短路工况分析牵引系统内部短路在大部分情况下都相当于变电所馈线的中、远端短路。
城轨列车牵引系统设备检修—认识高速断路器的工作原理
高速断路器的工作原理
教学目标
► 理解高速断路器的工作原理
教学重点
► 高速断路器的工作原理
目录
01
高速断路器 工作原理
●高速断路器的工作原理
► 当按下高速断路器“合”按钮，闭合装置的线圈得电，带动连杆推
动动触头与静触头接触，置高速断路器于“合”位置。电流从上接线 排，通过闭合动、静触头流向动触头臂至下接线排，使接触网与车辆 主电路电气设备接通。01来自●高速断路器的工作原理
► 当高速断路器闭合后，脱扣装置监控电流的大小，短路发生时，当
电流值超过其跳闸值时，该装置动作，通过转换机构带动动触头移 动，与静触头分开，使高速断路器处于“分”状态。
► 主回路上有电压，高速断路器断开的瞬间，动、静触头之间会产生
电弧。电弧从动触头到右部连接件，跨接到左部连接件进入灭弧罩， 被分割并送入导流板、经冷却后熄灭。
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城 市 轨 道 交 通 是 运 量 大、能 耗 低、污 染 少、快 捷 舒 适、安全的绿色环保运输体系 。 ［１］ 随 着 我 国 经 济 的 高 速 发展，为缓解城市交通拥挤状况、改善人 们 出行 条件、减 少空气污染、促进 城 市 可 持 续 发 展，国 内 部 分 大 中 城 市 相继提出建设轨道交通项目。城市轨道交通车辆是轨 道交通系统中的 核 心 装 备，其 牵 引 系 统 技 术 难 点 大、安 全可靠性要求高，为保证车辆出现过 流或短 路 等故 障时 不使故障蔓延至供电网络，牵引系统 保护器 件 的选 型应 与供电网一级保护器件相互匹配，从 而隔离 故 障车 辆并 保护车辆设备。主要对牵引系统中牵引变流器过流保 护装置———高速断 路 器 的 功 能、组 成、工 作 原 理 等 进 行 了阐述，通过１ｋｍ 平 直 道 启 动、运 行 至 停 车 仿 真，分 析 主回路电流、车辆速度、车辆牵引力变化 趋 势，从而确定 主回路电流范围。同时，建立牵引系 统等效 建 模分 析从 而确定了牵引系统特殊工况下的电流值，为 牵 引系 统参 数选型提供工程计算依据。 １ 牵 引 系 统 组 成
第 ３９ 卷 第 ４ 期
铁道机车车辆
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．４
２０１９年８月 ＲＡＩＬＷＡＹ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ ＆ ＣＡＲ Ａｕｇ． ２０１９
文章编号：１００８－７８４２ （２０１９）０４－０１０６－０５
城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器应用研究
为保证车辆及电网运营安全，接 入直流 电 网的 设备
应具有过电压及过电流保护。过压保护通过避雷器与
受电弓或受流靴下级负载进行并联，当 出现严 重过 电压
时使负载旁 路 从 而 保 护 车 辆 设 备。 过 电 流 保 护 以 图 １
系统为例，主熔 断 器 Ｆ０ 作 为 车 辆 上 两 个 牵 引 逆 变 器 及 两个辅助逆变器负载的总过电流保护，其参数 应与 上级
功率电容 器、直 流 高 压 开 关、高 压 电 缆 等 器 件 组 成 。 ［３］
其组成器件价格 昂 贵，过 流 耐 受 电 流 小，过 流 耐 受 时 间
短等特点。当出现过流时应尽快切断故 障电 流，保 护其
主 要 部 件 ，并 隔 离 故 障 区 域 。
ＵＲ 系 列 直 流 高 速 断 路 器 是 机 械 式 单 相 快 速 断 路
王 清 永１ ，李 玉 山２，姚 文 革２ ，齐 鹏 宇２ （１ 天津市地下铁道运营有限公司，天津 ３００２２２；
２ 北京纵横机电科技有车辆牵引系统作为复杂大系统，对安全性、可靠性及实时 性 要 求 高，其 主 回 路 保 护 器 件 选 择 应能保证系统安全、可靠且能有效保护主回路设备，因 此 保 护 器 件 工 程 计 算 应 考 虑 总 体 线 路 极 限 工 况。 为 得 到 各 工况下相对准确的主回路电流，对牵引系统主回路 进 行 了 简 化，并 建 立 了 近 似 等 效 模 型。 通 过 主 回 路 等 效 模 型 进 行计算得到主回路在弓网离线时的最 大 电 流，为 牵 引 系 统 设 计 及 主 回 路 保 护 器 件 高 速 断 路 器 选 择 提 供 了 理 论 依 据。ＭＡＴＬＡＢ 仿真及车辆上的测量验证了等效模型及计算的准确性。 关 键 词 轨 道 交 通 车 辆 ；等 效 模 型 ；高 速 断 路 器 中 图 分 类 号 ：Ｕ２３９．５ 文 献 标 志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７８４２．２０１９．０４．２４
牵引变电站 主 断 路 器 ＱＦ０ 参 数 匹 配。 同 理，牵 引 变 流 器作为车辆核心部件，其过电流保护装 置也应 与上 级主
熔断器 Ｆ０ 参数进行匹配。 ２ 高 速 断 路 器 特 点 及 组 成
（１）高 速 断 路 器 特 点
牵引变流器主 要 由 线 路 电 抗 器、功 率 半 导 体 器 件、
器，具有电磁吹弧和消弧、直接瞬时过流 脱扣、间接 快速
脱扣、脱扣值可调、电控分断、自然冷却 等特点。 当 下级
负载出现故障超 过 整 定 值 时 分 断，响 应 时 间 极 端，仅 为
几毫秒。以 ＵＲ１０系列产品为例，其电 控系统 脱扣 延迟
为
５～１０
ｍｓ，过
流
保
护
脱
扣
时
间
与
故
障
电
流
上
升
率
ｄ犻 ｄ狋
图 １ 城 市 轨 道 交 通 车 辆 供 电 网 及 车 辆 系 统
图 ２ 高 速 断 路 器 故 障 分 断 时 间 曲 线
（２）高 速 断 路 器 组 成 如图１系统架构，高 速 断 路 器 ＱＦ２、ＱＦ３ 属 于 主 熔
断器 Ｆ０ 下级、牵引 变 流 器 前 级 保 护 器 件。 高 速 断 路 器 安 装 在 车 体 底 部 ，根 据 系 统 集 成 方 式 不 同 可 集 成 在 高 压 箱 、牵 引 逆 变 器 等 箱 体 内 。 高 速 断 路 器 组 成 主 要 包 括 绝 缘框架、主电路、灭弧 装 置、跳 闸 装 置、电 控 系 统 及 辅 助 开关单元等。
有关，其脱扣时间 与 故 障 电 流 上 升 率 曲 线 如 图 ２ 所 示。
ｄ犻 ｄ狋
＝２·１０６
（Ａ／ｓ）时
，其
分
断
时
间
为２．８
ｍｓ左
右
；ｄｄ犻狋＝
８·１０５（Ａ／ｓ）时 为 ３．９ ｍｓ左 右 。
王 清 永 （１９８３— ）男 ，高 级 工 程 师 （修 回 日 期 ：２０１９－０４－１９）
第４期 城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器应用研究 １０ ７
城市轨道交通车辆受电主要以接触轨或架空线两 种供电方式，电 压 制 式 以 ＤＣ７５０ Ｖ 及 ＤＣ１５００ Ｖ 为 主 。 ［２］ 以某地铁车 辆 线 路 牵 引 供 电 网 及 车 辆 供 电 系 统 组成为例，如图１所示。牵引变电站 将电网 电 压转 换为 １０ｋＶ 或３５ｋＶ 中压交流电，再降压后作为 整 流装置的 输入，整流装置输出 ＤＣ７５０Ｖ 或 ＤＣ１５００Ｖ 电压。直 流电压通过接触轨或架空线将能量传递 至 车辆，车辆通 过受流靴或受电弓从直流电网受电，并通过 轮 轨接 触方 式进行回流。