SS4G型电力机车主断路器故障及处理

SS4G型电力机车主断路器故障及处理

摘要

电力机车广泛应用于轨道交通、城市和轨道交通。作为交通系统的动力系统，主断路器可以说是铁路交通运输系统的核心组成部分之一。在电力机车的电路可以划分为三个板块，分别是主电路、辅助电路和控制系统，他们共同承担着电力机车的电路传输功能。

此次笔者的设计主要是针对主电路上的核心组件进行优化。由于主断路器的主要作用是链接受电弓和绕组，处于机车车顶最中心的位置，可以说是电力机车的开关。其次主断路器车承担着保护机车电源的重担，当辅助电路发生短路时，可以切断他们之间的联系，从而达到将电力机车电力故障保证在一定范围内，将损失降到最小。

从而可以看到，主断路器在主电路中的重要作用，不仅是重要的一环，也二十电力机车电路的开关。其重要性不言而喻，针对主断路器常见故障，笔者通过大量的调查分析，发现了主断路器在实际运行中存在诸多问题，针对这些问题，提出了自己的解决和优化的建议。

本文对新型主断路器进行了分析，将主断路器的发展与日常使用相结合，探讨了在保证人身安全、设备安全和生产安全的前提下如何更好地投入使用。

关键词：电力机车；维护与运用；断路器

第1章绪论

1.1 概述SS4G型电力机车主断路器

SS4G型电源断路器采用真空作为绝缘介质和电弧绝缘介质，具有中等强度恢复的特点。与空气断路器相比，SS4G型电力机车电路结构简单、运行可靠、容量大、运行速度快、绝缘强度高、检测工作量小等优点，在电力工业中得到了广泛的应用。

1.1.1设计背景

真空中的真空保护开关也意味着——和电弧介质、真空高压电阻和电介质性能都将受到快速恢复的威胁。与空气动力开关相比，真空保护开关简单、可靠、分段能力强、速度快、抗冲击能力强，可根据环境和特种电力机车的使用情况而有些条件差——保护开关可用于80年代的电力机车。

1.1.2设计目的及意义

此次设计的主要目的就是为了能够发现主断路器在实际运行中存在哪些问题，并且其出现这些问题的原因，通过对主断路器的测试发现其故障的成因，通过自己的专业知识和实际经验，提出相应的优化措施，为保障电力机车的安全运行为目的。

1.1.3 SS4G型电力机车主断路器的工作及动作分析

断路器本体由导电电路、绝缘系统、密封件和外壳组成。整个结构为三相共箱型。导电电路由SS4G电力机车的导电杆、绝缘支架、导电夹、软连接和灭弧室组成。

该机构具有储能、开关断开、手动操作等功能。整体结构由开关弹簧、储

能系统、过流释放、开关线圈、手动开关系统、辅助开关、储能指令等部分组成，当SS4G电动马达电流为零时，SS4G电力机车断路器迅速通过等离子体扩散并断开。通过切割弧形成的弧。

储能过程：当储能电机14接通时，电机转动偏心轮。偏心轮附近的辊10使曲轴9和连接板7震动。储能指甲6使曲轴11转动。当雷切特11上的销和宝塔32上的板彼此靠近时，它们一起移动以延长悬挂在宝塔32上的闭合弹簧21。堆垛机32通过定位销13固定，以保持能量状态。此外，充电盖32上的曲柄臂按下开关5关闭电池14，提起钉子形状进行存储，并进行可靠的分离。

闭合操作步骤：当机构接收到闭合信号（开关关闭并存储能量）时，磁铁15的磁芯闭合并吸附。位置测量装置沿13个方向逆时针旋转，释放能量并保持不变。闭合弹簧21逆时针锁定堆垛机32、凸轮皮带30、活动连接板29和臂27。半轴25固定机构关闭。由于锁定位置确定组件不逆时针旋转位置牛，联锁装置28确保联锁机构的作用，并确保机构处于关闭位置。

开关操作：当主断路器断开，电磁铁就会收到相应的信号，进行自己的动作，铁心被吸住，开关释放装置19的上拉杆向上移动，释放轴16旋转，上拉杆18向上移动，上弯板26和半轴25向后旋转。凯维。半轴25和臂27分离。在开关弹簧的作用下，断路器完成开关操作。

电力系统变压器及线路等部件，由于驱动方式的改变，故障的检查和纠正，线路和拆除变得必要，已经进行了多次操作。为了在正常情况下接通和断开电路，在改变驱动方式时，可以灵活地进行开关操作，当电路发生故障时，可以迅速排除故障电流。其中，断路器的任务最为重要，其位置最为重

要，其结构最为复杂。

SS4G型电力机车车体结构采用S4G型电力机车。当通过操作机构关闭触点时，触点之间会发生电弧，高温下蒸汽从触点表面蒸发。由于接触部分设计成特殊形状，电流通过时会产生磁场。在磁场的作用下，电弧沿着接触面快速移动，将一部分金属蒸汽凝结成金属圆筒，当电流达到自然零度时，电弧消失。触点间的中等强度迅速恢复。

SS4G电力机车断路器具有许多优点。广泛应用于变电站。由于特殊的RF4G电力机车零部件，电弧室的故障率最近随着制造水平的提高而降低。

SS4G型电力机车断路器切割能力强，消弧能力强，寿命长，结构简单，维护方便，广泛应用于电力系统，显示出巨大的优越性。SS4G电力机车电路在10千伏高压断路器中具有绝对优势。吉林阿吉诺斯集团有限公司是中国最早的研究开发公司。工业化的高科技公司将此开关投入到中国最大的永磁开关研发基地。

1.1.4BVAC N99型交流SS4G型电力机车主断路器结构及动作原理分析

1-底板；2-插座连接器；3-110V控制单元；4-辅助触头；5-肘节机构；6-保持线圈；7-风缸；8-电磁阀；9-调压阀；10-储风缸；11-垂直绝缘子；12-绝缘操纵杆；13-传动头组装；14-高压连接端(HV1)；15-水平绝缘子；16-SS4G型电力机车开关管组装；17-高压连接端（HV2）

图1 BVAC N99型交流SS4G型电力机车主断路器

高压部分的结构如图1所示，包括水平绝缘体、SS4G电力机车总成、传动轴头总成。从图中可以看出，SS4G型电力机车成套装置安装在水平绝缘子内，在机车顶部形成高压回路。SS4G型电力机车机组采用密封箱空气隔离。SS4G电力机车组包括触点、静触点和陶瓷盖。SS4G型电力机车是SS4G型电力机车组最重要的参数之一，与SFG型电力机车组的起动能力有着密切的关系。

中间绝缘部分包括如图1所示的垂直绝缘体11和基板1，以及安装在顶部和断路器之间的O形环。

安装在地板上的垂直绝缘体，提供30千字节的绝缘需求。分离杆通过垂直绝缘体的轴向中心孔将电空触点与SS4G电力机车组连接。这个板固定在屋顶上。O形圈确保断路器和车顶之间的密封。

控制部分包括控制部分，如气缸、调节阀、压力开关、电磁阀、压力缸、固定阀、肘部机构和110V控制单元。

1.2 电力机车新型智能主断路器的研制

针对现有电力机主的断路器不足，开发出了新型电力机主断路器。那个设置方式是「1+1」。当主断路器发生故障时，司机可以通过开关切换到另一个主断路器。

主开关用于连接和分离电力机车的高压线。机车开关。如果机车发生故障，可以迅速脱离机车，保护其它设备。机车主保护装置具有主开关R的控制和保护两大功能，其可靠性直接影响机车的安全。

目前安装的电力机车、DEM电源开关中的主空气开关和SS4G电源开关（主断路器）。断路器结构复杂，通过空气的误差率太高，机车上不会断裂。

所以我们在机车上安装了两个主断路器。也就是说，两个主断路器安装在同一个支架上。控制器彼此独立。两个主断路器在机车上工作，避免了单个主断路器故障造成的损坏，保证了机车的安全运行。

1.3 电力机车上新型SS4G型电力机车主断路器设计思路

目前，电力机车只有一个主断路器。如果主断路器在空气断路器或SS4G 电力机车断路器断开后失效，机车可以停止行驶，等待解除。所以我们设计并添加了主断路器。当主断路器故障时，另一个主断路器代替机车的正常运行。同时，为了改变机车的现有结构和尺寸，设计了两个主断路器，使其易于安装。

SS4G电力机车灭弧。为了提高主断路器的寿命，减小主断路器的体积，取消原空气断路器的隔离开关，破坏电弧室，使电弧室成为SS4G电力机车。SS4G型电力机车的绝缘强度远大于通风边缘的强度。此外，SS4G电力机车

的设计是为了减少灭弧所需的间隙。SS4G电力机车破坏了方舟室，不能直接用于电力机车。由于普通电弧室的使用寿命为10000次，电力机车断路器操作频繁，10000次使用寿命为10000年，采用双断路器串联，提高了高压隔离能力。电弧室的使用寿命将大大提高。如果接触齿距小，Y值增加。为保证破碎面同步切割，设计了专用传动机构，使异步度小于1 ms，安全值小于2 ms，采用特殊结构的波管，并混合小间隙，将弧室寿命设置为30000次或m。矿石。通过大量的动态分析试验，阐明了上述SS4G型电力机车断路器的机械寿命超过20万次。

最大短路电流为10 kA，但灭弧能力为20 kA，实际裕度大于1倍。灭弧室内动、静触头材料选用铬铜合金，截止电流小于5a，有效防止操作过电压的发生。

操作机构及传动设计：主断路器是主断路器操作机构的基本要求之一。目前广泛应用的转向电磁、弹簧、气动、液压、电动等机械，但其故障率为70%以上的总断路器。因此，无磨损良好的永磁机构，保证了主电源开关长期运行的可靠性。圆弧室的闭合力为1000～12万头奶牛，永磁机构的闭合力为33万头奶牛，充分保证了机构的正常工作。变速器接触弹簧寿命超过500万次。

采用钕铁硼永磁体。具有较高的剩磁感应强度。Br为1.4t（如果反磁曲线上的磁场强度h为零，则相应的磁感应强度也是剩磁）。具有很高的矫顽力。与接触压力相比，永磁机构的压力留有100%的裕度，以确保足够的安全性。

永磁机构通过电磁机构与永磁体的特殊组合，实现了传统机构的功能。

电磁线圈和磁路是静态机构。如果设计合理，则不会对外力造成损坏，也不会正常损坏。当材料选择合理，设计可行时，证明永磁机构本身的寿命可达一百万倍以上。

永磁体与绕组之间的耦合解决了闭合时的大功率能量问题。这是因为永磁体可以提供闭合的磁能。当永磁机构工作时，只提供瞬时电流。如果科伊尔在一起，科伊尔就不会通过。保持力由永磁体提供，永磁体不消耗能量。这就减小了闭合的尺寸和工作电流。因此，执行机制可以真正实现免维护、免维护、长寿。

绝缘设计：高压开关的绝缘设计非常重要。由于屋顶空间的限制，供暖距离不能太大。优异的绝缘性能。它很便宜，但它是用金属接头连接的。根据电力机车运行情况，选择了粘结强度高、机械强度高、耐寒、耐热、化学稳定性高的APG工艺复合绝缘材料。空气湿度100%时，空气绝缘距离大于400米，电压等级27.5千伏，出站距离1.2米，入站距离0.9米，接地电压80千伏/1分钟。空间被破坏了。APG复合绝缘材料能承受85千伏/1分钟，与水不相容。防止雨水保温层排水，有效防止陶瓷瓶排水事故。

第2章SS4G型电力机车断路器开关管测试

2.1 测试概述

介绍了韶山3型、韶山7型电力机车SS4G型电力机车断路器的原理、结构和技术参数，并对S4G型电力机车开关的试验和运行情况，以及固定头磨损的测量方法进行了探讨。SS4G电力机车。本文对SS4G型电力机车检查用断路器是否符合检查要求进行了检验。电力开关的电力机车是电力机车的总开关。电源电机电路。电力机车过载短路，保护接地等重要部件。SS4G机车电源开关采用单点交流保护开关。SS4G机车（VSL）和电气空气。而保护开关，相比于高、环境、稳定性受到破坏等。因此，空气断路器已被SS4G电力机车的断路器所取代。本厂修配的电力机车主要采用先进的SS4G型电力机车断路器。对SS4G电力机车的SS4G电力机车断路器进行了检查和固定，对其性能和技术指标的严格要求，影响了厂用电力机车的断路器检查和S4G电力机车试验周期。为了解决SS4G电力机车断路器的技术参数试验问题，对SS4G电力机车断路器的原理、检查试验方法和注意事项进行了认真的检查。

2.2 SS4G型电力机车开关结构组成及工作原理

SS4G型电力机车开关管由两个铜合金触点、一个静触点和一个动触点组成。静触点连接在金属法兰上，金属法兰连接在电弧室陶瓷外壳上。外部由两部分组成，用铁丝网隔开。当触点被切断时，电弧点火产生的金属蒸汽会产生沉积物，从而使沉积物不会沉积在陶瓷零件上。

通过操作杠杆，触点可以保证与轴向运动的直角接触。金属尖头管焊接在接触件上，端法兰（整个密封部分）用于S4G电厂的密封。金属屏幕也用来保护贾布拉周围。SS4G型电力机车断路器的绝缘距离垂直763 mm，水平1070

mm，320 mm。由于SS4G电力机车具有良好的绝缘性能，因此充电触点之间的距离可以设计得很小。如果交流电流超过零，交流电弧会变得更容易。在几毫秒内，触点之间的绝缘迅速恢复，不会再恢复。其独特的接触面形状对应增加吸引力，沿着接触轴旋转电弧，减少电弧在热点中的作用，并将接触磨损降至最低。

图2-1 SS4G型电力机车开关管

2.3 测试过程及结果

SS4G电力机车S4G电力机车可进行试验，以测试S4G电力机车。采用S4G 型电力机车S4G型电力机车试验机进行故障试验。SS4G电力机车与SS4G电力机车断路器的两端相连。通过四个参数obr、ocm、ccm和cbr（mm）计算弹簧支座的总水平行程。（obr-br）mm，动态接触行程（ocm-ccm）mm，接触压力行程（obr-br）-（ocm-ccm）mm。

量具：量具、导杆、滑校器、滑校器、8毫米扳手、密封盖。

检测方法：为了执行以下测量，辅助电路（气体电路和电路）必须连接到打开和关闭电路的主断路器。拧动螺母（测量中的水和灰尘）。注意：当仪表运行时，不要打开或切断主断路器。测量误差范围为0.05 mm或更小。

测量OBR尺寸（弹簧座开口），S4G电力机车断路器打开。将仪器插入导盖，手动关闭导套。将压力表推到弹簧保持架附近。测量并记录OBR值，以取消仪表的最大值。合上断路器。测量CBR尺寸（弹簧座闭合），合上SS4G电力机车断路器。将压力表推到弹簧座附近。测量并记录CBR值。转动导管，移动仪表测量CCM尺寸（闭合触点），闭合SF4G电力机车断路器。手动紧固未固定轴导管，将数量表推到紧螺母附近，测量并记录CCM值，从导管中取出数量表，切断断路器，测量OCM尺寸（动触点的开度）。将压力表插入导管，将压力表推到紧螺母附近，测量并记录OCM值，从导管中取出压力表，松开导管，关闭尺寸入口。

确认SS4G电力机车接触，测量下一个新行程。OBR、OCM、CCM、CBR（mm）四个参数计算弹簧座的水平总行程、接触行程和接触行程。将试验结果与使用前的测量结果进行比较，并填充常规试验垫。当满足以下三个条件时，2 mm<头部压力行程>4.25 mm；接触行程<2 mm；19 mm<弹簧座水平总行程>20.5 mm。S4G电力机车的接触磨损可以确定为适合使用范围。S4G型电力机车的SS4G型电力机车已通过等级试验。通过电机绝缘和接触寿命检测。SS4G型电力机车是SS4G型电力机车断路器的重要组成部分。

2.4 小结

近年来，电力机车空气断路器被一种新型断路器所取代。SS4G型电力机车断路器技术参数高。通过收集相关技术数据和试验误差，建立了萨康坎3 7型电力机车SS4G型电力机车的试验方法。近两年来，采用该方法对三线S4G车站的电力机车进行了检查，现已安全运行。不好的反馈。上述试验方法的科学性和可行性，可为解决电力机车SS4G型电力机车断路器试验技术参数问题提

供依据。SS4G型电力机车断路器为单点交流断路器。因此，空气断路器已被SS4G电力机车的断路器所取代。本厂许多电力机车采用先进的SS4G型电力机车断路器。S4G电力机车的SS4G电力机车经过试验并固定在S4G电力机车的断路器上。为解决SS4G型电力机车断路器技术参数试验问题，详细介绍了4G型电力机车分、合管原理、检查试验方法及注意事项。

第3章SS4G型电力机车主断路器的维护与保养

3.1 SS4G型电力机车断路器的常见故障现象及处理方法

在收到SS4G电力机车断路器的故障信息后，第一步是确认该机车的其他故障是否导致SS4G电力机车的异常运行，并确认该机车的风源和电源是否良好。其次，在确定正常风源和电源后，检查SS4G电力机车的辅助联锁，确认故障信息中是否处理机车信号错误反馈的故障信息。在这个过程中。在上述条件正常的前提下，对SS4G电力机车断路器的故障现象进行了判断，并根据故障情况对SS4G电力机车断路器存在的问题进行了调查和处理。尽量利用机车的风、电、电。SS4G型电力机车可采用单风源、110V电源运行。SS4G电力机车断路器故障后，必须进行30次以下的SS4G电力机车分离运行试验。SS4G电力机车确保安全。断路器工作正常。

故障一：SS4G型电力机车断路器合不上。导致SS4G型电力机车断路器合不上的原因主要有以下4种：

（1）由于110V控制单元发生故障（68分压器的电阻断开，电缆烧毁），控制单元无法向电磁阀提供输出电源。在关闭操作测试中，测试仪可以测量旋塞阀，以确定其是否通电。这种解决方案取代了110V控制。

（2）电磁阀线圈烧坏或脱落。这种故障一般比较明显，从外观上可以看出损坏，只能用电磁阀线圈来代替。

（3）压力开关断开。压力传感器是一种重要的气体容器压力装置。如果额定值是在风压、电源开关控制电路IST的压力下连接的，则电源开关可以进行电子操作。在这种情况下，首先检查油箱是否在空气中加压，D.H.压力阀是否转动缓慢，ST.如果没有电流，我将在完成之前解释拉伸和车辆。电源开关处

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于工作状态-测试短路插头和压力-一点或三点。如果开关再次工作，则压力-应归咎于更换压力开关的调整（280-290 kPa）。在SS4G保护开关中，机车上的压力开关不是ALS工具。安装开关前必须调整压力。

（4）电磁阀插头断开。这种故障在2010年曾多次发生，并造成许多故障。处理故障的方法是更换插头。

故障二：SS4G型电力机车断路器断不开。导致SS4G型电力机车断路器断不开的原因主要有3种：

（1）开关SS4G机车SS4G机车不够。电源开关工作而机车控制系统不分离主电路的故障。必须更换开关SS4G机车，其中必须更换开关SS4G机车状况的评估和检查。

（2）110V控制单元季节中断，使电磁阀始终处于开启状态。机车关闭游泳者，由于电磁阀的变形打开，电磁阀没有复位，所以外部气压被关闭，气缸的提升。SS4G机车针对这种情况，继电器取代了控制板就可以。

（3）电磁阀的夹紧位置是空气中的杂质留在阀内。当电磁阀失电时，阀体不能复位，导致漏气。在这种情况下，必须更换电磁阀。

3.2 BVAC N99系列SS4G型电力机车断路器的维护与保养

SS4G型电力机车断路器的运行与其日常维护和正确运行密切相关。建议SS4G型电力机车断路器每三个月检修一次。所有的辅助检修和维护必须在机车停电的情况下进行，即在安全程序实施后断开机车和电网并接地。

小修内容包括SS4G型电力机车机车的检测、漏风检查、紧固件检查、固定线圈线圈电阻测量、电磁阀线圈电阻测量、电缆连接检查、额定工作压力检测、辅助联锁开关检测等。

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为了避免由于水坑结冰而导致气动装置故障，调节阀和储罐的水坑被排除，特别是冬季前的通风通道必须加以注意。压力控制阀的排水操作：当高压气体被注入气罐时，降低压力阀的翼面螺钉（PA）被扭曲以充分排水。当空气停止时，调节阀的翼型（PA）被拧紧，以确认空气泄漏。气罐放水操作：关闭分离阀，慢慢拧下气罐下的塞门（PB），释放压缩空气。当压力完全降低时，打开塞门，缓慢打开主阀分离阀，空气从出口排出，主阀关闭，直到罐内的水C缸排出，塞门拧紧，确认无泄漏。

3.3 小结

在分析和评估之间分离信息的系统和组件，而不是麻省理工学院控制中心软件管理和分发。机车的可用性、安全性和可靠性的关键是大型新重型列车的智能控制软件系统不断更新，对安全运行和正常行车起着重要作用。由于早期HXD型电力机车，由于机车同步控制信号不足，经常被强制、重车制动和制动。该问题尤其不符合运输规划和运输要求。最初的软件设计接受了“无制动”和“专业”制动，只降低了机车紧急制动通过的紧急制动的顺序，使SIC从2007年6月开始，我们对每种类型的软件更新和现代化了更多的ALS 30。改进和更新生产，而不是麻省理工学院，作为操作系统和技术特点之一的程序。随着重车运行软控制的逐步适应，在黑SA线重V经过几个小时的机车数据下载和评估后，机车对系统的安全运行越来越要求软件以不同的方式进行保护。以确保专家经常需要软件-警告和检查。同时，我们定期组织国内外对各方进行分析，会见专家，使软件绝对安全。HXD1和大修HXD2为车队和可靠的2008年8月以来，ALS HXD1和HXD2负责200万吨的太湖牵引任务，IST已经危及了一些机车的安全。专家分析，HXD电力机车小调整系统测试。随着“月检”（30-400

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公里）的增加及相应的检测范围的扩大，2009年第二季度发现37个钩子并成为裂纹的一部分。为了安全，保证机车的质量、安全，及时拆除行车设备。如上所述，对机车运行质量的及时反馈，以及在调查中发现的机车质量进行了分析。对控制装置进行必要的调整，使之与机车相符，最大限度地驱动机车，质量良好。

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第4章结束语

SS4G型电力机车断路器具有切割能力强、切割电弧能力强、寿命长、结构安装方便、维修方便等特点。在10千伏电压等级的高压断路器中，S4G型电力机车的断路器占有绝对优势。吉林艾迪集团有限公司在日本发展最快。实现开关产业化的高新技术产业是目前日本最大的永磁开关研发基地。随着社会经济的发展，我们的网络不断扩大。同时，问题也越来越复杂。不仅对电气安全有着持久的负面影响，而且对国家发展也有很大的影响。电力经济平稳。

根据本论文的阐述可以初步得出电力机车主断路器今后的发展趋势为：

（1）在不久的将来，SS4G电力机车的空气和断路器将共存；

（2）为适应运用条件下的可靠性及显示其寿命优势,SS4G型电力机车断路器的机城寿命应在二十五万次上；

（3）空气断路器最终将被SS4G型电力机车断路器所取代。

铁路车辆的直接完成是铁路运输中最重要的工具之一，其任务、任务和关键不在线路上都能保证DAS车辆的安全。该保护开关在SS4G机车运行中对车辆的安全起着不可替代的作用。动力起着不可替代的作用，即SS4G机车总开关是修订安全的重中之重。