第十八章 主型电器
第一节 受电弓
一、概述
受电弓是电力机车、电动车辆从接触网导线
上受取电流的一种受流装置。它安装在机车车
顶上,当受电弓升起时,其受电弓滑板与接触
导线接触,将电流引入车内。因此,受电弓作
为电力机车、电动车辆与固定供电装置之间的
连接环节,其性能的优劣直接影响机车的可靠
性。
受电弓工作的特点是靠滑动接触而受流,对
其性能的基本要求是滑板与接触导线接触可靠,
磨耗小,升、降弓时不产生过分冲击。
二、主要技术参数
三、基本结构及主要部件的作用
在韶山 8型电力机车上采用 TSG3- 630/ 25型
单臂受电弓,它由底架、铰链机构、弓头部分、
传动机构、控制机构等组成,其基本结构如下:
1.底架
2.铰链机构
3.弓头部分
4.传动机构
5.控制机构
四、动作原理
1.升弓动作原理
2.降弓动作原理
五、静特性
在静止状态下,受电弓滑板在工作范围内对
接网导线的压力称为受电弓的静态接触压力,
受电弓受流性能的优劣,在很大程度上决定于
滑板与接触导线之间的压力。若接触压力太小,
则接触电阻增大,功率损耗增加,机车运行起
来还易产生离线和电弧,从而导致接触导线和
滑板的电磨损增加。若接触压力太大,则机械
械磨损增加,甚至造成滑板局部拉槽,进而造
成接触导线弹跳拉弧,以致刮弓。因此,要求
受电弓在工作高度范围内有一个较为合适的、
基本不变的接触压力。
受电弓静态接触压力与工作高度之间的
关系自然称为受电弓的静态性, 它可以
用受电弓的静态特性曲线来表示 。 从曲
线可以看出:
1.在工作高度范围内, 受电弓的静态接
触压力变化不大;
2.受电弓上升过程与下降过程的静态特
性曲线不重合;
3.调整弧形调整板的倾角,可以改变受
电弓静态接触压力的大小。
六、维护与调整
1,维护
2.静态接触压力的调整
一般调整时,在弓头上加挂一 9kg的重物,受
电弓弓头能在任意工作高度上停留。若在工作
高度上限段不能停留。则应改变升弓弹簧的变
形量,加大或减小升弓力,然后检查弓头在工
作高度的下限段,若弓头不能停留,调整螺栓
4,改变弧形调整板的倾角,也就是通过改变
升弓弹簧组的工作高度之间的变形量来使其满
足要求。这只是粗略进行调整,精细地对静态
接触压力的调整必须采用专用的实验台来调整。
3.升、降弓时间的调整
一般先调升弓时间,通过改变节流阀口
大小就可初步调整升弓时间。然后再调
节快排阀弹簧的压缩量,改变快排的时
间长短,从而调整降弓时间。这种调整
过程,要反复进行,以便满足升、降弓
的时间和动作要求。
4.弓头的调整
调整平衡杆的长度,保持弓头滑板面的
水平。调整弹簧盒杆和弓头弹簧,保证
弹簧盒杆上下活动自如,无阻滞现象。
第二节 高压连接器
一, 基本结构及主要部件的作用
它的结构主要由机械传动部分和电气连接部分
组成。
(一)机械传动部分
机械传动部分的作用是:连接力的传递和满足
机车各种运行条件的工作要求。它的结构由十
字接头安装、蜗卷簧和支承座体等组成。
1.十字接头安装
十字接头安装由十字头和轴套组成。
十字接头 1通过三个沉头螺钉 3与轴套 2固定连
接。轴套由黄铜管加工而成,并开有一长方形
键槽孔。
2.蜗卷簧
蜗卷簧 28由弹簧钢带绕制为 4.3匝,套装在十字
头安装 37横向轴两端。再装于左右十字头支承座
32内。起支承和安装蜗卷簧并与十字头安装形成
一体。
3.支承座体
支承座体由缸体和转轴安装等组成。
(二)电气连接部分
电气连接部分的作用是:既决定了喇叭型头部的
摆动方向,又起导通电流的作用。它的结构主要
由喇叭型头部、盖板装配、顶杆和弹簧等组成。
1,喇叭形头部
喇叭型头部主体由轻质铸铝合金制成喇
叭型。在喇叭型头部上下装有一羊角 8,
当两台高压连接器在一定的不同轴线上
对接时,起导向作用。
2.顶杆
3.盖板装配
四、动作原理
在两节车需要连挂作重联运行时,依靠
两节车车钩挂接时的牵引力,将两台高
压连接器的叉形件(动触头)插入彼此
的半圆环(静触头)中,接通两节车一
次侧高压电路。拉簧并使又形件勾住半
圆环,保持接触压力恒定不变。
当两节车分离时,也是依靠两节车的分
离时的牵引力,又可自动分离,并断开
两节车的一次侧高压电路,此时拉簧复
原。
五、高压连接器接合状态下的电流路径
从一节车的高压回路到导电极,经软连接线,
到导电杆,然后通过喇叭形头部内的软连线、
半环、叉形件,到另一台连接器的叉形件、半
环、导电杆母线等,再到另一节车的车顶母线。
六、高压连接器的主要特点
1.高压连接器自身不带操作机构,由于高压
连接器自身不带操作机构,其操作力均来源于
机车车钩挂接或分离时的牵引力,随机车车钩
的连接或分离同时完成,不必单独操作,非常
方便。
2.在接触状态下,触头接触压力只与拉簧有
关,不受机车牵引力状态的影响。
3,导电触头为叉形结构, 是典型的线接触方式,
工作状态稳定可靠, 接触电阻小, 散热性能好 。
4.高压连接器不带灭弧装置,因此必须在无电
状态下进行对接或分离操作。
七、使用维护注意事项
1.高压连接器必须成对使用并在无电状态操

2.高压连接器对接和运行时必须可靠
3.单节机车运行时高压连接器应保持稳定位

4,经常检查橡胶波纹管、绝缘子表面和对转
动部分进行润滑处理。
第三节 主断路器
一、概述
主断路器连接在受电弓和牵引变压器原边绕
组之间,安装在机车顶中部。在机车中起双重
作用,既是机车电源总开关,又是机车总保护
电器。
当主断路器闭合时,机车通过受电弓从接触
网导线上获得电源,投入工作。若机车主电路
和辅助电路发生短路、接地、过载、调压开关
卡位及零压等故障时,均通过主断路器自动切
断机车总电源,起着保护作用。主断路器属于
高压断路器的一种。
二、主要技术参数
三、基本结构及主要部件的作用
(一) TDZ1- 200/ 25型主断路器
所有部件分上下两部分装在铸铝制成的底板 4
上 。 底板安装在机车顶盖 3上, 用密封圈 5使底
板同顶盖间密封 。 露在车顶上的为高压部分,
主要有灭弧室, 非线性电阻, 支持绝缘子, 隔
离开关和转动绝缘子等部件;装在底板下部的
为低压部分, 主要有储气缸 1,主阀 8,延时间
40,传动气缸 37,起动阀 47,分闸电磁铁 39、
合闸电磁铁 34,辅助开头 27和定位机构 32等 。
1.高压部分
( 1) 灭弧室
( 2) 非线性电阻
( 3)隔离开关
2.低压部分
主阀是采用气动差动阀,而起着一个供气阀的
作用。
( 1)主阀
( 2)延时阀的作用是使传动气缸较灭弧室滞后
一定时间得到储气缸的压缩空气,从而使隔离
开关的动作比主触头的动作得到延时,即隔离
开关在动、静主触头间切断电流后才动作。所
以隔离开关仅仅开断流过并联电阻上的残余电
流。
( 3)传动气缸的作用是,接受延时间或起
动阀传来的压缩空气驱动其活塞作用,以
完成隔离开关的分闸或合闸动作。
( 4)起动阀
( 5)电磁铁是螺管直动式电磁铁。
( 6)辅助开关是由万能转换开关改装而成。
( 7)定位机构
(二) TDZ1A- 10/ 25型主断路器
主要改进零配件有:
1,消音网板 1,2代替原来的护板, 其网孔
的密度和直径都增加, 消音效果大为改善 。
2,外罩 3排气孔向两侧分开, 避免了因集中
排气而对地引起的高压闪络和击穿 。
3,螺纹环 4代替原来的挡圈, 避免了挡圈跳
出槽的现象 。
4,压缩弹簧 5用 4.5mm的 50CrVa材料代替原
来中 4mm弹簧钢丝正组材料, 增加了弹簧
压力, 使灭弧室动主触头 8喷口处的气压提
高, 以增加吹弧能力 。
5,动主触头座 6与动主触头 8压配在一起 。
6,动主触头 8的喷口拉长, 直径减小, 以便
此处的吹弧速度加快 。
7.静主触头组装 9内含蝶簧 13,使动主触
头 8闭合时起到缓冲作用,避免两者接触
部位变形严重。
8.风道滤网 14的增加改善了灭弧环境。
9.灭弧室绝缘子 7采用高强度瓷制造,以
提高机械性能,防止炸裂,另外对产品
形位公差的要求提高,便于动、静主触
头组装时更好的对中。
10.隔离开关闸刀静触头(座) 11,10代替
原来的整体结构,以便于更换(只更换
静触头 11而不更换座 10和提高使用寿命。
四、主断路器的动作原理
1、主断路器的分、合闸准备工作
2、主断路器的分闸动作原理
当分闸信号通过辅助开关的常开联锁触头
(主断路器在合闸下该联锁触头闭合的)送到
分闸电磁铁的线圈,分闸电磁铁动作而铁心上
的撞块撞击起动阀的分闸阀杆时,阀口打开。
3、主断路器的合闸动作原理
当有合闸信号经辅助开关的常闻联锁触头
(主断路器在分闸状态时该联锁触头闭合)送
给合闸电磁铁线圈时,铁心吸合。
五、主断路器的使用与维护
为了使主断路器处于良好的工作状态,必
须加强维护管理,主要应做到:
1,保持气路清洁
2,定期更换橡胶件
3、定期检查各主要部件,保持各部件良
好的技术状态
第四节 真空断路器
一、概述
真空断路器是以真空作为绝缘介质和灭弧介质,
利用真空耐用压强度高和介质强度恢复速度快
的特点进行灭弧的 。 与空气断路器相比, 真空
断路器具有结构简单, 工作可靠, 分断容量大,
动作速度快, 绝缘强度高, 整机检修工作量小
等诸多特点, 因而在电力工业中得到了广泛应
用 。
二, 主要技术参数
三, 结构及主要部件的作用
TDV3-8/25型真空断路器以底座为界, 分为高压
和低压两部分 。
(一 ) 真空灭弧室
真空灭弧室内动、静触头密封在玻璃管内。静
触头杆直接因定在上方的金属端板上,动触头
杆通过金属波汶管与下方的金属端板联接,这
样的结构既可保持密封,又使动触头可在一定
范围内移动,保证了动、静触头在一定的真空
度下断开。
(二)中央传动机构箱
TDV3型真空断路器用两个真空灭弧室串联接成
双断点结构形式,以保证断路器具有较高的耐
压能力和灭弧能力。两个动触头杆由中央传动
机构箱控制。
当绝缘推杆上移时, 连杆将向上的推力
分解成左, 右方向的推力, 推动两个动
触头向各自的静触头移动并闭合 。 当绝
缘杆下移时, 两动触头运动方向与上述
相反, 使动, 静触头分离 。
( 三 ) 气动操作机构
气动操作机构垂直安装在支持瓷瓶底座下
方, 其作用是控制绝缘杆的上升与下降
进而完成断路器的合闸与分闸 。
四、动作过程
(一)合闸过程
(二)分闸过程
第五节 转换开关
一、概 述
韶山 3B型电力机车使用了与韶山 1型、韶山 3
型电力机车相同的 TKH3- 500/ 1500型转换开
关,韶山 4型电力机车采用的是 TKH4- 840/
1000型转换开关,韶山 8型电力机车采用的是
TKH4A- 970/ 1000型转换开关。每台转换开
关实际上是由换向器转换开关和牵引、制动转
换开关两部分组成,每台机车有 2台转换开关。
换向转换开关用于转换牵引电动机励磁绕组
的电流方向,即改变了电力机车的运行方向。
牵引、制动转换开关用于实现牵引工况同制动
工况间的转换。
每台转换开关有两个转鼓,每个转鼓各有两
个工作位置,,向前, 位和, 向后, 位,,牵
引, 位和, 制动, 位,故亦称该转换开关为两
位置转换开关。两个转换开关除组装方式及触
指数量不同外,其传动方式均相同,且它们间
的零部件具有互换性。
二、主要技术参数
三、结构和主要部件的作用
TKH4A型转换开关主要由骨架, 转鼓, 触指杆,
接触元件 ( 联锁触头 ) 和传动气缸等组成 。
( 一 ) 骨架
( 二 ) 转鼓
( 三 ) 触指杆 ( 静触头 )
( 四 ) 接触元件
(五)传动气缸
四、转换开关的动作原理
转换开关的转换原理是借助压缩空气通
过传动气缸来实现的。在传动气缸上的
两个电空间,只要控制相应电空间线圈
的励磁电流,就可以使转换开关转换到
所需要的位置(向前位或向后位;牵引
位或制动位)。
转换开关实际是利用动触片(动触头)
在不同的位置与静触指(静触头)构成
不同电路,来改变主电路的连接方式。
(一)换向转换原理
(二)牵引、制动转换原理
五、操作与维护注意事项
转换开关维护注意事项如下:
1,在转换开关组装试验完成持, 转鼓上必须涂
适量的工业凡士林, 以保护触片不受氧化和腐
蚀 。
2,转换开关若起了电弧痕, 可以用细砂纸将触
片和触指打磨平后继续使用 。
3,定期检查触片的压力, 压力不足时可调节触
指上的螺母, 以保证转换开关的导流能力 。
4、气缸在定修时,清洗完后,应换上新的润
滑脂。
第六节 司机控制器
一、概述
司机控制器是司机用来操纵机车运行状态的
主今电器。它通过控制电力机车电路中的电器
来间接控制主电路的电气设备,使司机操作既
方便又安全可靠。 在电力机车上,司机控制器
是主司机控制器和辅助司机控制器的合称。辅
助司机控制器又称调车控制器,司机用它来从
事调车作业。随着电力机车调压系统和控制方
式的不同,对司机控制器的结构也有不同的要
求。
为便于双端操作,在机车的 I,II端司
机室各装有一台结构完全相同的主司机
控制器;同时,为便于调车作业,在 I、
II端司机室靠近司机机座位侧窗下各装有
一台结构完全相同的辅助司机控制器,
又名调车控制器。
SS4改型电力机车采用的是 TKS14A型
主司机控制器和 TKS15A型调车控制器;
SS8型电力机车采用的是 TKS14B型主司
机控制器和 TKS15B型调车控制器。
二、韶山 3B型机车司机控制器
(一)主司机控制器
1.换向控制器
2.调速控制器
3.机械联锁装置
4.定位机构
(二) TKS6D型辅助司机控制器
TKS6D型辅助司机控制器仅作为机车在进行
调车作业时使用的,没有制动工况,与 TKS6E
型主司机控制器的基本结构完全相同,仅改变
其定位联锁关系,以符合辅助司机控制器触头
闭合表程序的要求。
辅助司机控制器手柄只有, 后,,, 0”,
,前, 三个工作位置。在调速手柄上有一个限
位缺口;以便调速手柄的插入或取出,调速手
柄顺时针方向转动离开, 取, 位后沿着, 0一 *
一 2— 4— 6一 8— 10” 等不同级位调节牵引力。
三、韶山 8型机车司机控制器
韶山 8型机车司机控制器采用了新的联锁和
定位机构, 凸轮和辅助触头机构以及新型电位
器, 并在组装工艺方面有所改进, 所以使用寿
命和电位器输出电压特性有较大提高 。
(一)主要技术参数
(二)结构及主要部件作用
1.操纵装置
2.联锁与定位装置
3.凸轮
4.辅助触头
(三)控制原理
1.机械联锁关系
2.触头闭合要求的实现
电逻辑即闭合表的要求是由主轴、转换
轴、辅助触头盒及电连接来实现的。
当转动手轮时,主轴、凸轮架随之转动,
当凸轮块的位置转动到辅助触头盒的杠
杆位置时,杠杆受到凸轮块的挤压而将
与其连动的动触头顶开,此时,与该辅
助触头盒相连的控制线失电; 当主轴转
动到辅助触头盒杠杆处的凸轮架上无凸
轮块时,由于辅助触头盒恢复弹簧的作
用,辅助触头盒的触头闭合,这样,与
该辅助触头盒相连的控制线得电。
课程小结
1,TKS14B型主司机控制器结构及主要部件
作用
2,TKS14B型主司机控制器控制原理