关键词：动车组；真空断路器；检修技术

ABSTRACT: As an important electrical equipment of EMU, the vacuum circuit breaker controls the opening and closing of the main circuit. Once malfunctions, it will not only affect the driving order, but also affect the driving safety. This paper mainly introduces the operating principle of CRH380BL EMU vacuum circuit breaker, and analyzes the maintenance technology of vacuum circuit breaker.

Key Words: EMU; Vacuum Circuit Breaker; Maintenance technology

1  概述

CRH380BL型动车组通过受电弓从接触网获取25kV交流电，再通过真空断路器将25kV交流电引入牵引变压器，从而为动车组牵引系统及辅助供电系统提供电能。CRH380BL型动车组装配的真空断路器是BVAC.N99E型真空断路器，BVAC.N99E型真空断路器是一种单极交流电控气动真空断路器，具有绝缘性能好、结构简单、机械寿命长等特点，通常与高压接地开关配合使用，通过将真空断路器两侧高压电路接地来保护工作人员和设备的安全。真空断路器作为动车组的一个重要电气设备，主要用于控制主电路的开断和接通，同时还可以起到过载保护和短路保护的作用^[1]。真空断路器发生故障时不仅会影响行车秩序，还会影响行车安全，因此有必要制定科学合理的检修技术来确保真空断路器安全可靠的工作。

2  工作原理

真空断路器主要由绝缘子、真空开关管组装、操纵杆、传动气缸、保持线圈、电磁阀、带过滤器的调压阀、压力开关、储风缸、110V控制单元等部件组成。主电路的开断和接通是由真空断路器的分闸装置及合闸装置通过控制动触头动作来实现的。传动气缸将压缩空气的压力变成操纵杆动作的机械力，进而通过触头压力机构来控制动触头动作。调压阀用于控制储风缸中的气体压力从而控制动触头的合闸速度。压力开关用于监测储风缸中的压力是否能满足真空断路器合闸的最小压力^[2]。保持线圈用于保证真空断路器的合闸状态。110V控制单元用于控制真空断路器的动作逻辑顺序，同时还可以记录真空断路器的动作次数^[3]。真空断路器结构图如附图所示。

                                                                                    附图  真空断路器结构图

Fig.1 The diagram of vacuum circuit breaker

3  检修技术

动车组实行计划性预防修的检修体制，共分为五级修程，其中一、二级修为运用检修，三、四、五级修为高级检修。真空断路器运用检修的主要内容是清洁真空断路器外表面、检查真空断路器外观及安装状态，以确保真空断路器安装牢固、外观无破损，在冬季之前需进行排水操作，防止气路结冰。真空断路器三级修为状态检修，四、五级修为分解检修。

3.1  三级修

三级修是指新造、四级修或五级修后运行（120±12）万公里或3年进行的高级修。真空断路器三级修时为状态检修，无需下车，主要工作是清洁、外观检查及功能试验。

3.1.1  清洁和外观检查

清洁真空断路器外表面，检查真空断路器安装是否牢固，与车顶间密封是否良好，检查接地线、轴套、接地触点弹簧、进气口、电气连接、绝缘子及绝缘子防污闪涂层状态是否超限，排空压力调节器和气缸底部的冷凝水。

3.1.2  功能试验

进行真空断路器动作试验，确保真空断路器能够可靠通、断。

3.2  四级修

四级修是指新造或五级修后，运行（240±12）万公里或6年（本次检修距上次三级修不超过132万公里或3年）进行的高级修。真空断路器四级修时需下车进行分解检修，主要工作是清洁、外观检查、检修及例行试验。

3.2.1  清洁、外观检查

真空断路器去除表面防污闪涂层后进行拆解，对各零部件进行清洁及外观检查，若零部件外观状态已超限，则直接报废处理，无需进行下一步检修。

3.2.2  检修

检测110V控制单元板逻辑控制顺序是否正确，辅助触点接触是否良好，通断是否正确。润滑传动气缸，检查活塞运动是否卡滞。排干调压阀和储风缸管路中的积水。电磁阀附带的O形圈及膜片更新，操纵杆及波纹管更新，轴套及拆卸的紧固件更新。

3.2.3  例行试验

真空断路器组装完毕后需进行例行试验，以确保检修后的真空断路器能够满足相应的技术要求。真空断路器例行试验主要包括一般检查及功能试验两部分。

一般检查：检查真空断路器的外形、安装接口尺寸是否满足图纸要求。检查真空断路器动作时，电气联锁、计数器及机械装置动作是否正确。测量真空断路器的额定开距、超程、触头允许磨损厚度、触头总行程是否满足要求。测量电磁阀线圈电阻、保持线圈电阻及动静触头接触电阻、辅助触点电阻值是否超限。检测真空泡真空度、控制电路电流、辅助连锁性能是否满足要求。

功能试验：高压部分及气路部分气密性检查，动作性能试验，绝缘电阻测量及工频耐压试验。

3.3  五级修

五级修是指新造或五级修后，运行（480±12）万公里或12年（本次检修距上次三级修不超过132万公里或3年）进行的高级修。真空断路器五级修与四级修相比较只是增加了一些必换件，其它检修要求基本相同，新增必换件如下：110V控制单元板、辅助触点、35芯连接器及电缆、真空开关管组装及横向绝缘子。

4  结构优化

目前CRH380BL型动车组已批量进入五级修，在近10年的运营过程中BVAC.N99E型真空断路器也暴露出了一些原始设计问题，因此在真空断路器高级修的检修过程中不仅是对原有结构的检修，还包括对存在原始设计问题结构的优化，以达到降低故障率，保证动车组安全可靠运营的目的，主要结构优化如下：

（1）为解决弹簧杆腰型孔处断裂问题，将弹簧杆材质由18铝棒6351-T6更换为表面硬度更高的20铝棒7475-T6；

（2）为解决原分体式肘节机构出现弹性圆柱销及螺钉松动问题，将分体式肘节机构更改为整体式肘节机构，又为降低主断分闸过程中肘节机构受到的冲击力，将整体式肘节机构的斜坡坡度由45度更改为30度；

（3）为解决进口电磁阀先导阀杆根部裂纹漏气问题，开发了采用电子束焊带有T型防脱机构的国产电磁阀先导阀杆。

5  结语

本文对CRH380BL型动车组真空断路器的工作原理及检修技术进行了分析，实践证明高级修后的真空断路器能够安全可靠的工作，但是目前真空断路器的检修技术仍是以预防性维修为主，对于一些零部件的实际状态掌握不足，在检修过程中部分零部件存在过度修。在今后的检修过程中，我们要加强对零部件可靠性的研究，做到以可靠性为中心来制定检修技术，逐步实现由计划修到状态修的转变，在确保动车组安全可靠运营的同时，缩短检修周期，降低检修成本。

参考文献：

[1]BVAC.N99E/E1真空断路器使用维护说明书[Z].2018.

[2]张文奎.BVAC_N99型真空断路器控制电路的改进分析[J].科技创新与应用, 2015(27):123.

[3]张婷婷,王秦杰,饶攀等.真空断路器用110V控制单元故障分析与整改措施[J].技术与市场,2014,21(6):38-41.

作者简介：

姓名：许岩

性别：男

出生年月：1993年2月

学历：硕士研究生

单位：中车长春轨道客车股份有限公司

职称：助理工程师

研究方向：动车组高压系统检修