第四章 《主型电器》
第一节 《受电弓》
一、概述
优质滑板应满足以下要求：
1、力学性能好，能承受一定的冲击载荷。
2、磨擦系数低，对接触导线及滑板自身的磨耗小。 3、电阻率低，耐弧性强。 4、质轻。
二、TSG1-630/25型单臂受电弓 1、TSG1-630/25型的基本结构 ⑴、滑板机构
滑板机构主要由滑板及支架组成。
滑板的主体组成由铝板压制而成，在一定的强度下用铝可减轻其重量。接触板一般采用碳质和粉未冶金两种。
支架由薄钢板制成，内装有波形圆柱螺旋弹簧，使整个滑板在机车运行时随接触网导线驰度的变化而作前后、上下的摆动，以改善受流状况。 ⑵、框架
整个框架由上框架、下臂杆、平衡杆、推杆和底架组成。
底架通过三个支持绝缘子安装在机车顶盖上。下臂杆的转轴是无疑钢管构成，装在底架上。推杆两端分别用正反扣螺与推杆铰链连接。 ⑶、气缸传动机构
整个传动机构由缓冲阀、传动风缸、连杆、滑环及长降弹簧组成。 2、TSG1型单臂受电弓的动作原理 ⑴、升弓过程
升弓时，司机操纵受电弓按键开关，控制受电弓的电空阀使气路导通。压缩空气通过缓冲阀7进入传动风缸8，活塞克服降弓弹簧10的压力向右移动，通过气缸盖上杠杆支点，使拉杆绝缘子向左移动，同样通过杠杆支点的作用，滑环12右移，此时拐臂14不受滑环12的约束，下臂杆6便在升弓弹簧的作用下，作顺时针转动。此时，中间铰链座20在推杆5的推动下，作逆时针转动，也即上框架4作逆时针转动，整个受电弓弓头随即升起。
⑵、降弓过程
降弓时，司机操纵受电弓按键开关，使受电弓的电空阀将缓冲阀7的气路与大气接通，于是传动风缸8内的压缩空气经缓冲阀排向大气。活塞在降弓弹簧10作用下向左移动，使滑环12也向左移动，当滑环12与拐臂4接触后，迫使拐臂跟随着滑环继续左移，强制下臂杆6作逆时针转动，最终使弓头1降到落弓位。 3、主要技术参数
三、DSA200型单臂受电弓
1、DSA200型单臂受电弓的基本结构 ⑴集电头部分
集电头部分包集电头支撑和集电头。集电头是直接与接触导线接触受流的部分，由弓角和滑板组成。集电头支撑是滑板与弓角的支撑。
⑵四连杆机构
①底架。底架由高级合金钢焊接成方框结构，具有很高的机械结构强度和抗振性能。
②下臂。下臂由圆管合金钢焊接而成，该部件作为四连杆机构中的主动杆，传递驱动装置的输出力矩给上框架系统。
③上臂。上臂由铝合金焊接框架组成，具有较小的归算质量。该部件作为四连杆机构中的从动杆，传递力矩给弓头结构，同时也作为平衡系统的一个重要环节。
④下导杆不同于常速弹簧受电弓的推杆，该部件在工作中承受拉力，与上框架和底架连接，部件两端有万向球轴承，保证了灵活的自由度。⑶阻尼装置和减震器
阻尼装置和减震器主要由阻尼器、防尘盖、保护套等组成。用于有效地吸收机车调整运行时产生的冲击和振动，保证滑板和接触导线接触可靠。
⑷驱动装置
驱动装置主要由空气过滤器、单向节流阀、精密调压阀、压力表、单向节流阀、安全阀、升弓装置、电空阀等组成。
⑸自动降弓装置
自动降弓装置主要由快速降弓阀、ADD试验阀、ADD关闭阀组成。 2、DSA200型单臂受电弓的动作原理 ⑴升弓过程
由受电弓电空阀控制的压缩空气经过空气过滤器、单向节流阀（升弓）、精密调压阀、压力表、单向节流阀（降弓）、安全阀，进入气囊，气囊扩张使桁架向左移，带动钢丝绳绕一 臂弧板运动，拉起下臂，通过下导杆，使得上臂升起，弓头与接触网接触，完成受流过程。
⑵降弓过程
压缩空气从气囊经安全阀、节流阀（降弓）、精密调压阀、压力表、单向节流阀（升弓）、空气过滤器和电空阀排出，气囊收缩使桁架向右移，带动钢丝绳绕下臂弧板运动，受电弓靠自重下落并维持在降弓位。降弓时，在降弓位允许弹跳，以作缓冲。
⑶自动降弓过程
当发生弓网事故引起碳滑板内部毛细气管泄漏或者中间气路传输通道的毛细气管发生破裂时，如果该部分气体的泄漏量大于ADD阀体内部的补给量，会导致该部分迅速掉压，引起ADD内部两腔体的气压不平衡，其结果就是ADD阀体迅速打开通向气囊的腔体，将气囊内部的空气迅速的直接排向大气，引起受电弓快速降弓。 四、受电弓的特性
1、静态接触压力与静特性 ⑴额定静态接触压力 ⑵同高压力差
⑶同向压力差 2、工作高度 3、最高升弓高度 4、升、降弓时间 5、弓头运行轨迹 6、动特性
五、TSG1型单臂受电弓的维护与调整
1、受电弓的维护 2、受电弓的调整
⑴静态接触压力的调整 ⑵升降弓时间的调整 ⑶落弓不到位
第二节 《高压连接器》
一、概述
高压连接器的主要功能是在两节机车进行连挂时，自动连接两节机车车顶的25KV高压电路。它安装在每节车尾部的车顶上，依靠机车连挂车钩的力量，与车钩同时对接，分离时也随机车的车钩脱开而自动分离。
二、高压连接器的结构 1、机械传动机构
高压连接器的机械传动机构由伸张弹簧、橡胶波纹管、十字轴支承装置、止动器、球面止挡、支承缸体及支持绝缘子等组成。
伸张弹簧安装在橡胶波纹管内。当连接器头部不受压缩力时，连接器牌最大伸张状态，为对接准备；对接时，两台连接器相互压缩，当压缩到一定量时，连接器头部的半环与叉形连接机构动作，相互扣紧，连接过程完成。
十字轴支承体包括十字接头案卷和十字轴支承装置。
高压连接器头部的上下摆动控制由板簧簧及蜗簧来平衡。板簧用螺钉固定在转动板上，再奖左右十字头支承座体用三个螺钉固定在转动板的内侧，起支承十字接头安装的作用。蜗卷簧由弹簧钢带绕制而成，套装在十字头支承座内。当因外力的作用使善上下摆动时，由蜗卷簧及板簧的作用使之回到静止平衡状态。
连接器头部的左右摆动由支承缸体中的弹簧控制。支承缸体由缸体和转轴安装等组成。 2、电气连接部分
电气连接部分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。
喇叭型头部主体由轻质铸铝合金制成。在喇叭型头部上装有一羊角、半环与叉形件。 三、动作原理
在两节车需要连挂时，依靠两节车车钩挂接时的牵引力，使两个连接器慢慢靠近，在羊角的导向作用下，使各自的导电半圆环准确地插入对方的叉形件中，接通两节车一次侧高压电路。同时叉形件上的拉力弹簧紧
紧地把半环扣住，由于两台连接器的相对位移由张力弹簧、复位弹簧来吸收调整，因而能保持叉形件与总动员环的接触压力恒定不变，从而能够保证较好的电气性能。
当两节车分离时，依靠两节车分离时的牵引力可自动分离，并断开两节车的一次侧高压电路，位簧复原。 四、主要技术参数 五、使用与维护
1、保证在无暇状态下进行连接或分离操作。
2、经常观察绝缘子表面是否清洁干燥，有无裂纹或损伤，否则应及时清扫或更换。
3、经常检查橡胶波纹管，如有破损要及时更换。 4、定期对各转动部分进行润滑处理，使之上下左右按规定摆动并复位。 5、每台高压连接器的结构完全相同，没有前后之分，可根据需要组合。
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。
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。
高压断路器按其结构可分为多油断路器、少油断路器及无油断路器 二、主断路器的结构
TDZ1－200／25型主断路器装在铸铝制成的底板上。底板安装在机车顶盖上，用密封圈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、主阀、延时间、传动气缸、起动阀、分闸电磁铁、合闸电磁铁、辅助开头和定位机构等。
1.高压部分 （1）灭弧室
它是主断路器安装主触头、熄灭电弧的重要部件。 （2）非线性电阻
非线性电阻用于限制过电压，减小电压恢复速度。 （3）隔离开关
它与主触头协调动作，完成主断路器的分、合闸动作。 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）起动阀
启动阀由左边的分闸阀和右边的合闸阀两部分组成，呈对称分布。
（2）主阀
主阀采用拨动差动式结构，它由主阀体、活塞、阀杆、阀盘、弹簧等部件组成。
（3）延时阀
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。
（4）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。
（5）辅助开关 三、动作原理
1、主断路器的分、合闸准备工作
储气缸充满足够的压缩空气；启动阀的D腔充满压缩空气；另有少量的压缩空气经通风塞门、主阀、支持瓷瓶进入灭弧室，保持一定的正压力，防止外部潮湿空气的进入。
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。启动阀D腔的压缩空气经启动阀E腔进入主阀的C腔，主阀左移，储气缸内大量的压缩空气经支持瓷瓶进入灭弧室，推动主动触头左移，电弧被吹入主动触头的空腔内，冷却、拉长、进而熄灭。
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。合闸要杆上移，启动阀D腔的压缩空气经启动阀F腔进入传动气缸工作活塞的右侧，推动工作活塞左移，驱动传动杠杆带动控制轴、转动瓷瓶转动，隔离开关
合闸。
四、主要技术参数 五、使用与维护 1、保持气路洁净。 2、定期更换橡胶件。
3、经常检查橡胶波纹管，如有破损要及时更换。
4、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，利用真空耐压强度高和介质强度恢复速度快的特点进行灭弧的。
二、TDB3－8/25真空断路器 1、TDB3－8/25的结构
(1）真空灭弧室
动、静触头密封在玻璃管内。保证了动、静触头在一定的真空度下断开。
动、静触头与玻璃管之间设有金属屏蔽罩的作用是在熄弧过程中吸收并冷却由电弧产生的金属蒸气，防止金属蒸气扩散到玻璃管内壁上而破坏其绝缘性能。
（2）中央传动机构
中央传动机构箱控制两个动触头杆，从而推动两个动触头向各自的静触头移动并闭合。
（3）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分闸。
2、动作原理
（1）合闸过程 当合闸指令发出后，电空阀得电动作，给合闸风缸充风，活塞杆上移，推动滚子沿拐中、臂的垂直边上移，推杆使主轴驱动杆和主轴转动杆以主轴点为支点逆时针方向转动。一方面，分闸弹簧拉伸储能；另一方面，推动绝缘杆向上运动，带动连杆分别向左、右运动，压缩弹簧，使灭弧室中动、静触头闭合。 （2）分闸过程
当分闸指令发出后，分闸电磁铁得电动作，衔铁撞击拨杆，拨动锁扣使联杆脱扣，拐臂逆时针转动，滚子下降，在分闸弹簧的拉力作用下，使主轴驱动杆和主轴转动杆以主轴为支点顺时针方向转动，拉动绝缘杆向下运动，通过连杆使灭弧室中动、静触头断开。
（3）自由脱扣过程
当合闸指令发出后，合闸电空阀得电，合闸风缸充风，活塞上移，推动滚子上移。若此时接到机车的分闸信号，分闸电磁铁动作，衔铁撞击拨杆使联杆脱扣，在分闸弹簧的作用下，拐臂逆时针转动，滚子下降，断路器进行分闸过程，而无法合闸。
3、主要技术参数
三、BVACN99交流真空主断路器
1、BVACN99交流真空主断路器的结构 （1） 高压部分
高压部分由水平绝缘子、真空包组装和传动轴头组装等。真空包组装安装于水平绝缘子内部，构成机车顶上的高压回路。真空包通过密封和大气隔离，真空凶包括动触头、静触头和瓷质外罩等。
（2） 中间绝缘部分
中间绝缘部分包括垂直绝缘子和底板及安装于车顶与断路器之间的密封圈。
（3） 控制部分
控制部分包括储风缸、调压阀、压力开关、电磁阀、压力气缸、保持线圈、肘节机构、110v控制单元等操纵控制部件。
2、BVACN99交流真空主断路器的动作原理 （1）合闸操作 ①按“开/关”键；
②电磁阀得电，气路打开；
③压缩空气由储风缸通过电磁阀流入压力气缸，推动活塞向上运动； ④主动触头随着活塞的移动而运动； ⑤恢复弹簧压缩； ⑥主触头闭合；
⑦触头压力弹簧压缩； ⑧活塞到达行程未端；
⑨保持线圈在保持位置得电； ⑩电磁阀失电；
⑾压力气缸内的空气排出。 （2）分闸操作 ①保持线圈失电；
②活塞在弹簧力作用下（恢复弹簧、肘节机构等）移动； ③主触头打开、真空开关管灭弧； ④行程结束，活塞缓冲。 四、使用与维护
1、外观检查 2、检查扭紧力矩 3、气路检查 4、检查密封件
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。
各型转换开关的工作原理是相同的，即用来转换接通主电路：一是改变牵引电动机励磁绕组中电流的方向，也即改变机车运行方向；二是实现机车牵引工况和电阻制动工况之间的转换。
二、TKH4－840/1000转换开关的结构 1、骨架
骨架由底板、面板、支柱及套在支柱上的环氧玻璃管等组成。 2、转鼓
转鼓又称作转换开关的动触头组，分为反向鼓和牵引制动鼓，它们的结构形式基本相同，仅组装在转轴上触片的安装排列位置及绝缘垫圈长度不同。
3、触指杆（静触头组）
触指杆即转换开关的静触头组，由一块环氧玻璃布板和若干组触指杆装配而成。
4、传动装置
两位置转换开关采用双活塞拟制传动装置传动，它由电空阀、传动气缸、转轴、转鼓等组成。
5、联锁触头
联锁触头用于控制有关联锁电路，安装在转换开关的底板上。 三、动作原理
转换开关借助电空阀控制压缩空气，带动转轴、动触片动作，利用动触片在不同的公交车与静触指构成不同电路，改变机车主电路。
1、换向原理
2、牵引制动转换原理 四、主要技术参数
主要技术参数有额定电压、额定电流、控制电压等。 五、使用与维护
1、转换开关转鼓及转轴保养、维护要求； 2、辅助联锁保养、维护要求； 3、转换开关维护注意事项。
第六节 《司机控制器》
一、概述
在电力机车上，司机控制器包括主司机控制器和辅助司机控制器。司机控制器是操纵机车运行状态的主令电器。它通过控制电力机车电路中的电器运用，进而控制主电路和辅助电路的电气设备，达到既方便又安全地控制机车的启动、调速、转换运行方向和电气制动的目的。
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。
二、TKS14A型主司机控制器 1、结构
TKS14A型主司机控制器由上、中上、中下、下四层构成，各层之间由钢
板隔开，并由六方支柱支撑；上层主要有手轮、手柄；中上层主要为机械联锁装置，包括作为联锁用的凸轮组、；中下层包括作为控制用以实现电逻辑要求的凸轮架和安装在其上的凸轮块以及辅助盒；下层主要有电位器及接线插座。
根据触头闭合的需要，主轴自“0”位开始可顺时针方向或逆时针方向各转动1500。顺时针方向00~150区域为“0”位区，司机控制器无输出。
150~1500区域为牵引区域。
2、机械联锁
（1）手柄在“0”时，手轮被锁在“0”；
（2）手柄在“前”或“后”位时，手轮可转向“牵引”区域； （3）手柄在“制”位时，手轮可转向“制动”区域； （4）手轮在“0”位时，手柄只能在“0”、“前”、“后”、“制”各位移动； （5）手轮在“牵引”区域时，手柄只能在“前”、“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”各位移动或被锁后位；
（6）手轮在“制动区域时，手柄被锁在“制”位。 3、触头闭合表要求的实现
凸轮架上装有凸轮块，当转动手轮时，凸轮架随之转动，当凸轮块的益转动到辅助触头盒的杠杆位置时，标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；当主轴转动到在辅助触头盒杠杆处凸轮架上无凸轮块时，由于辅助触头盒恢复弹簧的作用，使其闭合，这样，与该辅助触头盒相连的控制线复得电。
4、电位器的调节 5、主要技术参数
三、TKS15A型辅助司机控制器 1、结构
2、触头闭合表
四、司机控制器的使用与维护
1、各部件应清扫干净，绝缘性能良好，零部件齐全完整； 2、各紧固件齐全，紧固状态良好；
3、司机控制器手轮、手柄之间的联锁关系应正确无误； 4、司机控制器的闭合表和对外连接线应与规定一致。
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