摘 要：電力機車機械式放電開關由于受接觸火花、觸頭氧化、接觸電阻、工作環(huán)境等因素的影響，使其放電回路內(nèi)阻增大，致使放電開關無法使電容器的殘壓完全釋放，由此威脅工作人員的人身安全。采用自放式電子放電開關，對電力機車功補電容放電裝置改進，使電容器殘壓的釋放更迅速、更可靠，同時起到對進入高壓室前的工作人員提示是否有電的作用，防止人員觸電事故的發(fā)生。 關鍵詞：電力機車；功補電容；放電裝置；自放式；電子放電開關 韶山7型電力機車功補電容的殘壓泄放，是通過機械式開關與電阻構成放電回路對電容進行放電的。功補電容放電開關的動觸頭與靜觸頭的開閉，是通過高壓室門聯(lián)鎖的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)人為轉(zhuǎn)動使放電開關閉合，從而達到放電的目的。由于高壓室門聯(lián)鎖的轉(zhuǎn)軸每次轉(zhuǎn)動的速率不一致，在動作過慢時會造成觸頭拉弧現(xiàn)象發(fā)生，導致觸頭氧化及接觸電阻增大，致使放電開關無法使電容器的殘壓完全釋放，嚴重時根本無法放電，由此嚴重威脅司乘人員和檢修人員的人身安全。為了解決這一安全難題，防止工作人員觸電事故發(fā)生而對功補電容放電裝置進行改進。 1 方案選擇 方案 l：使用大功率雙向可控硅及光電、互感兩次隔離，外接信號源控制開通式電子放電開關。該方案主放電回路與外接控制信號回路進行光電、互感兩次隔離，控制可靠，抗干擾能力強，無放電死區(qū)，但成本高，內(nèi)部電路及外接電路繁雜。 方案 2：使用大功率雙向可控硅及光電、互感兩次隔離，自放式電子放電開關。該方案自放式電子放電開關無須外接控制電路，與機車原放電回路連接簡單，安全可靠。 結合在機車上的安裝位置及連接方式，及可控硅的導通和截止特性，方案2更適合電力機車設定要求。 2 電路組成 自放式電子放電開關，由主放電回路（由大功率雙向可控硅及放電電阻構成放電回路）、自儲控制電路和顯示電路組成（見圖1）。 2．1 主放電電路 主放電電路由CK及外圍元件C1、D1、R1、K1、K2、RZl、RZ2組成（詳見圖2），其中Cl為旁路電容，減少電源中的高頻電流成份對功率放電厚膜CK控制端的干擾。D1為功率放電厚膜CK控制端的穩(wěn)壓二極管，其輸入電壓穩(wěn)定在l2V范圍內(nèi)。R1為功率放電厚膜CK控制端的限流電阻。CK為大功率放電厚膜，對放電回路起開閉作用。Kl、K2為跳閘開關，限定放電電流不得超過l0A。RZ1、RZ2為功補裝置電容器Cg的放電電阻。 2．2 自儲控制電路 自儲控制電路由R2、ZN1、R3、D2、D3、C2、K3組成（詳見圖2），其中R2、R3為降壓電阻，功補電容器兩端電壓經(jīng)Rl、R2分壓向整流橋ZN1供電。ZN1為整流橋，把Rl、R2分壓的交流電變換為直流電。D1、D2為穩(wěn)壓二極管，把整流橋輸出的直流電穩(wěn)定在24V范圍內(nèi)，向電容器C2充電，C2為儲能電容，K3為高壓室門聯(lián)鎖開關。 2．3 顯示電路顯示電路由R4、R5、ZN2、D4組成（詳見圖2），其中R4、R5為分壓電阻，ZN2為換向橋，D4為LED顯示燈。 3 工作原理 3．1高壓室門關閉 機車高壓室門關閉時，門聯(lián)鎖開關K3斷開，功率雙向可控硅厚膜CK控制l、2端失電，其輸出3、4端處于關斷狀態(tài)，功補裝置電容器Cg無放電回路。 3．2 升弓合主斷路器 當機車牽引運行時，機車電子柜檢測主變壓器無功功率達650kvar時，牽引繞組功補裝置投入，功補電容兩端電位通過K1、R2、ZN1、R3向放電裝置自儲電路儲能電容C2充電直至達24V。 3．3 降弓斷主斷路器由于功補裝置電容器Cg儲蓄電荷，通過功補電容兩端經(jīng)R4、ZN2、D4、R5使LED亮，顯示電容柜電容有電，打開高壓室門，門聯(lián)鎖開關K3閉合， 自儲電容C2兩端24V經(jīng)K2、R1向功率雙向可控硅厚膜CK控制l、2端放電，其輸出3、4端導通，功補電容Cg電荷經(jīng)K1、CK、RZ形成放電回路，直至功補電容兩端電位低于1．4V雙向可控硅截止，LED燈滅表示放電完畢。 4 裝置的主要技術參數(shù) 工作溫度：一4℃～85℃ 雙向可控硅：2組； 最大放電電壓：DC 2000V： 最大放電電流：DC 10A： 開通電壓：DC l2V； 開通電流：DC 100IliA： 自儲電壓：DC 24V 自儲放電時間：（DC：24V）≥5 S 主放電時間：（額定電壓AC：630V）≤2 S 5 應用效果 電力機車功補電容放電裝置于2004年3月加裝改造成功，2004年4月進行車載功補投人放電試驗。在試用初期發(fā)現(xiàn)放電開關在放電時，時有因放電電流過大而造成跳閘開關動作，針對這個問題，經(jīng)多次跟車排查原因，重新改變放電開關雙向可控硅的門極電路，使開通角由小到大逐步開通，并通過試驗改進后，完全解決了上述問題。 改造后的電力機車功補電容放電裝置于2004年5月，在南寧機務段韶山 型電力機車安裝應用，至今工作正常，使電容器殘壓的釋放更迅速、更可靠，同時起到對進入高壓室前的工作人員提示是否有電的作用，從而避免觸電事故發(fā)生，為工作人員提供了可靠的安全保障。整套裝置結構簡單，安裝方便，安全可靠，是一套較好的安全裝置。