摘 要：電力機(jī)車(chē)機(jī)械式放電開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)無(wú)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(kāi)關(guān)，對(duì)電力機(jī)車(chē)功補(bǔ)電容放電裝置改進(jìn)，使電容器殘壓的釋放更迅速、更可靠，同時(shí)起到對(duì)進(jìn)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(guān)鍵詞：電力機(jī)車(chē)；功補(bǔ)電容；放電裝置；自放式；電子放電開(kāi)關(guān)
韶山7型電力機(jī)車(chē)功補(bǔ)電容的殘壓泄放，是通過(guò)機(jī)械式開(kāi)關(guān)與電阻構(gòu)成放電回路對(duì)電容進(jìn)行放電的。功補(bǔ)電容放電開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭與靜觸頭的開(kāi)閉，是通過(guò)高壓室門(mén)聯(lián)鎖的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)人為轉(zhuǎn)動(dòng)使放電開(kāi)關(guān)閉合，從而達(dá)到放電的目的。由于高壓室門(mén)聯(lián)鎖的轉(zhuǎn)軸每次轉(zhuǎn)動(dòng)的速率不一致，在動(dòng)作過(guò)慢時(shí)會(huì)造成觸頭拉弧現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致觸頭氧化及接觸電阻增大，致使放電開(kāi)關(guān)無(wú)法使電容器的殘壓完全釋放，嚴(yán)重時(shí)根本無(wú)法放電，由此嚴(yán)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(duì)功補(bǔ)電容放電裝置進(jìn)行改進(jìn)。
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(hào)源控制開(kāi)通式電子放電開(kāi)關(guān)。該方案主放電回路與外接控制信號(hào)回路進(jìn)行光電、互感兩次隔離，控制可靠，抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)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(kāi)關(guān)。該方案自放式電子放電開(kāi)關(guān)無(wú)須外接控制電路，與機(jī)車(chē)原放電回路連接簡(jiǎn)單，安全可靠。
結(jié)合在機(jī)車(chē)上的安裝位置及連接方式，及可控硅的導(dǎo)通和截止特性，方案2更適合電力機(jī)車(chē)設(shè)定要求。
2 電路組成
自放式電子放電開(kāi)關(guān)，由主放電回路（由大功率雙向可控硅及放電電阻構(gòu)成放電回路）、自儲(chǔ)控制電路和顯示電路組成（見(jiàn)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(jiàn)圖2），其中Cl為旁路電容，減少電源中的高頻電流成份對(duì)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(duì)放電回路起開(kāi)閉作用。Kl、K2為跳閘開(kāi)關(guān)，限定放電電流不得超過(guò)l0A。RZ1、RZ2為功補(bǔ)裝置電容器Cg的放電電阻。
2．2 自儲(chǔ)控制電路
自儲(chǔ)控制電路由R2、ZN1、R3、D2、D3、C2、K3組成（詳見(jiàn)圖2），其中R2、R3為降壓電阻，功補(bǔ)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(chǔ)能電容，K3為高壓室門(mén)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)。
2．3 顯示電路
顯示電路由R4、R5、ZN2、D4組成（詳見(jiàn)圖2），其中R4、R5為分壓電阻，ZN2為換向橋，D4為L(zhǎng)ED顯示燈。
3 工作原理
3．1高壓室門(mén)關(guān)閉 機(jī)車(chē)高壓室門(mén)關(guān)閉時(shí)，門(mén)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)，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(guān)斷狀態(tài)，功補(bǔ)裝置電容器Cg無(wú)放電回路。
3．2 升弓合主斷路器 當(dāng)機(jī)車(chē)牽引運(yùn)行時(shí)，機(jī)車(chē)電子柜檢測(cè)主變壓器無(wú)功功率達(dá)650kvar時(shí)，牽引繞組功補(bǔ)裝置投入，功補(bǔ)電容兩端電位通過(guò)K1、R2、ZN1、R3向放電裝置自儲(chǔ)電路儲(chǔ)能電容C2充電直至達(dá)24V。
3．3 降弓斷主斷路器由于功補(bǔ)裝置電容器Cg儲(chǔ)蓄電荷，通過(guò)功補(bǔ)電容兩端經(jīng)R4、ZN2、D4、R5使LED亮，顯示電容柜電容有電，打開(kāi)高壓室門(mén)，門(mén)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)K3閉合， 自儲(chǔ)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(dǎo)通，功補(bǔ)電容Cg電荷經(jīng)K1、CK、RZ形成放電回路，直至功補(bǔ)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(shù)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(kāi)通電壓：DC l2V；
開(kāi)通電流：DC 100IliA：
自儲(chǔ)電壓：DC 24V
自儲(chǔ)放電時(shí)間：（DC：24V）≥5 S
主放電時(shí)間：（額定電壓AC：630V）≤2 S
5 應(yīng)用效果
電力機(jī)車(chē)功補(bǔ)電容放電裝置于2004年3月加裝改造成功，2004年4月進(jìn)行車(chē)載功補(bǔ)投人放電試驗(yàn)。在試用初期發(fā)現(xiàn)放電開(kāi)關(guān)在放電時(shí)，時(shí)有因放電電流過(guò)大而造成跳閘開(kāi)關(guān)動(dòng)作，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，經(jīng)多次跟車(chē)排查原因，重新改變放電開(kāi)關(guān)雙向可控硅的門(mén)極電路，使開(kāi)通角由小到大逐步開(kāi)通，并通過(guò)試驗(yàn)改進(jìn)后，完全解決了上述問(wèn)題。
改造后的電力機(jī)車(chē)功補(bǔ)電容放電裝置于2004年5月，在南寧機(jī)務(wù)段韶山 型電力機(jī)車(chē)安裝應(yīng)用，至今工作正常，使電容器殘壓的釋放更迅速、更可靠，同時(shí)起到對(duì)進(jìn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，安全可靠，是一套較好的安全裝置。
（轉(zhuǎn)載）
