模块化在机车电器柜设计中的应用

[摘 要]分析了模块化在机车电器柜结构设计中的应用，经过装车运行试验表明，其设计完全满足国产及出口机车控制功能的要求。

[关键词]模块化；机车电器柜；设计

中图分类号：U260.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0361-01

机车电器柜作为机车的关键设备，是机车电传动系统的主体，电器柜内的电器是组成机车电传动系统的基本元件，起着切换、控制、检测、调节和保护机车的作用，其质量直接影响机车运行的可靠性，电器元件的操作性、维修性，其设计与整个机车的质量密切相关。本文探讨的是模块化在电器柜结构设计中的应用，根据机车电气原理图和机车总体设计要求，如何合理、可靠的把机车控制电器安装到电器柜中。

1.机车电器柜设计

1.1 概述

机车电器柜集中安装了机车高压、低压回路电器元件。

高压回路电器元件主要包括：工况转换开关HKG、方向转换开关HKF、组合接触器XC、主接触器1C-6C、电阻制动端接接触器ZC、接地继电器DJ、过流继电器LJ、风速继电器FSJ、自负荷刀开关1ZFK-2ZFK及电流传感器1LH-7LH等。

低压回路电器元件主要包括：启动接触器QC、励磁接触器LC、空压机接触器1-2YC、蓄电池刀开关XK、充电电阻RC、逆流保护装置NL，装有9只直流接触器（1-9KM）、若干中间继电器用来实现牵引电机主接触器的驱动电路、起动机油泵电路、燃油泵电路、起动发电机励磁电路、故障发电时起动发电机的励磁电路、励磁机励磁电路及其故障励磁电路的控制功能和空压机控制，装有单极自动开关、管型电阻、万能转换开关等电器以实现机车的检测、控制、调节和保护功能。

1.2 电器柜高压回路电器模块化设计

高压回路电器的柜体结构设计，首先要考虑铜母线的走向和高压回路电器元件的布置。铜母线的布线要求非常高，铜母线走向复杂，且要求刚性联接，装配后铜母线不仅要求横平竖直，还要求考虑与其它电器元件有一定的电气间隙和爬电距离，铜母线采用热缩管进行防护，铜母线接大线的可操作性，铜母线的固定等。

根据高压回路电器接线及电器特点，可将工况转换开关HKG、方向转换开关HKF、电流传感器1LH-7LH设计为转换开关模块。转换开关模块设计时，需注意：为方便转换开关对外接线，方向转换开关HKF安装底面距电器柜底面尺寸不得小于350mm。方向转换开关HKF与工况转换开关HKG尺寸安装底面相距尺寸为770mm。上述为六轴机车方案，四轴机车将相应回路减少2组即可。

主接触器1C-6C、电阻制动端接接触器ZC设计为电磁接触器模块。主接触器和电阻制动端接接触器均为电磁接触器，根据电器安装要求，采用槽钢为其安装支架，电器安装为卧式安装。

组合接触器XC、自负荷刀开关1ZFK-2ZFK设计为刀开关模块。其余主回路的整流组件、过流、接地继电器和风速继电器均安装在此模块上。参见图1。

1.3 电器柜低压回路模块化设计

电器柜低压回路的设计，主要需要考虑对外接线、维修的方便性。蓄电池刀开关的安装，需要考虑其方便操作。结合机车低压电器的安装及接线要求，可将其划分为如下几个模块。

启动接触器QC、励磁接触器LC、空压机接触器1-2YC及低压回路端子排设计为接触器模块；逆流组件NL、充电电阻RC、蓄电池充电回路熔断保护器设计为逆流模块；将各类自动开关、小型断路器设计为短路器模块；将各类继电器排列在一起，设计为继电器模块。参见图2。

2.模块化设计应用举例

电器柜的模块化设计，在新的机车电器柜设计中的有着十分重大的意义，不仅仅是成熟电器柜设计经验的总结，同时模块化的设计理念可有效地缩短设计周期，对新电器柜的设计有重大的启迪和借鉴意义。下面就模块化的设计在出口机车上的应用，举例如下。

2.1出口阿根廷机车电器柜应用

出口阿根廷宽轨六轴机车，主要运用于阿根廷国内的客、货运运输业务。根据机车原理图和机车总体设计要求，运用模块设计理念，该型机车电器柜电器布局图如下。

该电器柜的设计运用了模块化的设计理念，电器柜电器布局合理，接线方便，便于维修。经过近2年的运用考核，得到用户的认可。

2.2 出口尼日利亚机车电器柜应用

出口尼日利亚动车为4轴机车，该型机车为客运动车，设计要求较高，电器柜中集中安装了机车高、低压回路电器元件，及机车微机柜，电器柜出线方式为柜顶和柜底部出线相结合。设计过程中，采用了模块化的设计理念，合理的电器布局，方便的对外接线方式及可操

作性等均得到了用户的认可和好评。

3.结束语

电器柜的模块化设计，在借鉴技术成熟的电器柜设计经验的同时，对新电器柜的设计有启发设计思路的意义，同时可有效地缩短设计周期。由于机车电器柜的设计与生产工艺密不可分，借鉴成熟的生产工艺，可有效地提高机车电器柜的生产质量，有力的加强各生产环节的质量控制，能够更好的满足出口机车和国内机车电传动的要求。因此，模块化设计在机车电器柜设计中的有着十分重大的意义。