东风8B型内燃机车低压电器柜布局设计

[摘 要]分析了东风8B型内燃机车低压电器柜布局设计时需要全面考虑的电器布置和布线的具体要求和设计方案，并通过实例作了进一步说明。

[关键词]东风8B型内燃机车；低压电器柜；布局设计

中图分类号：U262 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0148-02

[Abstract]This paper presents the detail and design scheme，electrical layout and wiring which should be taken into account when designing Dongfeng 8B diesel locomotive low-voltage electrical cabinet， and the explains these via some actual examples.

[Key Words]Dongfeng 8B diesel locomotive；low-voltage electrical cabinet；layout design

引言

东风8B型内燃机车（代号DF8B）是为我国繁忙干线货运重载提速而研制的大功率交直流电传动干线货运内燃机车。该机车目前主要生产单位为南车戚墅堰机车有限公司和南车资阳机车有限公司。根据机车电器所在的电气回路的不同，将高压电器元件和低压电器元件分别安装在高压柜和低压柜两个独立的电器柜中，这样不仅更加安全合理，而且也更便于电器的检修[1]。低压柜内安装的主要是机车辅助电路、控制电路和行车安全电路的一些电器元件，这些电器元件是否能够正常工作，直接影响辅助线路、控制电路能否正常工作，甚至影响机车的行车安全。低压电器柜好像机车的神经系统，对机车工作的好坏起着举足轻重的作用，其设计的关键项是布局设计。因此，必须要对低压柜内安装的电器元件进行科学合理的布局设计。

1 低压电器柜布局设计

低压柜内的设备包括：电磁接触器、中间继电器、直流接触器、时间继电器、电阻器、PRS保护装置、刀开关、万能转换开关、自动开关、监控装置主机等。根据文献[2]，低压电器柜需满足以下技术要求：应满足检修和维护保养上的可接近性和操作方便性，保障屏柜的安全、稳定、可靠运行，并保证在正常工作条件下，电气设备的游离气体电弧和火花不致危及相邻设备正常工作和人身安全；应有足够的电气间隙、爬电距离和飞弧距离；整体结构和电气设备布置应遵循重量平衡的原则；操作元件应布置在人体功能的活动范围之内；相互联系较多的操作元件要就近布置；监视元件应尽量布置在最佳视区范围内；高温发热器件安装应不影响其它电气设备的正常工作等。同时，电器柜的布线必须满足文献[3]和文献[4]的要求。因此，低压柜的布局设计的基本要求是电器布置设计和布线设计。

1.1 电器布置设计

低压电器柜整体结构和电器元件布置应优先满足屏柜的使用功能，同时要考虑工艺和人机工程等要求，根据东风8B机车安装的电器元件，电器布置方案如下：高温发热且不需要经常操作的电器元件，放置在柜内的上部，这样不影响其它电器元件的正常工作，也利于散热，还可以避免人员的误碰，这类电器有带绕电阻、管形电阻、二极管、逆流装置和电源等；需要操作的电器元件放置在距地面0.8米～1.6米便于人员操作的位置处，操作时要不会受到空间限制和不会触及带电体的可能。这类电器有刀开关和功能、外形相近的万能转换开关、自动开关等；将重量较重的电器安装在柜内的中、下部，一般这类电器从柜体外部有大线接入，这样便于外部连接、检修和维护保养，并能节约成本和节约空间，这类电器有电磁接触器、阀和风缸等。其中电磁接触器一般带有灭弧装置，安装时需考虑灭弧罩的拆卸空间和灭弧时产生的飞弧距离。因端子排上需要连接大量柜体外来导线，一般放置在外走廊侧柜内中、下部，这样便于外部连接、检修和维护保养，并能节约成本和节约空间。需要巡视察看的电器，应设观察窗，观察窗的位置应尽量放在最佳视区范围内，这类电器有显示屏、轴温报警和触摸屏等。按照设备使用功能将行车安全设备集中放置，尽量与其它设备隔离具有独立的安装、使用空间，这样便于满足EMC的要求，一般放置在柜内中、上部，这类电器元件有微机主机、监控主机和监测装置等。功能、外形安装尺寸相近的电器，应集中布置，这类电器有中间继电器、时间继电器、保护装置和直流接触器等；相互联系较多的电器要就近布置，如电磁接触器和分流器、熔断器；充电电阻、逆流装置和熔断器等。

1.2 布线设计

电器柜内的电器接线需满足机车原理图，线束应横平竖直，配置坚牢，层次分明，整齐美观。接线时可根据电器接线位置分为上下接线、左右接线、板前接线和板后接线等，布线方案如下：将接线位置一样的电器放置在一起，可以使用同一线槽或是走线架，既节省空间又美观；布线形成的主线把放置在柜内的左右两侧或是中间立柱位置，这样电器便于观察、检修和维护保养；端子排左右两侧均应布置线槽或走线架；大于95mm2的导线最好采用铜排代替；对于外接95mm2及以上导线的电器，若接入的导线过长，最好从电器接线端处用铜排引到外接导线的接口附近，并固定在电器柜体上，这样便于外部连接、检修和维护保养，并能节约成本和节约空间。

2 实例分析

以下是给是供应某地方铁路的东风8B重联机车低压电器柜电器布局图，见图1外侧电器安装布局图和图2内侧电器安装布局图。

从该电器柜布置图可以看出，电器的布局不仅能够完全满足以上提到的技术要求，而且布线层次清晰、整齐美观；经过出厂例行试验的考核，其电气间隙、爬电距离、电器动作等试验均符合产品技术要求；在现场使用过程中，用户均反映工作状态良好。

3 结语

东风8B型内燃机车中低压柜是其重要的组成部分，低压柜的设计质量将直接影响到机车能否正常运行，甚至影响机车的行车安全。电器布局设计是否科学合理将体现低压柜质量优劣的重要方面。

本文从低压柜内安装的电器入手，分析各种类电器的特点，按照电器柜技术条件和布线规则详细分析了如何对低压柜进行科学合理的布局设计。按照该布局设计生产的低压柜通过出厂试验和现场运行试验，验证了该布局设计的合理性。

参考文献

[1] 戚墅堰机车车辆厂.东风8B型内燃机车[M].北京：中国铁道出版社，1999.

[2] TB/T1508-2010，机车电器柜技术条件[S].

[3] TB/T1507-1993，机车电气设备布线规则[S].

[4] TB/T3503-2007，铁路应用 机车车辆布线规则[S].

作者简介

马晨（1981-），男，陕西西安，工程师，本科，主要从事机车电器和电器柜研发工作。