集电小车

1.2.1 悬垂式开关小车系统的构成和特点

1)集电小车:集电小车是滑触线集电器和电流控制单元的载体，集电小车能够灵活选择有维修人员手工或者机车自动牵引。牵引索设置有过拉力保护装置保护小车不被损坏。

2)安全滑触线系统:安全滑触线提供了检修车间全长范围的直流电源，多个集电小车共用一套滑触线。

3)电流控制单元及其附件:电流控制单元提供有一个负载电路和一个控制电路。在负载电路中提供有一个电源插头，根据机车的用电需求能够灵活的选择接通或者分断电源插头上的电流。控制电路与电源插头配合实现安全互锁功能。

1.2.2 悬垂式开关小车系统的主要特点

1)完善的安全互锁功能:

(a)电源插头在插入机车插座前任何情况下都不会接通电源;

(b)插头正确插入插座，并按正确程序操作后才能接通插头电源提供给机车;

(c)插头在误拔出的情况下能够自动切断电源。

2)高效、灵活、简便的操作方式:

(a)所有的插头插拔操作以及供断电工作均可以由一名操作人员在1分钟内完成;

(b)每部集电小车都可以在车库内全程移动，既可以由机车自动牵引也可以由一名操作人员人工牵引移动;

(c)每部小车的连锁控制单元都可以单独控制一个电源插头，任何一个集电小车都不会影响其他集电小车的工作，能够更高效灵活的支持维护工作

1) 集电小车组成

集电小车是由集电器和运载小车组成。 (a)双臂集电器特点

· 每台集电小车采用双臂集电器配置，最大额定电流750A。在100%负荷下连续下工作温升不超过30度。

· 双臂集电器安装接触可靠，确保动力及控制信号的平稳准确传输。

· 超长集电器碳刷寿命，超过2万公里的使用寿命。

· 单只集电器接触压力最大仅28N，滑动摩擦力小，小车拖动灵活。

· 集电器为铝制表面电泳处理，重量轻耐腐蚀。集电器紧固件或销件全部为不锈钢材质。

2)集电小车特点

· 悬吊式拖动小车系统具有重量轻、刚性好、适应能力强、拖动轻便、可靠性高外形美观等特点 。

· 小车结构件全部热浸锌，紧固件全部采用304不锈钢制成。

· 轮系构成 :1)4只125mm直径大型行走轮;2)4只固定在工字钢腹板上的80mm直径张紧轮;3)4只60mm防跳轮。

· 行走轮为德国进口，采用德国拜仁化工VULKOLLAN材质外圈，具有抗磨、减震、运行无声等特点。轴承采用免维护自润滑轴承 。

1)滑触线系统组成 support arm 支撑臂:提供滑线系统安装支撑结构。

conduCtor rail 滑触线:提供电流载体。

Hanger ClalnP 吊夹:提供滑线体安装固定结构。

Power feed 供电点:提供电源接入点。

Rail ConneCtor 滑线连接器:连接滑线体的装置。

Anchor Cla 即固定夹:紧固滑线系统，并使滑线向期望方向移动的装置。PE 底线:带黄绿线标的滑触线。

Towing arm 拖动臂:提供集电器安装基准，并拖动集电器移动的装置。current ColleCtor 集电器:在滑线上取电的装置。

End Cap 端帽:滑线系统末端保护装置。

2)滑触线系统特点

· 采用安全滑触线为悬垂式开关小车提供动力及控制电源

· 滑触线遵循IEC标准进行设计。通过UL/CE认证。

· 最大能够提供单根额定电流1250A的滑触线供电。

· 安装占用空间小，最大宽度仅需640mm。

· 提供单独的接地线使系统变得更加安全。

· 滑触线导体外侧带有绝缘防护层，防护等级达到IP23，满足手指防护标准。

3) 滑触线操作安全注意事项

(a) 关于集电器的并联特性。

由于同相集电器时并联连接，所以任意时候只要有一个集电器与带电滑线连接，其它的集电器和与之接触的物体均处于带电状态!! !

(b)典型的错误操作有:

· 因集电小车跨接转龙段和主龙段，而转龙段或主龙段的其中一段是处于断电维修状态。维修时建议关断主供电电源并锁死开关。

· 因带电检查集电器。

· 因集电器放错相

· 因集电器未正确放入滑触线

1.2.5 电流控制单元及其附件

1)插头电源智能控制

· 每台悬吊式小车上配备有一套智能控制单元。

· 每套智能控制单元相互之间独立，工作状态相互不受影响。

· 在接头正确插进车辆插座前任何情况下都不带电;

· 在接头正确插进车辆插座后通过控制单元自带的操作控制面板可以快速接通电源;

· 当误操作将带电接头从车辆插座拔出时，控制单元自动切断插头上的电源。

2)电源状态警示

· 系统具有完善的集电小车及滑触线带电警示功能。

· 在智能控制单元上安装有电源指示灯。

· 在醒目位置布置有电源指示灯提示滑触线带电。

· 在电源插头前端的电缆上提供有两色发光光带标明电源插头是否带电。

3)机车自动牵引

· 在插头插好并正确连接牵引索后，机车能够牵引集电小车自动运行，运行过程无需人工干预。

· 电源插头带有锁扣，有效防止插头脱落及误拔发生。

· 集电小车上带有牵引索，牵引索悬挂在机车上拖动小车运行，电缆上不会承受牵引力。

4)过拉力保护功能

· 电缆过拉力保护装置。当机车驶离检修车间的时候，如果电缆插头忘记拔出电缆能够在达到设定拉力情况下断开并自动切断电缆上的电源，保护悬吊小车及智能控制单元的安全。

· 钢丝绳过拉力保护装置。当电缆的过拉力保护装置起作用的同时，钢丝绳过拉力保护装置将提供同样的自动分断功能。 5)带有控制反馈和手指防护功能的电源插头

· 电缆插头包含有一根动力芯及两根控制芯。

· 电缆插头防护等级达到IP2，防止手指接触触电。

· 电缆插头两段式插拔。

ü 在插头插入插座时，动力芯首先插入，控制芯随后插入，控制芯插入后才能接通电源。

ü 在插头拔出插座时，控制芯首先被拔出，确保电源切断。动力芯在控制芯拔出后才能被拔出。

· 电缆插头带有助力把手方便操作。

· 单人即可对插头进行插拔操作，有效提高工作效率。

4.3 接触轨带电显示装置

1.3.1 正线接触轨带电显示装置

1) 概述

深圳市轨道交通二期龙岗线工程供电系统分别在红岭、田贝、草埔、大芬、塘坑、爱联、双龙站区间轨行区的夜间停车线、折返线、道岔区共设置14套正线接触轨带电显示装置。

正线接触轨带电显示装置主要由检测控制箱(包含电压检测单元、控制单元)及警示灯组成，装置通过对接触轨DC1500V采用电阻分压并采取光电隔离措施后控制警示灯的红、绿色状态，警示灯红色表示接触轨带电、绿色表示接触轨不带电，装置具有光电隔离、熔断器保护、带电状态显示、试验等功能。

2)系统构成及原理

正线接触轨带电显示装置主要由检测控制箱(包含电压检测单元、控制单元)及警示灯等组成，装置构成如图1-1所示。

图1-1:系统构成示意图

电压检测单元与控制单元采用隔离措施共同安装在检测控制箱内，警示灯则另设立柱安装在检测控制箱附近。

(a) 电压检测单元

正线接触轨带电显示装置电压检测单元主要由直流熔断器FU1、分压电阻R1、分压电阻R2以及光控继电器GK1等组成。

电压检测单元由接触轨引入DC1500V电力信号，经过直流熔断器FU1、分压电阻R1、分压电阻R2与大地构成检测输入回路，当接触轨带电时，分压电阻R2两端电压约为DC220V，触发光控继电器，并使光控继电器晶体管导通输出带电检测信号。

l 元件选型

ü 直流熔断器FU1选用西安西联电器有限公司生产的DTR系列熔断器，直流熔断器额定电压2000V、额定电流1A，该系列熔断器广泛应用于地铁行业，并具有铁道部产品质量检验中心认可的检验报告。

ü 分压电阻R1、R2选用耐高压型电阻，额定电压2000V、额定功率50W(回路计算最大电流不大于3mA，R1、R2电阻工作功耗不大于4.5W，选用50W电阻能够保证稳定运行需要)。R1电阻值为500kΩ，R1电阻值为约120kΩ，经回路计算(光隔输入回路电阻约360kΩ)得:在接触轨电压DC1500V时，R1两端电压约为DC220V，满足光控继电器输入电压范围。

ü 光控继电器KG1选用南京亿发公司生产的GKJ型光控继电器，输入端额定电压DC220V，输入端对输出端、外壳的隔离电压均为2500V，即使在分压电阻R1击穿或短路等最坏工况下也能保证控制单元的电气安全，外形如

l 电气安全措施

ü 电压检测单元主回路直流熔断器、分压电阻元件额定工作电压均超过接触轨瞬时最高电压1980V。

ü 接触轨DC1500V接入端设置直流熔断器保护措施，保证接触轨带电显示装置不会影响直流牵引供电系统。

ü 电压检测单元与控制单元之间采用光控继电器光电隔离措施，隔离电压高达2500V，保障维护人员及电气设备的安全。

ü 所有电压检测元件安装在绝缘板上，并且所有电压检测元件带电部分均与箱体(箱体接地)距离不小于40mm，满足相关电气规范(见注)。

ü 电压检测单元与控制单元采用独立间隔分离安装，并分别独立设置门锁保障安全。

ü 注:国际标准EN50123-6《直流开关柜装配》6.2安装要求中明确表示:额定电压为直流1.5kV时，两极对地的安全距离为22mm。

(b) 控制单元及警示灯

正线接触轨带电显示装置控制单元主要由就地信号灯LD/HD、试验按钮HA、开关电源DC1、空气开关ZK1等组成，实现正线接触轨带电显示控制功能，并可通过试验按钮检验警示灯状态。

l 控制原理

ü 如图1-4所示，当接触轨带电状态时，GK1光控继电器输入端电压约为DC220V，输出端晶体管饱和导通，K1继电器受电，K1常开接点闭合警示灯JD亮红灯，表示接触轨带电状态;反之警示灯JD亮绿灯，表示接触轨不带电状态。

ü 控制单元设置试验按钮HA，当按下试验按钮警示灯的红灯、绿灯均应同时点亮，可手动检验警示灯的好坏状态。控制单元并设有信号灯LD/HD，可在检测控制箱就地显示及检验警示灯状态。

l 警示灯

ü 警示灯采用上海二工电气有限公司生产的TL-70系列直径70mm组合式警示灯，安装于电压检测单元附近，靠近疏散平台出口与道岔相连处，防护等级为IP65可满足户外安装要求。

ü 警示灯与控制单元采用3芯控制电缆连接，具有红色、绿色两种状态，红色表示接触轨带电状态，绿色表示接触轨不带电状态。安装立柱上设置有"接触轨带电显示"铝质警告指示牌，如图1-5所示。

1.3.2 车辆段接触轨带电显示装置

1)概述

深圳市轨道交通二期龙岗线工程供电系统分别在车辆段的运用库停车线、运用库轮旋线、静调库静调线及检修库外中性区共设置38套车辆段接触轨带电显示装置。

车辆段接触轨带电显示装置主要由控制单元及警示灯组成，控制单元根据该隔离开关分合闸位置，控制警示灯的红、绿色状态，并在接触轨带电(隔离开关合闸)瞬间启动10s蜂鸣警报，警示灯红色表示接触轨带电、绿色表示接触轨不带电，装置具有接触轨带电声光警示及试验等功能。

2) 系统构成及原理

车辆段接触轨带电显示装置主要由控制单元及带蜂鸣的警示灯组成，实现接触轨带电声光警示及试验等功能。系统构成如图2-1所示:

图2-1:系统构成示意图

(a) 控制原理

车辆段接触轨带电显示装置控制单元主要由延时继电器KT1、空气开关ZK1等组成，实现车辆段接触轨带电显示控制功能，如图2-2所示。

注:1、QS为隔离开关位置辅助接点。

2、JD、HZ为声光警示灯另设立柱安装。

如图2-2所示，当负责本供电分区的隔离开关QS处于合闸位置时，警示灯JD亮红灯并蜂鸣警报表示接触轨带电状态，KT1延时继电器延时10秒自动断开停止警报声音;当负责本供电分区的隔离开关QS处于分闸位置时，警示灯JD亮绿灯表示接触轨不带电状态。

(b) 警示灯

ü 警示灯采用上海二工电气有限公司生产的TL-70系列直径70mm组合式警示灯，防护等级为IP65可满足户外安装要求。

ü 警示灯与控制单元采用4芯控制电缆连接，具有红色、绿色两种状态并具有120dB蜂鸣声音警报提示，声音与警示灯颜色可分别控制，警示灯红色表示接触轨带电状态、蜂鸣警报10秒自动停止，警示灯绿色表示接触轨不带电状态。立柱上设置有"接触轨带电显示"铝质警告指示牌。