地鐵調車機車電氣控制柜結構淺析

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摘要：針對中車資陽機車有限公司早期設計生產的某型地鐵調車機車電氣控制柜，設計出了一種經過改進優化的新型電氣控制柜。該新型電氣控制柜具有結構更緊湊、設計更合理、總電源開關操作更方便、平臺化設計等特點。

關鍵詞：地鐵；調車；電氣柜；結構優化

電氣控制柜（以下簡稱“電氣柜”）是機車的控制中樞，為機車上關鍵不可缺少的核心設備。中車資陽機車有限公司（以下簡稱“中車資陽公司”）早期設計的供國內某城市地鐵線路的調車機車（以下簡稱“調機”）電氣柜，存在體積較大、電源開關操作不便、沒有平臺化設計理念等不足。針對這些不足，中車資陽公司重新設計了一種新型的地鐵調車機車電氣柜，本文對該新型電氣柜的改進項點進行了介紹。

1中車資陽公司早期某型地鐵調機電氣柜簡介

1.1外形尺寸

柜體外形尺寸為850mm×350mm×1550mm（寬×深×高），如圖1所示。需要一種具有通用性的電氣柜柜體結構，該電氣柜可以裝在內走廊機車上，也可以裝在外走廊機車上，可以固定在不同結構的司機室地板梁和司機室隔墻上，可以很簡單地更改空氣開關的數量。

2新型電氣柜簡介

針對不足之處，中車資陽公司重新設計了1個電氣柜。

2.1外形尺寸

重新設計的柜體外形尺寸為750mm×270mm×1550mm（寬×深×高），結構緊湊，占用空間更小，如圖2所示。

2.2柜門

柜門如圖3所示。將柜門由雙開門結構改為上下2層的3門結構，門沿上貼減震膠條。上門為單開門結構，安裝有2個三角鎖，門上裝有萬轉開關、按鈕開關和空氣開關，開關安裝面內凹以免和司乘人員發生碰撞。上門區域柜體內部為不需要經常檢修維護的電器件，如PLC、數字量模塊、模擬量模塊、功率放大塊等。下層為雙開門結構，安裝有1套連桿鎖。連桿鎖帶鑰匙，防止被隨意打開。通過更改柜門結構，既提高了空間利用率，也大大降低了機車振動時產生異響的可能。

2.3蓄電池總電源開關

為解決總電源開關需打開柜門操作的問題，將該開關的類型由閘刀開關改為卡車用蓄電池電源開關，如圖4所示。將電源開關設置在電氣柜左側，并且手柄外漏以使在不打開柜門的情況下也可以接通和斷開電氣柜與機車蓄電池的電氣連接。電源開關位置如圖5所示。

2.4平臺化設計

2.4.1底部安裝接口。底部安裝孔采用冗余設計，共設計6個安裝孔和1個接地點，如圖6所示。安裝時根據具體車型車體鋼結構的差異而選擇不同的螺栓緊固點，一般選擇4個安裝孔，使用4顆M10的螺栓將電氣柜固定在司機室地板梁上。2.4.2頂部安裝接口頂部安裝孔采用冗余設計，共設計2組（共4個）安裝孔，如圖7所示。圖7左側安裝孔未顯示，位置和右側安裝孔關于柜體中心線對稱。柜體頂部吊環螺釘旁的2個安裝孔在機車司機室隔墻無采光窗時使用，頂部左右側面的2個安裝孔在機車司機室隔墻有采光窗時使用。無論采用何種方案，未使用的安裝孔均用封板遮蔽。2.4.3開關件安裝。開關件安裝在上門組件上，安裝數量具有可擴展性，如圖8所示。其中，萬轉開關、按鈕開關區域可新增1個萬轉或2個按鈕。空氣開關組設置有2個備用件，如有需要可直接使用或者更換為不同額定電流值的空氣開關后使用。空氣開關處設有活動蓋板，可方便空氣開關的安裝和更換。如在2個備用空氣開關全部使用的情況下仍不能滿足機車電氣保護的需要，柜體結構依然預留有進一步擴展的空間。僅僅只需更換1個活動蓋板，電氣柜最多還能新增3個單極空氣開關。可見，柜體結構的空氣開關安裝數量兼容性較強，可滿足各種不同型號地鐵調機的需求。2.4.4柜體內部電器件安裝。為使電氣柜內部空間利用率最大化，柜體內部安裝板采用焊接結構。電氣柜正面有上下2塊安裝板，不同的車型可通過安裝板上開孔的數量和位置的不同來匹配，如圖9所示。對于舊電氣柜的加改，只需在安裝板空白區域現場配鉆螺紋孔。

3裝車運用情況

該平臺化電氣柜結構自優化改進以來，已先后在青島地鐵、成都地鐵、貴陽地鐵等線路地鐵調機上裝車使用。與中車資陽公司早期地鐵調機電氣柜相比，具有結構緊湊、通用性強、電源通斷方便等特點。經過運用驗證，能滿足各種不同地鐵調機車型的裝車需求。

作者:劉平郭 魏強 高曉芳 楊秋芬 單位:中車資陽機車有限公司