孙传铭，楚天罡，张作钦，刘育欣，陈 星，景所立，杨泽锋

(1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司,青岛 266111; 2.西南交通大学电气工程学院,成都 611756)

引言

真空断路器(Vacuum Circuit Breaker)是现代电气化列车牵引变压器一次侧回路最重要的电气设备之一[1-2],其工作状态对列车安全稳定运行有很大影响。近年来,国外某型号动车车载VCB发生延时断开故障,在过分相时VCB触头由于不能及时断开[3-5],从而被迫降下受电弓以断电。受电弓在带电升降过程中会产生弓网电弧[6-7],烧蚀受电弓滑板,影响弓网受流质量。经检查发现,VCB触头因为熔焊(图1)发生粘连是导致延时断开的直接原因。而导致触头熔焊有两方面的原因:一是VCB在合断瞬间触头之间电弧的烧蚀作用;二是通过VCB的电流过大产生高温熔焊[8-9]。为了便于开展探究试验,针对第二种原因展开测试和研究,探究造成VCB触头熔焊的根本原因。

图1 VCB触头熔焊实物

目前,该型动车使用的车载VCB相关参数如表1所示。实际运行中列车以满功率行驶时,通过VCB的最大电流远小于其额定电流,不可能造成触头熔焊。因此,只有在合VCB时刻牵引变流器因铁芯过饱和产生的励磁涌流才有可能超过VCB阈值,产生过高的温升导致VCB触头熔焊。牵引变压器稳态运行时,励磁电流仅为额定电流的2%,但在合闸时,变压器铁芯磁过饱和,将产生很大的励磁涌流,其大小能达到额定电流的2～8倍。

表1 VCB额定参数

为了验证是否是励磁涌流过大导致VCB触头熔焊,对列车进行现场测试。测试对象包括VCB电流、接触网电压、合断VCB信号等,并利用PSCAD对车载牵引变压器励磁涌流进行仿真,分析励磁涌流影响因素并对励磁涌流最大值进行理论模拟。……