一种集成式高压柜设计及强度仿真

杜加亮

摘 要：高压柜作为城市轨道车辆中重要组成部分，其性能直接影响到车辆的正常运转。本文从主电路分析计算、结构设计、安全性等方面详细介绍了一种集成式设计的高压柜。

关键词：城轨；高压柜；设计；仿真

高压柜是电气牵引系统主电路的前级构成部分， 是牵引高压回路的保护开关，给车辆上的牵引设备提供过流和短路保护，同时也为辅助系统提供过流保护以及车间电源供电。针对上述对高压柜的特殊需求，设计了一种集成式高压柜。

1 主要参数及整体方案

1.1 主要参数

高压柜的主要参数：

a.额定输入电压：DC1500V b.输入电压范围：DC1000V～DC1800V c.牵引支路额定输出电流：2×DC450A d.辅助支路额定输出电流：2×DC147A e.高速断路器脱扣值ids：1500A f.质量：420kg。

1.2 主电路原理图

高压柜原理图如图1。正常运行时，DC1500V电源从受电弓，经过三位置转换开关（BQS）、高速断路器（HB1＼HB2），将电源输送到本＼它车牵引逆变器；经过三位置转换开关（BQS）、隔离二极管（1D01）、辅助熔断器（F1＼F2），将电源输送到本＼它车辅助逆变器；库内调试时DC1500V电源从车间电源插座（WXP）将电源输送到本＼它车辅助逆变器。停车检修时三位置转换开关使高压电路在无电的状态下可靠接地，避免人身危险。隔离二极管（1D03＼1D02）用于隔离车间电源插座。

1.3 主电路参数计算

1） 辅助熔断器。辅助逆变器采用分散供电，F1与F2支路电流相同，平均电流值为：

PSIV—辅助逆变器额定功率

UM—额定输入电压

过载系数：一般取1.2～1.6

温度降容系数：0.88 （45℃）

热连接降容系数：0.85 （连接母排载流量2～3A/mm2）

分散式供电：In=147×1.2/0.88/0.85≈236（A）

城轨线路时间常数取15ms