蓄电池机车控制蓄电池充电方式设计优化

汪 湧

（厦门轨道交通有限公司运营分公司，福建厦门 361000）

0 引言

地铁车辆的维护保养是行业内的重点生产任务之一，安全有效的对机车进行保养作业是保障生产的前提。机车的控制蓄电池是作为关键维护保养部件，目前ZER3 型蓄电池机车的控制蓄电池在维修保养时主要采用以下两种方式进行充电：

（1）蓄电池机车闭合主断情况下，通过牵引蓄电池（400/480 A·H）对控制蓄电池（105 A·H）进行充电。此方法将一定程度影响牵引蓄电池的所剩电量，间接影响蓄电池的续航能力，若控制蓄电池亏电严重时，将出现机车牵引封锁，控制蓄电池电压值过低无法满足闭合机车主断的条件，无法对控制蓄电池充电。

（2）通过外接电源接入机车自身在控制电源柜内部预留的充电接口，此方式需人工对正负极进行接线，操作空间有限，对维修人员操作水平要求较高，同时需注意正负极线拆接等安全问题，耗时费力且存在安全隐患。

综合考虑充电方式的利弊，为了更好的对控制蓄电池保养，提升操作安全可靠度，设计将低压控制柜内的端子排上的控制蓄电池正负极线引出至车体两侧，加装DC 110 V 充电插座，并对外部充电设备的充电线改造，加装配对的插头，对DC 110 V 控制蓄电池进行充电。在检修时，通过插头插座的形式以此提升安全系数，充电式方便快捷，又可确保控制蓄电池保养要求，防止安全事故发生。

1 设计方案

在机车车体两侧分别加装一个DC 110 V 充电口（插座），改造外部充电设备充电线，配备对应的充电插头，检修时，直接利用外部充电设备对110 V 控制蓄电池充电。具体方案如下：

1.1 充电电路设计

在控制电源柜内将正负极线引至机车两侧，在机车两侧分别加装插座=32-X11（=32-X12）。在正极线路上加装保护熔断器=32-F11（=32-F12），主要用于输入线路短路保护。二极管=32-V01 主要用于防反保护，防止DC110 V 库内电源正负极接反产生环流。当为接入外部充电设备电源，经插座再经手动开关=32-S03，再经电流传感器=32-B02、断路器=32-F01 为控制蓄电池充电。充电电路控制原理如图1 所示。

图1 充电电路电气原理

1.2 布线设计

起始点为DC 110 V 插座，终点为控制电源柜内端子（正负极点位），电缆首先由DC 110 V 插座、熔断器接好线后，经控制线槽布线，然后进入控制电源柜内部，布线路径如图2 所示。

图2 布线路径

1.3 物料准备

充电电路改造所需物料见表1。

表1 充电电路改造物料

2 使用方法及效果

2.1 使用方法

扣修保养需要使用外部充电设备对控制蓄电池充电时，主要操作步骤如下：

（1）将外部DC 110 V 电源插头接至车底两侧的充电插座=32-X11 或=32-X12。

（2）将控制电源柜内的手动开关=32-X03 转至库内位。

（3）闭合司机室开关柜上的总开关=32-F01，同时断开开关柜内其他所有DC 110 V 负载电源。

（4）设置好外部充电设备参数，即可进行充电。

采用DC 110 V 插座充电时，充电电压和充电电流由DC 110 V电源设备控制。DC 110 V 充电插座如图3 所示，DC 110 V 充电插头如图4 所示。

图3 DC 110 V 充电插座

图4 DC 110 V 充电插头

2.2 实施效果

（1）有效提高操作安全性、可靠性。原先未增设插座和改造外部电源插头时需手动将外部电源正极和负极线接入控制电源柜内端子排的正负极点位中，操作上容易错接正负极线，且拆接过程存在安全隐患。经设计优化，以插头插座形式配套使用，充电时只需将外部电源插头接至DC 110 V 插座上即可实现充电，操作方便，且检修人员无需直接接触电源线，避免操作过程的安全隐患。充电时状态如图5 所示。

图5 DC 110 V 插座充电

（2）有效提升工作效率。原先操作充电时接线和充电完毕后的拆线工作约总耗时30 min，优化后仅需5 min 即可完成。

（3）实用性强、成本低。由于采用通用电器元件，造价便宜并且接线可靠，充电时操作方便简单，并且改造成本低，满足经济性和实用性的原则。

（4）通用性强。由于布线路径精简，安全可靠，且插头插座接线简单，因此可根据实际机车数量进行改造。

（5）插座设有保护盖和锁紧卡槽，防尘效果佳。

3 结语

目前ZER3 蓄电池机车控制蓄电池充电方式设计优化实验完成。对比改善前工效显著提升，主要消除检修时对控制蓄电池充电过程拆接电极线的安全隐患，通过此充电方式的设计优化提高安全性，更有利于现场的作业需求，实用性较强。经优化改造，现已将此设计投入使用，并在厦门地铁后续线路上推广。