動(dòng)車(chē)組電加熱器與溫控器性能匹配試驗(yàn)方案的研究

邴昱凱 梁靚

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.22.061

摘 要：該文主要對(duì)動(dòng)車(chē)組電加熱器與溫控器性能進(jìn)行研究，模擬現(xiàn)車(chē)安裝狀態(tài)下的配套試驗(yàn)并據(jù)此進(jìn)行分析。在部件裝車(chē)之前驗(yàn)證其安全性、可靠性，為動(dòng)車(chē)組運(yùn)行中的安全可靠提供保證。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組 電加熱器 溫控器 配套試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U216.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（a）-0061-02

隨著我國(guó)高速鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，動(dòng)車(chē)組零部件設(shè)計(jì)選型、檢修產(chǎn)品合理的試驗(yàn)方案成為確保車(chē)輛運(yùn)行的可靠性及安全性必要保證。文章以某型動(dòng)車(chē)組為基礎(chǔ)，提出了國(guó)產(chǎn)化電加熱器與進(jìn)口恒溫控制器一起工作時(shí)性能匹配的方案，進(jìn)口恒溫控制器能否在設(shè)定值斷開(kāi)，以檢驗(yàn)二者是否匹配及相關(guān)零部件是否達(dá)到安全及可靠性要求。

1 電熱器及溫控器介紹

安裝在車(chē)內(nèi)地板上方的固定電加熱器?？褪覂?nèi)地板上方固定電加熱功率根據(jù)車(chē)型不同，功率從12 kW到18 kW不等，另外每側(cè)通過(guò)臺(tái)和每個(gè)衛(wèi)生間均固定電加熱器。為保護(hù)加熱元件，采用進(jìn)口溫控器控制電熱器的運(yùn)行以達(dá)到理想的溫度及節(jié)能效果。

2 試驗(yàn)方案

2.1 試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)要求

（1）電熱管試驗(yàn)（管溫試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、功率試驗(yàn)）。

（2）溫控器試驗(yàn)。

（3）模擬現(xiàn)車(chē)安裝狀態(tài)下的配套試驗(yàn)。

試驗(yàn)項(xiàng)目（1）（2）測(cè)試國(guó)產(chǎn)化加熱管、進(jìn)口恒溫控制器達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求后，才可進(jìn)行第（3）項(xiàng)測(cè)試。

2.2 電熱管試驗(yàn)

2.2.1 電熱管冷態(tài)絕緣電阻試驗(yàn)

將電熱管安放在試驗(yàn)架上，兩端固定，中間懸空。然后，用500 V級(jí)兆歐表測(cè)量電熱管冷態(tài)絕緣電阻，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。兆歐表讀數(shù)不小于500 MΩ為合格。

2.2.2 電熱管管溫試驗(yàn)

進(jìn)行完電熱管冷態(tài)絕緣電阻試驗(yàn)且合格后，接通電熱管電源，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器輸出電壓為電熱管額定電壓，記錄試驗(yàn)起始時(shí)間。通電1 h后，用面接觸式點(diǎn)溫計(jì)對(duì)每個(gè)電熱管表面任意選取的7個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，電熱管表面任一點(diǎn)溫度不高于180 ℃為合格。

2.2.3 電熱管功率試驗(yàn)

進(jìn)行完電熱管管溫試驗(yàn)且合格后，用鉗形萬(wàn)用表測(cè)量電熱管的工作電壓和工作電流，根據(jù)公式（1）計(jì)算電熱管功率。

P=U×I×cosφ （1）

式中：

P為電熱器功率，單位為瓦（W）。

U為電熱器額定工作電壓有效值，單位為伏（V）。

I為電熱器額定工作電壓下的電流有效值，單位為安（A）。

cosφ為電熱器額定工況下的功率因數(shù)，對(duì)電阻型發(fā)熱元件cosφ可取為1。

電熱管實(shí)測(cè)功率偏差在-10%～5%范圍內(nèi)即為合格。

2.2.4 電熱管熱態(tài)絕緣電阻試驗(yàn)

進(jìn)行完電熱管功率試驗(yàn)且合格后斷電，30 s內(nèi)用500 V兆歐表測(cè)量電熱管熱態(tài)絕緣電阻，兆歐表讀數(shù)不小于100 MΩ視為合格。

2.3 溫控器試驗(yàn)

2.3.1 單相溫控器冷態(tài)絕緣電阻試驗(yàn)

用1 000 V級(jí)兆歐表測(cè)量衛(wèi)生間及門(mén)廊電加熱器單相溫控器的冷態(tài)絕緣電阻，兆歐表讀數(shù)不小于100 MΩ為合格。對(duì)于不合格的溫控器進(jìn)行更換。

2.3.2 溫控器動(dòng)作溫度試驗(yàn)

用電熱干燥箱對(duì)溫控器動(dòng)作溫度進(jìn)行測(cè)試。

將溫控器放置于電熱干燥箱內(nèi)，并使其處于封閉狀態(tài)，與帶指示燈開(kāi)關(guān)和電源連接，形成回路。在溫控器金屬感溫探頭處固定一個(gè)測(cè)溫表的感溫探頭，當(dāng)干燥箱內(nèi)的溫度達(dá)到溫控器設(shè)定值時(shí)，溫控器斷開(kāi)，指示燈滅，記錄此時(shí)測(cè)溫表的溫度顯示值，即溫控器的實(shí)際動(dòng)作溫度值。待干燥箱內(nèi)的溫度低于設(shè)定值時(shí)，溫控器功能恢復(fù)，記錄此時(shí)測(cè)溫表的溫度顯示值。溫控器在其溫度設(shè)定值處（或規(guī)定溫度區(qū)間內(nèi)）動(dòng)作（即常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)），低于設(shè)定值（或規(guī)定溫度區(qū)間最小值）恢復(fù)為合格。

2.4 模擬現(xiàn)車(chē)安裝狀態(tài)下的配套試驗(yàn)

2.4.1 電熱器罩板溫度試驗(yàn)

在試驗(yàn)架上固定加熱器后部型材，將測(cè)試合格的電加熱管及帶金屬探頭的電子溫控器安裝在后部型材上，并在溫控器探頭處固定一測(cè)溫表的感溫探頭。安裝上電熱罩板后，接通電源開(kāi)始試驗(yàn)，同時(shí)記錄試驗(yàn)起始時(shí)間。接通電源1 h后，用面接觸式點(diǎn)溫計(jì)測(cè)量每個(gè)電熱管中間部位對(duì)應(yīng)的罩板處溫度值，并做好試驗(yàn)記錄。電熱罩板溫度不高于60 ℃為合格。

2.4.2 電熱器與溫控器地面匹配試驗(yàn)

完成電熱器罩板溫度試驗(yàn)后，用鋁箔封裝的玻璃絲棉將電熱器罩板通風(fēng)孔、電熱器后部型材兩端及后部密封，保證電熱器周?chē)鸀橐环忾]空間，觀察試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)溫指示燈的狀態(tài)。當(dāng)測(cè)溫指示燈熄滅時(shí)，說(shuō)明溫控器已動(dòng)作，記錄此時(shí)相應(yīng)測(cè)溫表的讀數(shù)，直至檢測(cè)全部結(jié)束；斷電一段時(shí)間后，測(cè)溫指示燈重新亮起時(shí)，記錄此時(shí)相應(yīng)測(cè)溫表的讀數(shù)，直至檢測(cè)全部結(jié)束。溫控器在（85±5）℃范圍內(nèi)動(dòng)作（即常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)），斷電一段時(shí)間后能夠恢復(fù)為合格。具體可參考圖1。

2.4.3 電熱管再次冷態(tài)絕緣電阻檢測(cè)

讓電熱管自然冷卻至室溫后，再次用500 V兆歐表測(cè)量電熱管冷態(tài)絕緣電阻值，并做好試驗(yàn)記錄。兆歐表讀數(shù)不小于500 MΩ為合格。

3 結(jié)語(yǔ)

在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和檢修過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)情況以及試驗(yàn)報(bào)告，確認(rèn)電熱器能否滿(mǎn)足檢測(cè)要求以及實(shí)際使用要求，在部件裝車(chē)之前驗(yàn)證其安全性、可靠性，為動(dòng)車(chē)組運(yùn)行中的安全可靠提供保證。

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