DJ4型机车试验大纲.docx
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DJ4型机车试验大纲
控制编号:
ZJZ(JL)303-(00)0-2005
DJ4型交流传动电力机车
型式试验大纲
编写人:
审核人:
审批人:
认可人:
持有者姓名:
铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站
LOCOmOtiVe&CarSBranch,PrOdUCtQUality,sSUPerViSe
andInSPeCtiOnCenterJMiniStryOfRaiIWaySPRC
2005年6月
1检测单位实验室概括
1.1实验室名称
(中文)铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站
(英文)LOCOmOtiVe&CarSBranch,PrOdUCtQuality'sSUPerViSe
andInSPeCtiOnCenterJMiniStryOfRailWaySPRC
1.2联系地址
(中文)北京西直门外大柳树路2号机车车辆研究所
邮编:
100081
(英文)LCRI,No2Daliushulu,XiZhimenwai,Beijing
POStCOde:
100081
1.3联系方式
E-mail:
传真:
负责人:
甘敦文职务:
站长电话:
联系人:
李学峰职务:
副站长电话:
1.4实验室所属法人单位名称
铁道部科学研究院
邮编:
100081E-mail:
传真:
法定代表人:
陈国芳职务:
院长电话:
1.5实验室类别
检测实验室
1.6实验室设施特点
固定的,现场的,临时的,可移动的
1.7实验室资质
计量认证合格实验室,(2000)量认(国)字(N02000)号
国家认可实验室,证书号:
CNACLO676-1
1.8试验人员
见附页。
1.9测试系统检定
所用测量设备及传感器为送国家计量检定部门进行检定合格后,方可用于DJ4型机车的检测。
1.10被试机车状态
被试机车应符合运用要求,并在整备质量状态下。
2本试验大纲的试验范围和目的
本试验大纲对DJ4型机车型式试验的试验方法作出明确规定,以验证DJ4型机车是否符合用户和制造商双方议定的技术规范的要求。
3试验标准及依据、试验地点和试验内容
3.1本大纲试验标准及依据
>IECll33《电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法》;
>大功率交流传动电力机车采购和技术引进项Ll,散件进口国内组装机车采购合同附
件2-1大功率交流传动电力机车技术规范,合同编号:
04DEOIGTAeIXDoO09:
>GB3318-82《电力机车组装后的检查与试验规则》。
3.2试验地点
铁道科学研究院东郊分院环行铁道试验基地和相关既有线路。
3.3试验项目
序号
试验项目
项目号
对应
IEoll33
条款
对应
GB3318
条款
23吨轴重状态下进行的试验
25吨轴重状态下进行的试验
1
称重试验
5.1
5.3
2.2
√
√
2
辅助电气设备和辅助电源试验
5.2
5.9
2.14
√
3
主电路保护试验
5.3
5.7
2.16
√
4
司机室内部噪声试验
5.4
5.4
2.28
√
5
机车前照灯照度试验
5.5
5.4
2.28
√
6
网压波动对机车功率影响的试验
5.6
6.8
2.15.1
√
7
牵引特性试验
5.7
6.4
2.2012.21
√
√
8
机车总效率试验
5.8
6.4
2.19.2
√
9
电气制动试验
5.9
6.5
2.22
√
√
10
温升试验
5.10
6.8
2.18.3
√
11
运行阻力试验
5.11
6.9
2.21.3
√
√
12
防空转和防滑行试验
5.12
6.4
2.20.2
√
13
安全描施的家查
5.13
5.13
2.7
√
14
安全设备的检查
5.14
5.15
2.8
√
15
故障导向安全
5.15
5.13
2.22.5
√
16
重联控制的检查
5.16
5.3
2.27
√
17
外部限界检查试验
5.17
5.2.1
2.1.1
√
√
18
转向架等关键承力部件的动应力与疲劳寿命评估试
5.18
6.1.1
2.24
√
√
19
受电弓的静态特性试验
5.19
6.3.1
2.5.1
√
20
受电弓的动态特性试验
5.20
6.3.2
2.5.2
√
21
制动试验
5.21
5.415.516.5
2.11
√
√
22
雷电冲击耐压试验
5.22
5.16
2.17.2
√
23
机车内部过电压水平的检查
5.23
6.14
2.17.1
√
24
绝缘试验(介质试验)
5.24
5.6
2.6
√
25
功率因数及谐波、等效干扰电流测试
5.25
6.7
2.19
√
26
接地和回流电路线的检査
5.26
5.8
2.1.8
√
27
电磁辐射千扰测试
5.27
6.7.1
2.16.5
√
28
运行安全性试验
5.28
6.1.1
2.23
√
√
29
运行舒适性试验
5.29
6.1.2
2.2312.13
√
√
30
弯道(曲线通过能力)试验
5.30
6.2
2.12
√
√
31
轴重转移补偿试验
5.31
6.4
2.20.2
√
√
4机车主要参数
4.1用途及使用环境条件
4.1.1用途:
铁路干线用牵引货物列车。
4.1.2机车在以下外界环境条件下能正常工作。
>海拔不超过2500n‰
>周围空气温度(遮阴处)在∙25°C至+40oC之间。
>最大相对湿度90%(该月月平均最低温度不低于25°C)o>机车能承受风、沙、雨、雪、煤尘和偶有沙尘暴。
4.2基本技术参数
4.2.1电流制:
单相交流50Hz
工作电压:
额定值25kV
最高值31kV
最低值
17.5kV
网压在17.5kV-31kV范围内,机车轮周功率发挥情况见4.2「图。
网压
4.2-1网压在17.5kV-31kV范围内,机车轮周功率发挥情况图
1435mm
2(BO-BO)
2X92↑↑%t
2X100+q%t
4.2.2轨距
4.2.3轴式
4.2.4机车整备重量
加压车铁后
23↑↑%t
25岂%t
机车前后车钩中心距
-35222mm
机车车体宽度
~3094mm
机车车体宽度(扶手杆处)
-3320mm
机车车顶距轨面高度
~4020mm
机车转向架中心距(单节车)机车转向架固定轴距
4.3机车主要技术参数
4.3.1
-9000mm
2800mm
机车轮周牵引功率(持续制)
9600kW
4.3.2
机车轮周电制动功率(持续制)9600kW
机车起动时粘着牵引力(0〜5km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力)
23t轴重时
≥700kN
4.3.3
25t轴重时
机车速度
持续制速度
≥760kN
4.3.4
23t轴重时
25t轴重时
最高速度
最高试验速度(新轮)
机车持续制牵引力
70km/h
65km/h
120km/h
132km/h
4.2.5机车轴重
加压车铁后
4.2.6限界尺寸
机车在受电弓在降下时在平直轨道上,机车外形尺寸应符合GB146.1-83的中电力
机车限界要求。
4.2.7机车主要尺寸
494kN
23t轴重时
4.3.5牵引特性曲线见4.3∙1图
kN
4.3.6再生制动特性曲线见4.3J图
l 4.3.7恒功率速度范围 牵引: 23t轴重时70〜120km∕h,25t轴重时65〜120km∕h; 再生制动: 23t轴重时70〜12Okm∕h,25t轴重时65〜120km∕ho 4.3.8机车功率因数: 当机车功率大于10%额定功率时,机车功率因数(九)$0.97 条件: 接触网电压低于27.5kVo 4.3.9等效干扰电流和原边电流谐波含量 当机车满功率运行时等效干扰电流(JP)≤1.5A 当一节机车被切除运行时等效干扰电流(JP)<3.5A 4.3.10机车电传动型式: 电压型逆变器,三相异步牵引电动机传动。 4.3.11机车总效率 机车在额定网压下,在牵引工况下发挥持续额定功率时机车总效率≥0.85o 4.4机车动力学性能 4.4.1机车应能以5km/h速度安全通过R=125m的曲线,并应能在R=250m的曲线上进行正常摘挂作业。 4.4.2在R=300m的曲线上,机车速度为75km/h时(超高为15Omm的曲线时),脱轨系数≤0.6<> 4.4.3机车在整个允许运行速度范围内: 在机车司机室中心测得的振动加速度、频率、方向和持续时间(以8小时计)对人体的影响,应符合ISc)2631-1985(E)(“对人体影响的评估”第一节总则)有关条款的规定,不得有共振现象。 4.4.4机车在牵引工况下的轴重转移起动时≤10% 在电气控制上能将上述轴重转移根据电机电流大小进行持续补偿。 4.5主要部件参数 4.5.1受电弓 机车设有2台受电弓。 受电弓型号为8WL0o 4.5.2主断路器 4.5.2.1主断路器型号为BVAC.N99.215o 4.5.2.2性能及参数: 额定电压 额定电流 最大工作电压 额定分断容量 最大分断电流 辅助触点数 固有分闸时间 工作压力 4.5.3主变压器和谐振电抗器 型号 原边绕组额定容量 30kV IOOOA 31.5kV 600MVA 20kA 12 30~60ms 450-IOOOkPa EFAT6744&2XHFAT4936 528OkVA 额定电流 牵引绕组额定容量 额定电压 额定电流 短路电压 短路损耗 谐振电抗器 谐振电抗器电感值 额定电流 最大电流 频率 额定效率 变压器重量(包括谐振电抗器) 其中油重量 4.5.4牵引电机 绝缘等级(一体化真空浸无溶剂漆) 额定功率 重量 极对数 最高电压 最大电流(起动时) 额定转速 最高转速 超速试验(2分钟) 额定效率(持续点) 工作频率范围 冷却方式 211A 4X132OkVA 970V 1360A 36% 140OkVA 2×0.27mH 1080A 1200A IOOHZ 97% -81OOkg 600kg 200级 1224kW 245Okg 2 1420V 814A 1726rpm 346OrPrn 414OrPm 94.5% 0-117Hz 强迫通风空气冷却 4.5.5主变流机组 4.5.5.1主变流机组的效率98%(四象限: 99%,逆变器: 99.5%) 4.5.5.2主变流器冷却方式强迫水循环冷却(有添加剂) 水和添加剂的体积比率为: 44%/56% 适应环境温度的措施: 模块入口水温 模块出口水温 每个模块额定水流量 ≤550C ≤610C 20L∕min 4.5.5.3主变流机组及其所组成的元器件的技术参数主变流机组技术参数: (型号) 额定输入电压: 额定输入电流: 额定输入频率: 中间电压: 额定输出电压: 额定输出电流: 最大输出电流: 效率: 970V∕50Hz 1510Arms50Hz DC1800V3AC1285V1260A1628A 98% 控制电压: 外形尺寸: 质量: 每台机车使用数量: 国外制造厂商: DCllOV 3750mmX1060mmX2000mm(LxWxH)〜340Okg 2 SiemenSAG,A&D 主变流器元件模块技术参数: (型号) SlBACBBSPl500WL 额定电压: 额定电流: 最大电流: 使用温度: 每台机车使用数量: DC1800V 2000A 3800A -400C~+50°C 28 国外制造厂商: 四象限变流器与逆变器的IGBT模块允许互换。 4.6基础制动 4.6.1形式: 轮盘制动 4.6.2制动单元闸片应采用有机的高摩擦片,装有闸片间隙自动调节装置。 4.6.3基础制动在平直道上120km/h速度下 轴重为23吨时的紧急制动距离: ≤800m 轴重为25吨时的紧急制动距离: ≤900m 4.6.4机车空气制动率(23吨) 35% 4.6.5蓄能制动率(23吨) 6% 4.7空气系统 4.7.1风源 4.7.1.1每台机车装有两台不小于2400L∕min的空气压缩机。 压缩空气进入总风缸存储前,必须经过净化干燥装置处理。 4.7.1.2空气压力调节器 整定值750±20kPa〜900±20kPa 安全阀动作值 1000±20kPaW 4.7.1.3每节机车总风缸容积 ≥1000L 4.7.1.4每节机车设有一台直流辅助空气压缩机组。 额定风压 工作能力 电动机额定功率 800KPa 45NL(NOrmalLiter)/min 0.715KW 型号 DUrrD-IOO 允许连续工作时间10min 4.7.1.5每节机车设有不小于50L的升弓风缸,风缸装有密封性很强的阀门,风缸储存800KPa压缩空气在24小时后,泄漏不得大于50KPaO 4.7.2空气制动机 根据铁道部要求,DJ4型货运电力机车将采用KNORR的CCBH型机车制动机, CCBll型机车制动机为Il代计算机控制制动系统,乘务员通过电子制动阀(EBV)的列车控制手柄及机车单独制动手柄进行列车或单独机车的制动控制,乘务员通过制动显示屏进行机车状态设定,包括本机或补机、补风或不补风、列车管定压设定等,乘务员还可通过制动显示屏进行机车制动机的功能自检,查看日志及故障记录等。 CCBIl型机车制动机使电制动与空气制动的协调配合、实现互锁。 能够与列车运行监控装置(LKJ2000)配合。 装有空气制动防滑器、弹簧储能停放制动。 4.7.3机车每台转向架有4个沙箱,每个沙箱容量为100L,沙箱盖应严密防潮,能防止雨雪侵入。 4.7.4机车撒沙装置的下沙量应能在0.5〜1.0L∕min范围内调节。 撒沙喷嘴的位置和形状要保证沙粒能正确撒在车轮踏面与钢轨相交处。 4.7.5机车撒沙装置应与空气制动、防空转滑行等装置配合动作。 4.7.6机车空气系统的空气泄漏量≤0.2kPa∕mi∩o 5试验内容 5.1称重试验 5.1.1试验目的 确定机车质量是否符合机车技术规范的规定。 5.1.2(该试验项目)检验依据 IECll33电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法;GB3318-82电力机车组装后的检查与试验规则。 5.1.3应用标准 TB/T1740-1997铁道机车车辆重量测定方法; 大功率交流传动电力机车采购和技术引进项U,散件进口国内组装机车采购合同附件2—1大功率交流传动电力机车技术规范,合同编号: 04DEOIGTACIXDOo09。 5.1.4试验地点 铁道科学研究院东郊分院环行试验基地内电库。 5.1.5试验时间 接线调试1天,试验1天,该项目共2天。 5.1.6测试设备(仪器仪表) 序号 测试用仪器仪表名称 数量 测试用仪器仪表型号 测试精度 生产厂家 定位检单 送检 日期 1 称重采集器 1 MDAC-F48 1% 航天部三院三部 院计量中心 5.1.7检验方法 5.1.7.1轮重 以同时测量被试机车各个轮重的方法测定机车轮重。 5.1.7.2轴重 根据上述轮重测量结果得到轴重。 5.1.7.3机车重量 根据各轮重的测量结果,得到机车重量。 5.1.7.4连续六次进行完整的称重操作,机车前进和后退两个方向各三次。 测量值取六次记。 5.1.7.5录的算术平均值,测量值的读数以kg为单位。 称重试验前先调整悬挂装置: 在整个称重过程中不调整悬挂装置。 5.1.8评定标准 >在不加压铁的情况下,每根轴的轴重应该为23⅛t,每节车的重量应该为92拧%t; >加圧铁后,每根轴的轴重应该为25⅛%t,每节车的重量应该为100⅛%t; >同一节B(TBo车,每根轴的轴重和平均轴重之差,不大于该机车的平均轴重的±2%; >各个轮的轮重不超过(各自轮对)平均轮重的±4%。 5.2辅助电气设备和辅助电源试验 5.2.1试验目的 检查辅助系统是否正常,辅助机组在最高、最低电压下起动是否正常。 5.2.2检验依据 IECll33电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法;GB3318-82电力机车组装后的检查与试验规则。 5.2.3应用标准 大功率交流传动电力机车采购和技术引进项II,散件进口国内组装机车采购合同附件2—1大功率交流传动电力机车技术规范,合同编号: 04DEoIGTAClXDOO09。 5.2.4试验地点 铁道科学研究院东郊分院环行试验基地。 5.2.5试验时间 接线调试2天,试验2天,该项目共4天。 5.2.6测试设备(仪器仪表) 序号 测试用仪器仪表名称 数量 测试用仪器仪表型号 测试精度 生产厂家 送检 日期 1 JCDC-I交流 传动测试系统 1 JCDC-I 0〜 4000V; 0〜3800A 北京莱姆有限公司铁科院 航天部 304所 5.2.7检验方法 5.2.7.1辅助电源正常安装检查,所有牵引风机、冷却塔风机、空气压缩机、油泵、水泵正常安装检查。 5.2.7.2检查所有辅机的旋转方向与交流电源的相位旋转方向是否符合设计图纸的要求。 5.2.7.3对1位牵引风机、1位冷却塔风机、1位主压缩机、1位油泵、1位水泵进行缺相保护和接地保护试验,断开辅机的一相,起动该辅机,检查保护装置是否动作,机车显示屏上是否显示该故障;在辅助回路中,选择优代表性的点,人为接地,看接地保护装置是否动作,机车显示屏上是否显示该故障。 5.2.7.4切除其中一节车的辅助电源1和辅助电源2,整台机车的所有辅机由另外一节车的辅助电源供电,检查一节车的辅助电源是否能满足整台机车辅机的供电需求。 5.2.7.5测量辅助电源的输出电压、电流、功率。 5.2.7.6对于断续工作的辅机则利用间断操作连续六次起动(笫一次实验时,电机应处于冷态),其中一半次数在最高网压下进行,另一半次数在最低网压下进行;对连续运行的辅机进行四次完整的连续起动试验,测量每次试验下的起动时间、电压、电流和功率。 测试对象为1位牵引风机、1位冷却塔风机、1位主压缩机、1位油泵、1位水泵。 5.2.7.7测试参数 a)辅助电源输出电压,V; b)辅助电源输出电流,A; C)辅助电源输出功率,kW; d)辅助机组电流,A: e)辅助机组电压,V; f)辅助机组功率,kWo 5.2.7.8试验接线 牵引通风机试验接线见图2,其他辅机接线同牵引通风机试验接线图。 图5.2-1牵引通风机试验接线图 5.2.8评定标准 5.2.8.1辅助电源评定标准 一节车的辅助电源应能维持全车辅助系统供电; 辅助电源的输出电压、频率和容量应符合机车技术规范的要求。 5.2.8.2辅助电机应符合以下要求 各辅助电机的旋转方向应该符合设计要求; 各辅助电机的输出功率应符合机车技术规范的要求: 5.2.8.3辅助机组应该具有以下保护功能 断开辅机的某一相之后,起动该辅机,保护装置应该动作,机车显示屏上显示该故障; 选择辅助回路中有代表性的点,人为接地之后,接地保护装置应该动作,机车显示屏上显示该故障。 5.2.8.4辅助设备正常工作要求 在最高和最低网压之间,所有辅机应能正常起动。 5.3主电路保护试验 5.3.1试验目的 用以检查机车主电路的保护功能。 5.3.2检验依据 IECll33电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法; GB3318-82电力机车组装后的检查与试验规则。 5.3.3应用标准 大功率交流传动电力机车采购和技术引进项H,散件进口国内组装机车采购合同附件2—1大功率交流传动电力机车技术规范,合同编号: 04DEoIGTAelXDoO09。 5.3.4试验地点 铁道科学研究院东郊分院环行试验基地。 5.3.5试验时间 2天。 5.3.6测试设备(仪器仪表) 测试设备参见表5.6-1o 5.3.7检验方法 5.3.7.1牵引电机缺相保护试验 断开牵引电机的一相电缆,升弓合主断,给出机车起动信号,检查保护是否动作,机车显示屏上是否显示该故障信息,整个过程中监测各个电机的电流。 5.3.7.2主电路短路保护试验 在牵引变流器的交流输出侧选择任意两项人为实施短路,升弓合主断,给出机车起动信号,检查相间短路保护是否动作,机车显示屏上是否显示该故障。 5.3.7.3主电路接地保护试验 在牵引变流器的交流输入侧、中间直流电路和输出交流侧分别选择一个点,人为实施接地,升弓合主断,给出机车起动信号,检查主电路接地保护装置是否动作,机车显示屏上是否显示该故障。 5.3.8评定标准 断开牵引电机一相电缆,升弓合主断,给出机车起动信号之后,保护装置应该动作,封锁牵引变流器,并且机车显示屏上应显示缺相故障; 相间短路保护正常,封锁牵引变流器。 将主回路中的某个点接地,升弓合主断,给出机车起动信号之后,接地保护装置应该动作,封锁牵引变流器,机车显示屏上应显示接地故障。 5.4司机室内噪声试验 5.4.1试验目的 检查司机室的噪声是否符合机车技术规范的要求。 5.4.2检验依据 IECll33《电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法》;GB3318-82《电力机车组装后的检查与试验规则》。 5.4.3应用标准 GB/T3449-94《铁路机车车辆内部噪声测量》; 大功率交流传动电力机车釆购和技术引进项U,散件进口国内组装机车采购合同附 件2—1大功率交流传动电力机车技术规范,合同编号: 04DEOIGTACIXDOo09。 5.4.4试验地点 铁道科学研究院东郊分院环行试验基地。 5.4.5试验时间 1天。 5.4.6测试设备(仪器仪表) 序号 测试用仪器仪表名称 数量 测试用仪器仪表型号 测试精度 生产厂家 定位检单 送检 日期 1 声级计 1 116 0.3dB 挪威 中国计量院 5.4.7试验方法 该试验在线路情况良好的平道上进行,当机车在牵引或电气制动工况运行,速度在70±5km∕h,2/3额定功率时,起动全部
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