车体设备布置

一、概　述

电力机车上的设备众多，重量大小不一，有些设备因通高压电而危及人身安全。为了保证运行中各种设备的可靠和安全，在设备布置时要充分利用有限的车体空间，既要考虑便于设备的检查、维修和拆装，又要使重量保持均衡，使设备布置合理，一般应兼顾以下原则：

（1）必须保证重量分配均匀。目的在于使机车轴重保持均衡，以利于牵引力的充分发挥。为此，在设备布置时要进行重量分配计算：根据各种设备的位置、轻重、机车车体、转向架的支承情况，计算出各设备的重量力臂，按力矩平衡原理进行计算，计算结果要保证各转向架载荷前后左右相等，各轴重在规定的偏差之内。如计算结果不符合要求，要对设备进行调整，重新计算。

（2）要充分满足设备的安装、拆卸、检查和检修的方便，特别是易损的设备要易于拆装。司机室设备布置要求作业范围合适、操纵方便、视线合理，易于观察各种仪器、仪表和信号灯指示。要有必要的隔热、隔音设施。各机器间的设备要便于检查、维修和保养，要注意设备布置的规律化，便于乘务员熟记各设备位置，对危及人身安全的电器设备，要有严格的安全联锁防护装置等。

（3）应注意节约导线、电缆和压缩空气、冷却空气管路。合理地布置电器线路的导线、电缆和空气管路，不仅可以节约大量材料、降低成本，还可使布置简捷、集中，便于查找故障，减少空间占用和减少风阻。

总之，机车的设备布置是总体设计的重要组成部分，必须综合考虑，选择最佳方案。

二、SS4G型电力机车设备布置

1.设备布置的特点

SS4G型电力机车的设备布置具有下列特点：

（1）除牵引电机外，所有的电气设备都布置在车体上，其中绝大部分布置在车体内，安全可靠，运行中便于检查。

（2）机车为单节单端司机室，两节完全相同，单节机车共分5个室。依次为：司机室、Ⅰ端电器室、变压器室、Ⅱ端电器室、辅助室。

（3）继承了韶山系列电力机车的传统特点，采用双边走廊，分室斜对称布置。设备屏柜化、成套化，便于车下组装、车上吊装，结构紧凑，维修方便。

（4）除轴流式通风机组外，其他设备为平面单层布置，设备拆装，互不影响。

（5）根据单端司机室的特点，将噪声较大的劈相机、主压缩机等辅助机组安装在远离司机室的Ⅱ端辅助室内，使司机室的噪声大大低于SS1和SS3型机车。

（6）在布线和布管结构设计上，首次采用控制电路的预布线和机车管路的预布管机构新工艺。

（7）平波电抗器采用油冷方式，且与主变压器共用油箱和油散热器风冷系统，提高了平波电抗器在冷却系统故障时的可靠性，是国产电力机车在总体布置上的一大进步。电力机车设备布置如图2.22所示。

图2.22　SS4G型电力机车设备布置总图
1—司机室；2—Ⅰ端电器室；3—变压器室；4—Ⅱ端电器室；5—辅助室

2.各室及设备布置

1）司机室设备布置

司机室左侧为正司机工作区域，设有正司机操纵台和调车控制器等；司机室右侧为学习司机工作区域，设置有学习司机操纵台和紧急放风阀，司机室的设备布置如图2.23所示。

图2.23　司机室设备布置
1—调车司机控制器；2—空气制动阀；3—速度表；4—电空制动控制器；5—主台气表；6—主司机按键开关；7—主台电表；8—主台显示屏及开关；9—主司机控制器；10—副台电表；11—副台显示屏；12—学习司机按键开关；13—副台开关

（1）正司机操纵台。正司机操纵台设有司机控制器、按键开关器、电空制动控制器、空气制动阀、速度表、汽笛、记点灯等。操纵台正面设主台气表、主台电表和主台显示屏及开关。

（2）学习司机操纵台。学习司机操纵台设置按键开关盒和汽笛，操纵台的正面设置有副台电表、副台显示屏及开关。

副台开关安装辅助压缩机控制开关按钮、紧急制动按钮、自动撒砂控制开关、空调开关、取暖开关和加热开关。

2）Ⅰ端电器室设备布置

Ⅰ端电器室与司机室相邻。安装的主要设备包括：一号端子柜、一号硅机组、PFC电容柜、一号高压柜、制动电阻柜、一号低压电器柜和牵引通风机组，其中一号硅机组于 PFC电容柜重叠放置，节省了机车空间。设备布置如图2.24所示。

图2.24　Ⅰ端电器室
1—一号端子柜；2—一号硅机组（上）和PFC电容柜（下）；3—一号高压电器柜；4—制动电阻柜；5—一号低压电器柜；6—牵引通风机组；7—复轨器

3）变压器室设备布置

变压器室主要设备包括：机车主变压器和 PFC 开关柜，机车保护、测量和控制用的 3种交流电流互感器等。设备布置如图2.25所示。

4）Ⅱ端电器室设备布置

Ⅱ端电器室布置的主要设备包括：上车顶梯、二号硅机组、PFC电容柜、二号高压电器柜、制动电阻柜、二号低压电器柜和牵引通风机组。设备布置如图2.26所示。

5）辅助室设备布置

辅助室布置的主要设备包括：电子电源柜、空气制动柜、劈相机、压缩机组、空气干燥器、起动电容柜、二号端子柜和综合柜，柜顶安装有轮滑润滑控制器和电阻制动记录仪。设备布置如图2.27所示。

图2.25　变压器室
1—主变压器；2—PFC开关柜

图2.26　Ⅱ端电器室
1—二号高压电器柜；2—制动电阻柜；3—二号低压电器柜；4—牵引通风机组；5—上车顶梯；6—二号硅机组（上）和PFC电容柜（下）

图2.27　辅助室
1—空气压缩机；2—劈相机；3—电子电源柜；4—空气管路柜；5—起动电容柜；6—二号端子柜；7—空气干燥器；8—综合柜

6）车顶设备布置

车顶主要设备包括：受电弓、主断路器、金属氧化物避雷器、高压电流互感器、高压电压互感器、高压连接器及车顶母线与支持瓷瓶等。车顶设备如图2.28所示。

图2.28　车顶设备
1—受电弓；2—主断路器；3—避雷器；4—高压电流互感器；5—高压电压互感器；6—高压连接器

Ⅱ端电器室顶盖设有人孔天窗，天窗设有电气联锁装置，当打开天窗时，顶盖将与车顶母线的接地装置相连，使车顶上的高压设备全部接地，以保护机车乘务人员的安全，同时切断受电弓控制电路，使得无法升弓。只有当高压室、变压器室门都锁好，车顶门盖好后，保护电空阀才能得电，使门联锁阀气路动作，锁紧各门，受电弓方能升起。

车顶盖上还设有电阻制动的百叶窗出风口。司机室顶上设有3个风喇叭。

7）车底设备布置

车底辅助设备包括主电路库用插座 2 个、辅助电路库用插座 1 个、控制电路库用插座 1个、行灯插座 2 个、重联插座、自动信号装置的接收线圈、蓄电池柜、总风缸、接地棒、照明灯和标志灯等。

8）机车布线

SS4G型电力机车布线，按不同电压等级分各自线槽布线，分为3部分。

（1）主电路布线，是指主电路中 1 000 V 电压以上的电缆和电线沿机车车体Ⅰ、Ⅱ端台架下的纵向主线槽和两侧走廊线槽布线。

（2）辅助电路布线，是指辅助电路 220～380 V 电压的电缆和电线沿机车走廊线槽布线（与主电路交叉时，进行加强绝缘处理）。

（3）控制电路布线，是指控制电路电线沿机车两侧走廊天花板上的专用线槽布线。

三、HXD3型电力机车设备布置

HXD3型电力机车的两端各设一个司机室，中间为机械室。机械室内设备沿车内中间走廊两侧平行布置，采用导轨安装方式固定，中间走廊宽度为 600 mm。在中间走廊左右两侧设有变流器、冷却塔、空气压缩机、空调机组等。在车体下设有两台三轴转向架及主变压器，在顶盖上设有两架受电弓和两个车顶避雷器。车内设备布置以平面斜对称布置为主，设备成套安装，有利于机车的质量分配、机车的制造、检修和部件的互换。机车设备布置及外形如图2.29及图2.30所示。

图2.29　机车设备布置及外形图

图2.30　机车主要设备布置图
1—前照灯；2—牵引电机通风机组；3—受电弓；4—主断路器；5—高压电压互感器；6—高压隔离开关；7—标志灯；8—操纵台；9—司机室座椅；10—滤波柜；11—蓄电池充电器；12—复合冷却器通风机组；13—复合冷却器；14—主变压器；15—变流器；16—牵引电机；17—空气压缩机；18—空气干燥器；19—总风缸；20—卫生间；21—综合通信柜；22—微机及监控柜；23—控制电器柜

1.司机室设备布置

司机室的结构和设备布置按规范化司机室要求设计，按照人机工程学理论设计司机的座椅位置、腿部空间及司机的瞭望视野。主司机座椅尽量靠近司机室中间，保证司机两侧的视野范围。司机室大量采用降噪材料，保证司机室的噪声降到 75 dB 以下。司机室采用隔热材料进行防寒处理，采用空调和风扇等进行通风和防暑。司机室设置有冰箱、饮水机、微波炉、电水壶、灭火器等各种用品。

（1）司机室设备布置。司机室内设有操纵台、八灯显示器、司机座椅、端子柜、饮水机、紧急放风阀、灭火器、暖风机等设备。司机室顶部设有空调装置（冷热）、风扇、头灯、司机室照明等设备。司机室前窗采用电加热玻璃，窗外设有电动刮雨器，窗内设有电动遮阳帘，侧窗外设有机车后视镜。司机室设备布置如图2.31所示。

图2.31　司机室设备布置
1—壁炉；2—八灯显示器；3—脚炉；4—主台膝炉；5—副台脚炉；6—刮雨器水箱；7—遮阳帘；8—操纵台；9—刮雨器；10—后视镜；11—司机室座椅

在司机室后墙上设置有司机生活必要设备，这些设备在机车的运行中一般不参与机车的运行控制，只是更好地为司机提供服务。在后墙上设置有饮水机、暖风机、空调控制箱、灭火器等。此外，后墙上装有一个紧急制动阀。具体各设备布置如图2.32所示。

（2）操纵台。操纵台是机车人机交换设备，司机通过操纵台上各装置发出控制机车指令，完成机车牵引、制动等各项工作，通过操纵台上各个仪表、显示器等观测机车运用状态。操纵台设备布置如图 2.33 所示，在操纵台上设有 TCMS 显示器、ATP 显示器、压力组合模块、司机控制器、制动控制器、扳键开关组、制动装置显示器、冰箱等设备。

图2.32　司机室后墙设备布置
1—后墙暖风机；2—添乘座椅；3—饮水机；4—衣帽钩；5—空调控制箱；6—紧急制动阀；7—端子箱；8—灭火器

图2.33　操纵台设备布置
1—面板；2—制动显示屏；3—监控显示屏；4—多功能状态组合模块；5—记点灯；6—微机显示屏；7—压力仪表模块；8—柜体；9—冰箱；10—烟灰缸；11—重联电话；12—电源插座；13—万转开关；14—按钮；15—电空制动控制器；16—扳键开关组；17—司机控制器

2.机械室设备布置

机械室分为Ⅰ端机械室、中央机械室和Ⅱ端机械室。

1）Ⅰ端机械室

Ⅰ端机械室紧邻Ⅰ端司机室，室内布置有牵引电机通风机组、更衣箱、卫生间、蓄电池充电装置、蓄电池柜、滤波装置、微机以及监控柜、控制电器柜、综合通信柜、辅助变压器等设备，具体见图 2.30。设备布置以电气系统设备为主，各装置和机械设备按功能和电压等级进行分区集中布置，这样布置有利于布置特别高压、高压、低压、传送信号类等各种配线和减短各装置之间的连线，提高系统可靠性，降低故障率。

2）Ⅱ端机械室

Ⅱ端机械室紧邻Ⅱ端司机室，室内布置有牵引电机通风机组、空气压缩机、总风缸、辅助风缸、干燥器、制动屏柜等设备，具体见图2.30。设备布置以空气系统设备为主，这样布置有利于布管作业和尽量减短空气管路；尽量减少不必要的交叉配管；尽量组合成单元，以提高作业效率。

3）中央机械室

在Ⅰ端机械室和Ⅱ端机械室之间设有中央机械室，室内布置有主变流装置、复合冷却器及复合冷却器通风机组等设备，具体见图 2.30。为了保证机车的质量分配，机车安装有两套完全一样的牵引变流器和两台用于冷却牵引变流器和主变压器的复合冷却器。中央机械室内设备按斜对称布置，为了保证牵引变流器冷却系统的可靠性，应尽量减短冷却管路。在室内将牵引变流器和复合冷却器作为整体单元布置在机车中心位置，与复合冷却器和牵引变流器相连接的牵引控制系统也按左右配置。因牵引变流器的输入端子部位直接连接在主变压器的 2 次端子上，主变压器的 2 次端子的排列顺序和牵引变流装置的主回路端子的排列顺序一致，并且尽量缩短与复合冷却器的连接管路。主变压器的 2 次线圈侧的端子互相隔开，配置在主变压器的中央部位，即将主变压器的 2 次端子设置在牵引变流器端子正下方。

3.车顶设备布置

机车顶盖设计成大顶盖结构，有利于机车设备的安装。机车顶盖由3个顶盖组成，车顶设备布置分为Ⅱ端顶盖设备布置和中央顶盖设备布置，机车车顶设备布置如图2.34所示。

1）Ⅰ、Ⅱ端顶盖设备布置

Ⅰ端顶盖设备布置与Ⅱ端顶盖设备布置完全一样，顶盖上布置有受电弓和空气绝缘子。两个顶盖的结构和安装尺寸也完全相同，但在端顶盖上开有卫生间通风口，因此两个顶盖不可以互换安装。顶盖上设置有牵引电机冷却风进风口，顶盖通风道横向贯通顶盖，通风口开在通风机相对侧，车体侧墙不设通风口，有利于提高车体强度。通风道与顶盖在车下整体焊装，有利于提高机车组装的工作效率。顶盖设有与外界交换空气的换气孔，有利于夏季车内降温。

图2.34　车顶设备布置
1—前照灯；2—风笛；3—空调；4—受电弓；5—受电弓绝缘子；6—牵引风道过滤器；7—辅变流器风道过滤器；8—高压隔离开关；9—真空断路器；10—高压电压互感器；11—接地开关；12—支持绝缘子；13—车顶天窗；14—复合冷却器通风过滤器；15—绝缘子；16—车顶通风口；17—高压电缆；18—避雷器

2）中央顶盖设备布置

机车上的主要高压设备大部分都布置在中央顶盖上。中央顶盖上设有检修用天窗，由此上车顶对高压电器件进行检修和维护作业。为确保安全，天窗与接地开关设置了钥匙联锁装置。

中央顶盖上布置的高压电器设备有受电弓高压隔离开关、高压电压互感器、真空断路器、接地开关、避雷器、高压电缆及连接母线等，同时设置有辅助变流器通风口和过滤网。

4.车下与车端设备布置

主变压器悬挂在机车车下中部，以主变压器为中心对称布置了 2 台转向架。在转向架上配置有牵引电机等设备。另外在车下还配置了动车用插座、AC 380 V和 DC 110 V 库用插座、辅助/控制电路外接电源、行灯插座、机车电子标签、过分相装置感应器、速度传感器等设备。车下与车端设备布置如图2.35所示。

四、车体及部件检修

1.车　体

（1）外表面清洁、平整、无开裂或掉漆，必要时修整补漆。

（2）车顶盖螺栓齐全、紧固，密封良好，不许有漏雨。

（3）车顶雨檐齐全完好、排水畅通，不许有破损、变形，安装牢固。

（4）顶盖支撑面密封条和顶盖密封条更新。

（5）各安装座、接地座完好齐全，安装焊接牢固，不许有裂损。

（6）各线道、风道、过滤器清洁，安装牢固，不许有破损。

图2.35　车下与车端设备布置
1—信号互感器；2—标志灯；3—速度传感器；4—110 V充电插座；5—电子标签；6—车底灯；7—重联插座；8—接地装置；9—转向架；10—动车插座；11—主变压器

（7）过滤器清洁。

（8）车体底架下部清洁，牵引销安装座、牵引缓冲装置安装座、各减振器安装座、旁承座与清洁盆焊缝不许有裂纹。

（9）车体配重块安装牢固。

（10）脚踏不许有裂损，安装牢固；扶手、门窗、门锁、地板、标识件等车体附件清洁、完好，安装正确，作用可靠；司机操纵台面板安装螺栓紧固齐全，不许有损坏；司机室门、走廊门、侧窗外框密封条更新。

（11）司机室排水孔畅通。

（12）前窗玻璃清洁，不许有裂损，正司机主视区内不许有影响瞭望的划痕、胶泡，功能良好，其他区域内允许存在少量胶泡。

（13）玻璃四周密封状态良好。

（14）侧窗不许有裂损，与车体侧墙安装牢固，密封胶条状态良好。

2.司机室

内顶、侧墙、后墙装饰板不许有松动、变形，内装饰附件不许有缺损。司机室座椅清洁，不许有损伤，部件齐全，安装牢固，功能良好。

3.刮雨器、喇叭体、卫生间

（1）刮片、车外的防水胶套、喷水软管更新。

（2）刮雨器电机电刷、刷握更新，轴承和润滑脂更新，刷杆不许有弯曲，传动机构状态良好。

（3）刮雨器动作灵活，各挡功能正常；喷淋水箱不许泄漏，洗涤液液面位置符合要求，喷淋功能正常。

（4）遮阳帘清洁，紧固到位，不许有损坏，功能良好；清洁喇叭筒、喇叭体、膜片，喇叭体不许有裂纹，喇叭筒不许有变形，螺栓齐全、紧固。

（5）膜片破损须更换。

（6）脚踏开关作用良好。

（7）喇叭声响正常。

（8）司机室及走廊地板开裂须修复，地板面破损须更新。

（9）卫生间清洁，并进行消毒处理；设备安装牢固；管道和接头密封良好，不许有漏泄；各部件功能良好，动作可靠。

（10）清理污物箱、便盆和喷嘴，卫生间照明、冲洗、排空功能正常。

4.附属部件

（1）排障器不许有变形和破损，排障器固定螺栓紧固、完好。

（2）支撑座板焊装牢固，不许有裂纹、变形。

（3）落成后排障器距轨面高度符合限度要求。

（4）牵引风道、辅变流风道过滤器结构不许有变形、开焊、裂损，清洗过滤装置。

（5）车窗不许有变形，天窗开角符合技术要求，天窗密封胶条更新。

（6）登顶梯及其附件不许有变形、裂纹，梯子不许有扭曲和固定不稳现象。

（7）蓄电池安装箱、柜清洁，紧固件状态良好。

（8）电池托盘、导轨和滚轮状态良好，不许有破裂。

（9）箱盖密封条不许有破损。

（10）蓄电池箱门锁闭装置作用良好。

（11）维修门开闭转动灵活，安装紧固到位，门锁作用良好、锁闭可靠。

（12）前端踏板不许有明显变形、开焊、裂损。

（13）复轨器及安装架安装良好。

（14）风笛音响正常，脚踏开关作用良好。

（15）后视镜镜面、外罩壳不许有破损，动作灵活可靠。

（16）停车制动指示器完好不许有破损，动作灵活，指示正常。

5.油漆及标识

（1）车体内部及机车各部件油漆不许有剥落、起泡、刮擦及锈蚀，允许局部补漆。

（2）补漆后，漆面须平滑、均匀、光亮，与原漆部分过渡一致。

（3）车体外部重新喷涂油漆。

（4）路徽、机车铭牌不许有损坏，各机组、部件铭牌齐全、牢固、清晰，机车及各部件标识完整。