本書根據(jù)職業(yè)教育鐵道運輸類鐵道機車運用與維護、電力機車運用與檢修專業(yè)教學(xué)計劃中電力機車電器課程的教學(xué)大綱編寫而成。書中按照電力機車電器和應(yīng)用車型，依據(jù)典型工作崗位的典型工作任務(wù)對教學(xué)內(nèi)容進行項目化處理，以典型工作任務(wù)為驅(qū)動，將內(nèi)容劃分為3篇7個項目。第1篇（項目1）為基礎(chǔ)知識，介紹電器發(fā)熱與電動力、電接觸、傳動裝置、電弧的產(chǎn)生和滅弧方法以及滅弧裝置等基礎(chǔ)理論知識。第 2 篇（項目 2～5）為直流型電力機車電器，重點介紹接觸器、繼電器、主型電器及避雷器、互感器等多種電器；第 3 篇（項目 6～7）為交流型電力機車電器，重點介紹其高壓電器和控制電器。對于每一種電器，均涉及其作用、結(jié)構(gòu)特點、工作原理、在電力機車中的使用與維護。
本書由職業(yè)院校專業(yè)教師團隊與鐵路部門一線技術(shù)骨干雙元開發(fā)，內(nèi)容反映企業(yè)現(xiàn)場新技術(shù)，貫徹人才技能培養(yǎng)新理念，項目安排合理，取材深度與學(xué)生水平相適應(yīng)，便于組織教學(xué)。本書還配備數(shù)字化教學(xué)資源，掃描二維碼即可輕松學(xué)習(xí)，既適用于職業(yè)院校電力機車電器的課程教學(xué)，也可作為職工的非學(xué)歷教育培訓(xùn)教材，并可供從事鐵道機車駕駛與檢修崗位工作的廣大從業(yè)人員學(xué)習(xí)參考。
電力機車是指以電力為能源的機車，相比需要燃燒化石燃料來獲取動力的蒸汽機車和內(nèi)燃機車，電力機車起動更快，對環(huán)境的污染也非常小，而且具有更加強勁的牽引力。但是，電力機車也有自身的缺點，因機車本身不帶能源，所以其所需能源只能由牽引供電系統(tǒng)提供。牽引供電系統(tǒng)主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩大部分組成。牽引變電所設(shè)在鐵路附近，它將從發(fā)電廠經(jīng)高壓輸電線送來的電流，送到鐵路上空的接觸網(wǎng)上。接觸網(wǎng)是向電力機車直接輸送電能的設(shè)備。電力機車通過受流裝置從接觸網(wǎng)上獲取電流并引入機車內(nèi)部，才能發(fā)揮牽引作用，帶動列車前行。電力機車整個運行過程受牽引供電系統(tǒng)和機車電器的工作狀態(tài)的影響。
凡是對于電能的產(chǎn)生、輸送和應(yīng)用起開關(guān)、控制、轉(zhuǎn)換、保護、檢測及調(diào)節(jié)等作用，以及利用電能來控制、保護、調(diào)節(jié)非電量器械設(shè)備的各種電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為電器，用在電力機車上的牽引電氣設(shè)備稱為電力機車電器。
1.認(rèn)識電力機車電器
電力機車上使用的電器既有專門為它設(shè)計、制造的適用于軌道交通運輸機車用的牽引電器，例如受電弓，也有選用的一般工業(yè)企業(yè)通用電器，例如繼電器。由于電力機車電器安裝在運行的電力機車上，而電力機車內(nèi)部空間又極為有限，因此，電力機車電器的工作條件與一般工業(yè)企業(yè)用電器有很大不同。對電力機車電器總的要求是：準(zhǔn)確可靠，質(zhì)輕體小，經(jīng)濟耐用，易造易修。根據(jù)其特殊情況，電力機車電器還有以下特有的分類方法。
1）按電力機車電器所接入的電路分類
①主電路電器。使用在電力機車主電路中的電器，如受電弓、主斷路器、高壓連接器、高壓互感器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。
②輔助電路電器。使用在電力機車輔助電路中的電器，如空氣壓縮機回路、通風(fēng)機回路及照明、取暖、信號電路中的各種電器等。
③控制電路電器。使用在電力機車控制電路中的電器，如各種低壓電器、電空閥、按鈕開關(guān)及遠距離控制主、輔回路的司機控制器等。
2）按電器在電力機車中的用途分類
①受流器。電力機車從接觸網(wǎng)上取得電能的電器，如受電弓。
②控制電器。用于對電力機車上的牽引設(shè)備進行切換、調(diào)節(jié)的電器，如司機控制器、接觸器、繼電器、按鈕開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、刀開關(guān)等。
③保護電器。用于保護電力機車上電氣設(shè)備不受過電壓、過電流損害的電器，以及保護其他設(shè)備不受損害的電器，如避雷器、自動開關(guān)、熔斷器、接地及過載繼電器、風(fēng)壓及風(fēng)速繼電器、油流繼電器等。
④檢測電器。用于與其他設(shè)備配套，檢測電力機車各電路電壓、電流及機車運行速度等的電器，如互感器、傳感器等。
2.了解本書內(nèi)容及使用方式
本書從我國電力機車應(yīng)用實際出發(fā)，內(nèi)容包括機車乘務(wù)員、機車電工等職業(yè)崗位需要掌握的電力機車電器的相關(guān)專業(yè)知識和專業(yè)技能，為高等職業(yè)院校鐵道機車相關(guān)專業(yè)學(xué)生和機車駕駛與檢修崗位工作人員提供參考用書及技術(shù)支持。
本書內(nèi)容包括三大部分，第1篇是電器基礎(chǔ)知識；第2篇是直流型電力機車電器，以SS4改型電力機車為主要車型；第3篇是交流型電力機車電器，以HXD3型電力機車為主要車型，主要介紹國產(chǎn)主型電力機車電器的構(gòu)造、作用、工作原理及相關(guān)的理論知識，在此基礎(chǔ)上進一步介紹電力機車電器在電力機車上的應(yīng)用、使用與維護。在學(xué)習(xí)本書前，學(xué)習(xí)者應(yīng)具有電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電力機車總體等知識儲備。
通過本書的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者掌握電器發(fā)熱和電動力、電接觸、傳動裝置、滅弧的方法和裝置等電器基礎(chǔ)知識；掌握各種接觸器、繼電器的作用、基本結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握主型電器的基本性能和主要參數(shù)；能夠分析和判斷電器的工作情況，具備電力機車電器使用、檢查和維修方面的專業(yè)知識和專業(yè)技能，為后續(xù)電力機車控制等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
3.作者分工與數(shù)字化資源建設(shè)
本書由河北軌道運輸職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉瑋、王麗娜、于彥良擔(dān)任主編，陳娜、李亞汝、李辰佑擔(dān)任副主編。具體分工為：劉瑋編寫項目二、項目六、項目七，王麗娜編寫項目三、項目四，于彥良編寫項目一，陳娜、李亞汝、李辰佑編寫項目五及附錄。
本書編寫團隊教師在智慧職教的鐵道機車專業(yè)群教學(xué)資源庫中，開設(shè)了電力機車電器課程，有微課、動畫及練習(xí)題庫，為高職鐵道機車專業(yè)在校生和鐵路機務(wù)崗位社會學(xué)習(xí)者提供了線上學(xué)習(xí)資源，方便學(xué)習(xí)者進行自主學(xué)習(xí)：https://qun.icve.com.cn/zyq/8ywqaoimp7llxbquoxlvzq/courseDetail/3cmxaaktbi1ookbqf89tag
另外，本書還針對重點和難點內(nèi)容制作了數(shù)字教學(xué)資源，讀者通過掃描書中的二維碼就可以在線觀看，有利于讀者自主學(xué)習(xí)，有利于師生混合式教學(xué)活動的開展。
劉 瑋
2021年6月
第1篇 基礎(chǔ)知識篇
項目1 電器基礎(chǔ)知識 3
任務(wù)1.1 認(rèn)知電器的發(fā)熱與電動力 4
任務(wù) 1.2 認(rèn)知電弧的產(chǎn)生與熄滅 8
任務(wù) 1.3 認(rèn)知觸頭系統(tǒng) 17
任務(wù)1.4 認(rèn)知電氣傳動裝置 24
第2篇 直流型電力機車電器篇
項目2 接觸器 31
任務(wù) 2.1 認(rèn)知接觸器 32
任務(wù)2.2 認(rèn)知電磁接觸器 35
任務(wù)2.3 認(rèn)知電空接觸器 37
任務(wù)2.4 認(rèn)知真空接觸器 40
任務(wù)2.5 接觸器的檢修 43
項目3 繼電器 48
任務(wù)3.1 認(rèn)知繼電器 49
任務(wù) 3.2 認(rèn)知電磁式繼電器 53
任務(wù)3.3 認(rèn)知機械式繼電器 59
任務(wù)3.4 認(rèn)知電子式時間繼電器 65
任務(wù)3.5 繼電器的檢修 67
項目4 主型電器 72
任務(wù)4.1 認(rèn)知受電弓 73
任務(wù) 4.2 認(rèn)知高壓連接器 77
任務(wù) 4.3 認(rèn)知主斷路器 84
任務(wù) 4.4 認(rèn)知轉(zhuǎn)換開關(guān) 96
任務(wù) 4.5 認(rèn)知司機控制器 103
項目5 其他電器 112
任務(wù)5.1 認(rèn)知轉(zhuǎn)換開關(guān) 113
任務(wù) 5.2 認(rèn)知按鍵開關(guān) 116
任務(wù)5.3 認(rèn)知自動開關(guān) 119
任務(wù) 5.4 認(rèn)知熔斷器 125
任務(wù) 5.5 認(rèn)知蓄電池 126
任務(wù) 5.6 認(rèn)知互感器 129
任務(wù) 5.7 認(rèn)知傳感器 132
任務(wù) 5.8 認(rèn)知避雷器 133
第3篇 交流型電力機車電器篇
項目6 高壓電器 139
任務(wù)6.1 認(rèn)知受電弓 140
任務(wù)6.2 認(rèn)知真空斷路器和接地開關(guān) 147
任務(wù)6.3 認(rèn)知高壓互感器 158
任務(wù)6.4 認(rèn)知高壓隔離開關(guān) 161
任務(wù)6.5 認(rèn)知避雷器 166
項目7 低壓電器 169
任務(wù)7.1 認(rèn)知司機控制器 170
任務(wù)7.2 認(rèn)知扳鍵開關(guān)組 175
任務(wù)7.3 認(rèn)知控制電氣柜 181
任務(wù)7.4 認(rèn)知蓄電池組 190
附錄A HXD3型電力機車電器設(shè)備明細表 193
參考文獻 196
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