摘 要：110 V控制单元是BVAC.N99型真空断路器的关键零部件之一，其功能是给BVAC.N99真空断路器电磁阀和保持线圈供电，并通过延时继电器得电延时来控制电磁阀的得电时间，在机车实际使用过程中，该110 V控制单元常出现如下两种故障：第一类是温度稳定性差，延时继电器常闭触点无法延时断开，或者延时断开后短时间内又自动接通，第二类是延时继电器机械触点存在不可避免的氧化、电蚀情况，导致接触不良，针对上述两种故障，在BVAC.N99型真空断路器优化成双备份110 V控制单元板,其特点为两套控制电路，平时工作在主控制单元，当主控制单元发生故障时，可按下切换开关，使110 V控制单元板切换到备用控制单元，能有效保障真空断路器继续工作和机车行车安全。
关键词：110 V控制单元; BVAC； N99型真空断路器; 优化设计
0 引言
BVAC.N99型真空断路器是广泛运用于SS3、SS3B、SS4B、SS4G、HXD1系列、HXD3系列机车以及CRH1、CRH3动车组的一款单极交流真空断路器，该电器设备主要用于机车或动车组主电路的开断和接通，同时还可以用于过载保护和短路保护。
机车或动车组在运用过程中出现跳主断故障时，原因分为两类：一类是保护性分闸，比如接触网网压异常(<17 kV或>31 kV)或机车其他部件出现过载、短路等现象，另一类异常跳闸故障是真空主断本身元器件故障引起的，司机无法判定故障原因，也无法合主断。从各机务段的调研情况得知，110 V控制单元故障是BVAC.N99型真空断路器异常跳闸的主要原因，而且会伴随着控制单元的故障而引发烧电磁阀线圈、漏风等故障，且无法正常合主断，造成整列车失去动力正线停车机破救援，严重影响线路运营秩序。
1 现有110 V控制单元存在的故障
1)温度稳定性差，经常在特别低气温(<-25℃)或高气温(>+60℃)的情况下，延时继电器常闭触点无法延时断开，或者延时断开后短时间内又自动接通，导致其控制的电磁阀长时间得电或断断续续得电，严重影响了BVAC.N99型真空断路器的可靠性。
2)在长期使用后，延时继电器机械触点存在不可避免的氧化、电蚀情况，导致接触不良等接触故障，然而这种故障是偶然的，没有规律性，如图1所示。
2 110 V控制单元双备份设计优化特点和功能
2.1 特点
1)与原有接口一致，优化方便。
2)抗电磁干扰性能好。
3)工作温度范围(-50℃～+85℃)。
2.2 产品功能
1)能实现BVAC.N99型真空断路器工作状态中的正常分、合闸功能。
2)该单元优化在主电路故障时，实现手动合主断，使主断路器正常使用。
3)使用手动合主断功能时，具有指示并警示功能。
图1 110V控制单元原理图
图2 110V控制单元优化原理图
3 110 V控制单元双备份主要技术参数
额定工作电压：DC 110 V
电压波动范围：77～138 V
瞬时电压波动范围：66～154 V
电磁阀供电时间：575 ms<t<650 ms
绝缘介电强度：控制与接口电路对安装基板应能承受1.5 kV试验电压1 min无击穿与闪络现象
控制单元操作间隔：大于3 s/1次
控制单元操作寿命：30万次
工作温度范围：-50℃～+85℃
110 V控制单元优化原理图如图2所示。
4 社会效益及经济效益分析
作为BVAC.N99型真空断路器关键部件之一，110 V控制单元功能可靠性非常重要，在恶劣工作环境下产品的稳定性直接影响BVAC.N99型真空断路器的正常应用。如若由此引起的机破，必将形成机车被救援，耽误铁路运输企业的正常生产经营活动，严重情况下甚至会影响铁路线上其他机车的正常运行。因此通过HD-BVAC.N99型真空断路器110 V控制单元的应用，有效保障BVAC.N99型真空断路器正常运用，有助于机车安全、顺利运行。本项目具有良好的技术前瞻性和市场效应，同时为地理环境和气候环境恶劣的地区(高原区、高寒区、高热区)真空断路器的运用奠定良好的技术基础。
