CRH380A型動車組的電氣系統(tǒng)可靠性分析

張長青 宋增明

摘 要：本文簡要分析了CRH380A型動車組部分電氣系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，能夠有效的保證動車組安全正點(diǎn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：CRH380A動車組；電氣系統(tǒng)；可靠性

CRH380A型高速動車組具有技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的優(yōu)勢，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。本文主要是對動車組電氣系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了分析。

1 CRH380A型動車組高壓供電系統(tǒng)的可靠性分析

1.1 電氣系統(tǒng)可靠性分析

電氣系統(tǒng)主要有受電弓、高壓機(jī)器箱、真空斷路器等。圖1為CRH380A型動車組主電路連接示意圖。

25kV接觸網(wǎng)與受電弓工作可靠是確保高速動車組安全運(yùn)行的根本保證。通過受電弓將電流接入到高壓機(jī)箱內(nèi)，再連通到牽引變壓器原邊繞組上。同時設(shè)置了高壓系統(tǒng)聯(lián)鎖控制回路，保護(hù)檢修人員安全，在受電弓降下或保護(hù)接地開關(guān)閉合時，高壓設(shè)備箱可以打開，否則不能打開高壓設(shè)備箱。[1]因此在進(jìn)行車頂作業(yè)時，必須進(jìn)行放電處理；否則不能登頂作業(yè)。

CRH380A型動車組4車和6車各安裝一套受電弓。動車組采用單弓運(yùn)行，另一架受電弓留作備用。當(dāng)動車組運(yùn)行中使用的受電弓發(fā)生故障時，備用受電弓可以立即啟用，避免動車組處于癱瘓狀態(tài)。

動車組接觸網(wǎng)供電應(yīng)屬于一級用電負(fù)荷，接觸網(wǎng)是25kV電網(wǎng)高壓。因此屬于接觸網(wǎng)屬于專用供電線路，不允許中斷供電。這種供電方式具有較高的可靠性。

1.2 主牽引電氣系統(tǒng)可靠性分析

CRH380A型動車組基本動力單元由真空斷路器進(jìn)行控制，因此各個系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。同時在每個動力單元內(nèi)每個動車也可以單獨(dú)切除，而不影響另外一個動車的工作。因此這種多種冗余的配置方式不會導(dǎo)致動車組因其完全失去動力而申請救援。最大限度的保護(hù)了動車組牽引系統(tǒng)的可靠性。但是當(dāng)其中某個動力車故障需要切除運(yùn)行時，會影響運(yùn)行速度，按照《CRH380A（L）型動車組途中應(yīng)急故障處理手冊》中限速要求執(zhí)行。

1.3 高壓供電系統(tǒng)線路的可靠性分析

為了保證CRH380A型動車組高壓供電系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)避免電纜受到擊打損壞、各類腐蝕等危害，要便于安裝和日常檢修，達(dá)到一定的防雪防水要求。

CRH380A型動車組特高壓電路全部采用車頂走線，高壓單元從2車車頂連到7車車頂。特高壓線路能夠有效的保障動車組供電。

2 CRH380A型動車組輔助供電系統(tǒng)的可靠性分析

2.1 輔助電源裝置可靠性分析

CRH380A型動車組的輔助供電系統(tǒng)主要是采用干線供電方式。從動車組的牽引變壓器3次繞組獲得輔助電路電源。圖2為輔助電源裝置供電示意圖。[2]

在CRH380A動車組上安裝了3臺輔助電源裝置，每臺輔助電源裝置保證各自輔助系統(tǒng)用電。當(dāng)其中任何一臺輔助電源裝置出現(xiàn)問題時，另一臺輔助電源裝置向該故障單元擴(kuò)展供電。因此，任一輔助電源裝置出現(xiàn)故障時，可以由正常工作的輔助電源裝置向出現(xiàn)故障的輔助電源裝置供電。輔助電源裝置之間通過擴(kuò)展供電方式進(jìn)行冗余。這種冗余設(shè)計(jì)保證了輔助供電的可靠性。

2.2 蓄電池可靠性分析

CRH380A型動車組采用了堿性蓄電池。在動車組高壓供電停止時，從源頭設(shè)計(jì)上要求蓄電池能夠使輔助設(shè)備工作30分鐘以上。因此，當(dāng)高壓供電停止時，僅通過蓄電池可實(shí)現(xiàn)向車內(nèi)照明、電話廣播、車外紅色標(biāo)識燈等裝置提供2小時以上的應(yīng)急供電。當(dāng)動車組電源系統(tǒng)故障時，蓄電池有效保證了動車組應(yīng)急供電。[2]

3 CRH380A型動車組接地的可靠性分析

3.1 計(jì)算機(jī)接地

CRH380A型動車組控制系統(tǒng)主要由中央控制裝置、終端裝置、車輛信息顯示器、顯示控制裝置等設(shè)備組成。中央控制裝置用于控制系統(tǒng)各類信息的運(yùn)算處理以及信息記錄。屬于動車組的大腦。中央控制裝置具有防電磁干擾，提高抗干擾能力。由光纖連接各個中央裝置及終端裝置，構(gòu)成雙重環(huán)形回路結(jié)構(gòu)，抗干擾能力強(qiáng)。

3.2 電氣柜接地保護(hù)

CRH380A型動車組用電設(shè)備繁多，設(shè)計(jì)高壓、中壓、低壓等，而且電壓不同，交直流不同。電氣柜內(nèi)接地有效的保護(hù)了各供電系統(tǒng)的用電安全。通過接地端子，一旦發(fā)生漏電將有效的保護(hù)設(shè)備的安全。[3-4]

3.3 接地裝置保護(hù)

每個接地裝置安裝在轉(zhuǎn)向架的齒輪箱裝置的非車輪一側(cè)或非動力軸軸端。接地裝置采用接地碳刷把高壓電路的回流直接流到車軸，通過車軸與輪餅傳遞至鋼軌上。有效的保護(hù)了高壓設(shè)備故障后，車體上高壓直接導(dǎo)入鋼軌上。動車組接地碳刷屬于磨耗件，要定期更換保證接地的可靠性。

4 CRH380A型動車組煙火報警系統(tǒng)分析

煙火報警系統(tǒng)是一個火災(zāi)早期發(fā)現(xiàn)的探測系統(tǒng)。煙火報警系統(tǒng)檢測到動車組乘客區(qū)域以及配電柜內(nèi)的電氣元件的產(chǎn)生的煙霧，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)情況及時提示動車組工作人員采取措施。當(dāng)動車組出現(xiàn)煙火報警時，提示列車工作人員采取緊急措施。

通過設(shè)置煙火報警系統(tǒng)可以有效地預(yù)防動車組車內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生，在確保動車組設(shè)備安全的同時，提高動車組的可靠性，并且有效的保證了旅客的人身安全。

5 結(jié)語

本文對CRH380A動車組電氣系統(tǒng)進(jìn)行了分析，電氣系統(tǒng)的可靠性是一個綜合性的問題，還要與接觸網(wǎng)的網(wǎng)壓變化、動車組本身電氣電子元件的質(zhì)量以及運(yùn)行環(huán)境等因素的影響有關(guān)。動車組是載人的交通工具，這樣才能保證旅客及列車工作人員的安全。

參考文獻(xiàn)

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[3]趙文武.動車組輔助電氣系統(tǒng)的分析與比較[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013.2：82-84.

[4]郭秀偉，李剛，陸開元.300km/h動車組輔助系統(tǒng)電氣柜結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)分析[J].鐵道車輛，2010.6：14-16.