動車組蓄電池電源故障分析及處置探討

張耀

摘 要：為了保證動車組運行安全，動車組蓄電池故障已成為當前動車組晚點的重要原因，有必要加強對蓄電池的有效管理?；诖耍疚囊詣榆嚱M蓄電池作為研究對象，通過對蓄電池電源故障的分析，闡述故障產(chǎn)生的原因，采用隔離電壓檢測器、應急升弓取電等方式處置動車組蓄電池的電源故障，同時準備好應急啟動方法，避免蓄電池虧電。

關(guān)鍵詞：動車組;蓄電池;電源故障

引言：現(xiàn)如今，動車組運行的舒適性越來也高，運行起來更加平穩(wěn)，運行速度不斷加快，“復興號”動車組的運行速度最快可達350km/h，這對動車組運行提出了安全性和穩(wěn)定性等方面的要求。動車組直流供電系統(tǒng)主要負責向網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、牽引制動系統(tǒng)以及旅客服務(wù)系統(tǒng)提供電源，蓄電池作為供電系統(tǒng)的核心元件，其工作穩(wěn)定性直接關(guān)系到動車組的安全運行。

一、動車組蓄電池電源故障分析

標準動車組由4輛拖車和4輛動車編組組成，即2個相對稱的牽引單元。動車組采用AC27.5kV高壓供電模式，電弓從接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過斷路器、變壓器等設(shè)備輸出AC380V電壓，為充電設(shè)備提供交流負載供電。動車組的頭車上安裝了充電機與蓄電池箱，蓄電池箱中擁有兩組蓄電池，蓄電池容量可以為動車組應急負載提供超過120分鐘以上的持續(xù)供電。針對動車組蓄電池的電源故障，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（一）主控車蓄電池單元出現(xiàn)虧電問題。主控車蓄電池虧電，或者電壓檢測器發(fā)生故障時，取電由主控端的蓄電池負責供電，如果電壓無法滿足取電要求，電壓檢測器檢測低于DC77V保護值，本單元斷路器將會斷開，動車組也因此無法取電。如果動車運行途中主控車跳閘，這將會導致105線失電，5分鐘后整個列車的通風機停止工作。

（二）中間車蓄電池單元出現(xiàn)虧電問題。一般情況下，動車組會在3車和5車配備并聯(lián)式蓄電池組，如果蓄電池虧電，電壓檢測時發(fā)現(xiàn)此時蓄電池的電壓沒有超過77V，這時斷路器將會斷開，蓄電池將停止向該單元的用電設(shè)備提供電源，此時102線失電。

（三）電壓檢測器出現(xiàn)故障問題。該裝置可以在蓄電池虧電的情況下斷開斷路器，停止向設(shè)備供電，保護設(shè)備在低壓狀態(tài)下通電，防止蓄電池過度放電。如果電壓檢測器出現(xiàn)故障問題，斷路器斷開，全線可能出現(xiàn)失電問題，最后列車組也會產(chǎn)生緊急制動。除此之外，其他電氣元件也會出現(xiàn)故障問題，直流電源閉環(huán)回路中有很多復雜控制元件存在，比如蓄電池接觸器和時間繼電器，這些元件的故障都會引發(fā)蓄電池虧電[1]。

二、動車組蓄電池電源故障處置

（一）隔離電壓檢測器，應急升弓取電

從主控角度入手，如果直流電壓表沒有直流電壓顯示，查看蓄電池接觸器斷路器當前閉合狀態(tài)。如果斷路器斷開，應將其閉合，如果直流電源斷路器無法閉合，應查看電壓檢測器的Bat VDN斷路器的外觀，比如外表是否出現(xiàn)變色情況，接線處是否有些松動。如果發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)象，可以試著斷開電壓檢測器斷路器，將斷路器閉合并投入主控取電。如果顯示正常取電，這說明當前故障主要與電壓虧電有關(guān)，或是電壓檢測器未起到有效作用，可通過升弓供電等待APU正常工作后，再對蓄電池充電，直到直流電壓表的電壓超過87V，這是可以試著恢復電壓檢測器，也可以維持當前現(xiàn)狀，無需進行其他操作[2]。

如果不是主控車蓄電池虧電，而是中間車的蓄電池單元虧電故障，建議隔離電壓檢測器斷路器，閉合斷路器，通過應急升弓取電方法解決故障問題。如果動車組頭車的一端蓄電池虧電，可來到4車和5車，將組合配電柜門打開，將“解除開關(guān)”打到“解除位”，或者閉合應急短接開關(guān)，實現(xiàn)動車組正常供電，再恢復4車與5車解除開關(guān)，打開應急短接開關(guān)。如果當前動車組正處于正常運行狀態(tài)，為了避免列車引發(fā)緊急制動，防止主控單元斷路器斷開導致全列車斷電，可以強制性為沒有虧電的頭車蓄電池升壓。

（二）采用蓄電池應急啟動方法

動車組直流負載供電設(shè)計應滿足EN50155標準，供電電壓范圍為77V-137.5V。如果作業(yè)人員因個人疏忽導致蓄電池組的電壓下降到77V以下，這時動車組直流控制元件將無法正常工作，動車組的系統(tǒng)各項功能也會因此受到影響。面對這一情況，有必要采取相關(guān)應急方法為蓄電池及時充電。標準動車組的3車和6車帶有外接交流電源的輔助變流器，且車上安裝了應急啟動按鈕。如果動車組蓄電池組的電壓處于77V以下，這時可以將外接鑰匙轉(zhuǎn)到外部供電位置，隨后拔出鑰匙，讓3車和6車的輔助變流器外接電源接口打開，實現(xiàn)電源適配器和地面交流電源的連接，幫助列車組完成正常供電，維護動車組的穩(wěn)定運行。

（三）做好蓄電池的養(yǎng)護工作

為了防止蓄電池組因虧電而引發(fā)動車組電源故障，有必要加強對蓄電池的養(yǎng)護力度。一般情況下動車組內(nèi)會有5個蓄電池，每個蓄電池由兩單元電池組成，每組由41個串聯(lián)單元。蓄電池可以在動車斷電時維持控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的正常運行，使應急設(shè)備正常使用，要求動車組上安排專門的檢修人員，定期對動車組電源加以檢修和養(yǎng)護，做好日常養(yǎng)護工作記錄。工作人員應定期清潔蓄電池表面，保證外表沒有雜物和銹跡，及時處理蓄電池漏液問題。查看蓄電池端子處是否有腐蝕現(xiàn)象，聯(lián)系檢修人員處理問題。

三、總結(jié)

總而言之，一旦動車組在運行中出現(xiàn)蓄電池虧電的情況，這將導致動車組電源系統(tǒng)故障，同時動車組也無法升弓，這不僅會影響運輸秩序，也會影響旅客乘坐體驗。通過對動車組蓄電池故障分析，明確了幾種故障方式，采用隔離電壓檢測器、應急升弓取電以及蓄電池應急啟動方法，維護動車組的正常運行。

參考文獻：

[1]李立偉，王凱.動車組輔助電源系統(tǒng)接地檢測研究[J].青島大學學報（工程技術(shù)版），2019，34（01）：81-86.

[2]黃繼林，李永柳.動車組蓄電池電源故障分析及處置[J].鐵道運營技術(shù)，2018，24（03）：8-10.