CR200J動(dòng)車組重聯(lián)DC110V漏電故障分析及改進(jìn)方案

劉威

(中國(guó)鐵路沈陽(yáng)局集團(tuán)有限公司長(zhǎng)春車輛段，吉林 長(zhǎng)春 130000)

1 引言

CR200J動(dòng)車組在初始短編重聯(lián)運(yùn)行階段，發(fā)現(xiàn)餐吧車經(jīng)常報(bào)DC110V漏電故障，對(duì)車組運(yùn)行安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，研究分析DC110V漏電故障原因，提出有效的改進(jìn)方案非常重要和迫切。

2 DC110V漏電監(jiān)測(cè)原理及功能

CR200J動(dòng)車組DC110V絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(漏電監(jiān)測(cè)系統(tǒng))主要由列車級(jí)絕緣監(jiān)測(cè)、車輛級(jí)絕緣監(jiān)測(cè)、中點(diǎn)電阻以及Lonworks網(wǎng)絡(luò)等組成[1]，系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 CR200J動(dòng)車組DC110V在線絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

列車級(jí)絕緣監(jiān)測(cè)由DC100V漏電報(bào)警器、餐吧車母線對(duì)地電壓傳感器組成，通過(guò)對(duì)地電壓傳感器采集DC110V正線對(duì)地電壓，與采集的DC100V母線電壓同時(shí)接入PLC，以判斷絕緣性能，當(dāng)干線絕緣下降時(shí)，DC110V漏電報(bào)警器紅燈、綠燈交替閃爍，且蜂鳴器報(bào)警。電壓型檢測(cè)漏電報(bào)警值是“正或負(fù)對(duì)地占總電壓比例小于 16.7%”，例如總電壓DC110V，正對(duì)地為18.3V，正極報(bào)警。

車輛級(jí)絕緣監(jiān)測(cè)由漏電傳感器、調(diào)理模塊(TLMK)組成，通過(guò)漏電流傳感器監(jiān)測(cè)本車DC100V的漏電電流，當(dāng)單車漏電流大于30mA時(shí)，TLMK對(duì)應(yīng)正漏(＋L)或負(fù)漏(－L)指示燈亮，指示相應(yīng)漏電，TLMK輸出的電壓模擬信號(hào)供PLC采集、顯示和記錄，報(bào)警時(shí)PLC顯示屏漏電電流數(shù)值通過(guò)閃爍提示。

中點(diǎn)電阻由DC110V線間電阻和對(duì)地電阻組成，列車級(jí)、車輛級(jí)絕緣監(jiān)測(cè)與中點(diǎn)電阻配套使用，每組車僅餐吧車有一套中點(diǎn)電阻。

安全環(huán)路供電開(kāi)關(guān)前端從DC110V母線取電，經(jīng)過(guò)了DC110V漏電檢測(cè)，在兩列短編重聯(lián)時(shí)，供電電源通過(guò)電鉤并聯(lián)；塞拉門集控和照明集控供電±109從應(yīng)急負(fù)載供電±113取電，±113經(jīng)過(guò)了漏電檢測(cè)，在兩列短編重聯(lián)時(shí)，供電電源通過(guò)電鉤并聯(lián)；塞拉門集控干線 750、751、752、753、754、759 通過(guò)電鉤聯(lián)通，照明集控763、764未通過(guò)電鉤聯(lián)通，電路示意圖如圖2所示。

圖2 CR200J動(dòng)車組集控及安全環(huán)路電路示意圖

3 漏電故障檢查及分析

經(jīng)過(guò)對(duì)線路的檢查和對(duì)電氣原理的分析梳理，發(fā)現(xiàn)故障原因和存在的隱患:

原因一:兩列車集控供電±109都在供電，因兩列車的母線未通過(guò)電鉤貫通，電壓存在一定的壓差，操作塞拉門集控時(shí)和安全環(huán)路正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)有電流流動(dòng)不均的現(xiàn)象。例如第一列車電壓較高(DC114V)、第二列電壓較低(DC98V)時(shí)，塞拉門集控時(shí)和安全環(huán)路運(yùn)行時(shí)電流會(huì)有一部分從第一列的正線流向第二列的負(fù)線，在兩列車的餐吧車上，均會(huì)出現(xiàn)正負(fù)線電流不對(duì)等導(dǎo)致漏電報(bào)警。

原因二:每個(gè)餐吧車都有DC110V中點(diǎn)電阻，在重聯(lián)時(shí)通過(guò)電鉤±109并聯(lián)后，導(dǎo)致重聯(lián)列車等效中點(diǎn)電阻值減半，漏電檢測(cè)值產(chǎn)生偏移。

4 改進(jìn)方案

根據(jù)電路判斷產(chǎn)生的漏電并非負(fù)載的漏電，因此可對(duì)集控供電的電源端只進(jìn)行電壓型漏電檢測(cè)，不進(jìn)行電流型漏電檢測(cè)。

同時(shí)，中點(diǎn)電阻在短編重聯(lián)時(shí)電阻進(jìn)行了并聯(lián)，等效阻值減半，對(duì)漏電檢測(cè)計(jì)算電路產(chǎn)生了影響。因此短編組重聯(lián)時(shí)只需要一個(gè)中點(diǎn)電阻，需斷開(kāi)其中一列的中點(diǎn)電阻，斷開(kāi)其中一個(gè)中點(diǎn)電阻后的重聯(lián)編組中的中點(diǎn)電阻和漏電檢測(cè)電路等同于長(zhǎng)編組的相關(guān)電路，對(duì)列車的正常運(yùn)行無(wú)影響。

4.1 改動(dòng)集控電源±109供電線路漏電檢測(cè)的方案

將±109供電前端從DC110V母線取電，通過(guò)鑰匙鈕SA10控制通斷，即集控電源取電與安全環(huán)路取電方式一致，且將取電線路從漏電檢測(cè)JK14中脫出。

圖3 ±109改動(dòng)方案示意圖

4.2 改動(dòng)中點(diǎn)電阻并入母線的方案

4.2.1 手動(dòng)操作方案

在中點(diǎn)電阻前端增加雙路斷路空開(kāi)Q102，空開(kāi)上粘貼說(shuō)明:“兩列車重聯(lián)時(shí)斷開(kāi)一個(gè)”。此方案可避免餐車因重聯(lián)報(bào)漏電，且兩列車集控電源互為備份，有一列車的器件損壞時(shí)不影響列車運(yùn)行。

圖4 手動(dòng)斷開(kāi)中點(diǎn)電阻

4.2.2 根據(jù)列車占用和重聯(lián)自動(dòng)切換(硬線)

將原有的主從信號(hào)干線(757、758)啟用，并且主從干線不接入電鉤。主從信號(hào)線經(jīng)過(guò)司機(jī)室占用繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)和重聯(lián)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)，±109給主從信號(hào)線供電，主從線上串一個(gè)中點(diǎn)電阻工作繼電器，中點(diǎn)電阻工作繼電器的兩對(duì)常閉觸點(diǎn)接中點(diǎn)電阻。

4.2.3 網(wǎng)絡(luò)判斷并通過(guò)PLC斷開(kāi)一個(gè)中點(diǎn)電阻(軟件)

動(dòng)力車將重聯(lián)信息傳輸給拖車，餐車電氣網(wǎng)絡(luò)單元VCU收到重聯(lián)數(shù)據(jù)后，根據(jù)本車車廂號(hào)(大小號(hào))判斷斷開(kāi)中點(diǎn)電阻，例如處于“小號(hào)”(即4號(hào))時(shí)斷開(kāi)。

比較中點(diǎn)電阻并入母線的三種方案，若選擇硬線自動(dòng)切換方案，需要將±109接入主從信號(hào)線并增加繼電器，對(duì)電氣線路改動(dòng)較大，需要進(jìn)行報(bào)備；若選擇網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)中點(diǎn)電阻的方案，需要進(jìn)行軟件升級(jí)、相關(guān)試驗(yàn)和運(yùn)行考核；根據(jù)在段改造實(shí)際情況，選擇在中點(diǎn)電阻前端增加雙路斷路空開(kāi)Q102手動(dòng)操作的方案，同時(shí)將集控取電線路從漏電檢測(cè)JK14中脫出僅進(jìn)行電壓型漏電檢測(cè)。建議后續(xù)在鼓型車產(chǎn)品上采用硬線或網(wǎng)絡(luò)切換方式，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)考核后批量升級(jí)改造。

圖5 自動(dòng)斷開(kāi)中點(diǎn)電阻的方案

圖6 網(wǎng)絡(luò)控制斷開(kāi)中點(diǎn)電阻的方案

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析研究，CR200J動(dòng)車組短編重聯(lián)時(shí)DC110V漏電故障的主要原因是集控供電取電方式以及中點(diǎn)電阻并聯(lián)時(shí)阻值減半導(dǎo)致電路判斷產(chǎn)生的漏電，并非負(fù)載的真實(shí)漏電。對(duì)段配屬的所有短編動(dòng)車組進(jìn)行改造，改造后重聯(lián)運(yùn)行時(shí)未再出現(xiàn)此類故障。