關(guān)于和諧號(hào)某型重聯(lián)動(dòng)車組貫通線過(guò)電流預(yù)防措施

劉斌普　李海濤　吳臻易

摘 要：不同編組動(dòng)車組蓄電池存在電壓差，重聯(lián)工況下，存在蓄電池電壓差的兩編組通過(guò)重聯(lián)時(shí)貫通的降弓回路線形成通路，蓄電池間的較大的充放電電流使降弓回路線過(guò)流，回路中降弓用繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)因過(guò)流粘連，造成升弓條件無(wú)法建立，受電弓無(wú)法升起，文章提出多種阻斷貫通回路過(guò)流方案，并且選取其中一種方案試驗(yàn)驗(yàn)證，效果良好，已在現(xiàn)車批量完成改造，應(yīng)用效果良好。

關(guān)鍵詞：重聯(lián)動(dòng)車組 貫通線 過(guò)電流 蓄電池

1 和諧號(hào)重聯(lián)動(dòng)車組貫通線過(guò)電流導(dǎo)致受電弓無(wú)法升起故障

受電弓是動(dòng)車組的唯一受流部件，對(duì)動(dòng)車組正常運(yùn)行尤為重要，8編組動(dòng)車組配置2架受電弓，1架作為受流弓，另1架備用，運(yùn)行中若其中1架受電弓故障則需盡快更換車組，避免因兩架受電弓全部故障后車組停車救援，影響運(yùn)行秩序。

經(jīng)調(diào)查和諧號(hào)重聯(lián)動(dòng)車組某起受電弓無(wú)法升起故障的原因是重聯(lián)動(dòng)車組因蓄電池修程不同，在車組存放一段時(shí)間后蓄電池電壓下降程度不同，兩列動(dòng)車組直流電路之間存在電壓差，在重聯(lián)車組按下降弓按鈕后，兩列不同電壓的蓄電池正極通過(guò)降弓貫通線貫通，和諧號(hào)蓄電池直流電路負(fù)極共地，兩列蓄電池電壓不同的動(dòng)車組直流蓄電池通過(guò)貫通線形成并聯(lián)，電壓高蓄電池向電壓低蓄電池放電，回路中電阻小，形成大電流超過(guò)繼電器觸點(diǎn)額定電流，繼電器觸點(diǎn)黏連無(wú)法斷開(kāi)，降弓回路持續(xù)導(dǎo)通，降弓信號(hào)持續(xù)存在導(dǎo)致受電弓無(wú)法升起。

2 貫通線過(guò)電流路徑分析

為研究防止過(guò)電流措施，以下對(duì)過(guò)電流路徑具體分析，具體路徑如圖1中箭頭所示，本列蓄電池母線103線電流通過(guò)降弓貫通線1170線到達(dá)另一列蓄電池母線103線，因所有蓄電池負(fù)極均共地，且回路僅包含蓄電池內(nèi)阻及線纜自身電阻，電阻極小導(dǎo)致形成較大電流，輔助降弓PanDWR1繼電器3-5常開(kāi)觸點(diǎn)通過(guò)大電流時(shí)發(fā)生黏連，因常開(kāi)觸點(diǎn)黏連后無(wú)法斷開(kāi)，蓄電池母線103線通過(guò)該黏連觸點(diǎn)持續(xù)向降弓PanDWR繼電器供電，松開(kāi)降弓按鈕后，通過(guò)黏連觸點(diǎn)的電流反向到達(dá)降弓貫通線，形成降弓自保持電路，升弓電路無(wú)法建立，受電弓無(wú)法升起，兩動(dòng)車組蓄電池電壓差持續(xù)存在導(dǎo)致降弓貫通線持續(xù)過(guò)電流，存在較大安全隱患。

3 阻斷貫通線回路過(guò)電流方案

因重聯(lián)車蓄電池電壓不同是導(dǎo)致故障的根本原因，自保持電路一旦建立，在蓄電池壓差的持續(xù)作用下降弓貫通線持續(xù)過(guò)電流，為避免該類貫通線過(guò)電流故障，設(shè)計(jì)不同方案阻斷貫通線與蓄電池之間的較大電流，貫通線無(wú)阻斷方案時(shí)，貫通線通過(guò)重聯(lián)車鉤插針直接連接，連接導(dǎo)線自身電阻極小，原理圖如圖2所示。

3.1 阻斷方案1：貫通線隔離繼電器

隔離繼電器方案：在重聯(lián)端各自增加隔離繼電器，繼電器線圈由它編組蓄電池供電，繼電器觸點(diǎn)控制本編組蓄電池直流電源103線正極向本編組降弓回路供電，形成繼電器僅負(fù)責(zé)傳遞信號(hào)回路，電流不再直接通過(guò)貫通線流向它列負(fù)載，隔離繼電器之后的電源均使用本列蓄電池電源103母線，它列蓄電池不再向隔離繼電器之后傳遞，兩動(dòng)車組蓄電池直流電路相互獨(dú)立，編組之間蓄電池?zé)o法形成并聯(lián)回路，不會(huì)通過(guò)貫通線產(chǎn)生過(guò)電流，原理圖如圖3所示。

3.2 阻斷方案2：二極管正極阻斷

二極管正極阻斷方案：在重聯(lián)端各自蓄電池母線的設(shè)備側(cè)增加單向二極管，電流只可以由直流電源蓄電池母線103線向負(fù)載流動(dòng)，不可由負(fù)載側(cè)向103母線流動(dòng)，也就是電流僅可以由蓄電池流出，不可將蓄電池作為負(fù)載電流流入蓄電池，當(dāng)重聯(lián)車的蓄電池母線103線通過(guò)貫通線107線并聯(lián)時(shí)，由于二極管的存在反向逆止電流，編組之間蓄電池?zé)o法形成并聯(lián)回路，不會(huì)通過(guò)貫通線產(chǎn)生過(guò)電流，原理圖如圖4所示。

3.3 阻斷方案3：回路內(nèi)串聯(lián)分壓電阻

回路內(nèi)串聯(lián)分壓電阻：在重聯(lián)端各自增加一個(gè)分壓水泥電阻R，規(guī)格：阻抗值：25歐姆，功率20瓦特。串聯(lián)在貫通回路中50歐姆，電路后續(xù)并聯(lián)3個(gè)繼電器等效電阻約7.6瓦特，電阻分壓約為3.8伏特，直流電源系統(tǒng)繼電器負(fù)載動(dòng)作電壓在70伏特以上，動(dòng)車組直流電源系統(tǒng)欠壓保護(hù)為77伏特，因此分壓電阻分壓約3.8伏特，對(duì)100伏特直流電回路無(wú)任何影響，當(dāng)貫通線導(dǎo)致過(guò)電流時(shí)在繼電器觸點(diǎn)額定電流0.2安培時(shí)，電阻分壓為10伏特，遠(yuǎn)大于修程不同蓄電池壓差，且通過(guò)前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)超過(guò)觸點(diǎn)額定電流15倍即3安培時(shí)發(fā)生黏連，達(dá)到繼電器觸點(diǎn)發(fā)生黏連電流時(shí)電阻分壓將達(dá)到150伏特，因此由于分壓電阻的存在貫通線電流無(wú)法達(dá)到繼電器觸點(diǎn)黏連電流，可有效防止電流超過(guò)繼電器觸點(diǎn)額定值導(dǎo)致的觸點(diǎn)黏連，原理圖如圖5所示。

3.4 阻斷方案4：直流電路負(fù)極不共地

和諧號(hào)動(dòng)車組直流電源系統(tǒng)負(fù)極在車體共地，只要是與車體接觸的金屬都與蓄電池負(fù)極等電位，導(dǎo)致和諧號(hào)動(dòng)車組直流電源系統(tǒng)的正極可到達(dá)的位置均可以通過(guò)車體形成回流，此類直流電源系統(tǒng)使得重聯(lián)貫通線存在通過(guò)車體形成回流的途徑。直流電源不共地方案：蓄電池的正極與負(fù)極接線分別獨(dú)立，負(fù)極不再與車體連接等電位，蓄電池正極接通的負(fù)載必須通過(guò)原蓄電池負(fù)極回流，才可形成回路途徑。

直流電路負(fù)極不共地方案在復(fù)興號(hào)動(dòng)車組已有成熟經(jīng)驗(yàn)，如圖6所示，PE處為蓄電池110V+正極及110V-負(fù)極串聯(lián)直流絕緣檢測(cè)電阻的唯一接地點(diǎn)，蓄電池直流電源系統(tǒng)僅圖6中直流絕緣檢測(cè)系統(tǒng)連接車體，蓄電池正極或者負(fù)極接通車體時(shí)將報(bào)出正線絕緣報(bào)警或負(fù)線絕緣報(bào)警故障，提醒直流電路出現(xiàn)異常及時(shí)入庫(kù)檢查處理，負(fù)極不再共同接地，重聯(lián)動(dòng)車組貫通線無(wú)法通過(guò)車體形成回路途徑，可有效避免該類故障。

4 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)和諧號(hào)重聯(lián)動(dòng)車組一次無(wú)法升弓故障根本原因的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)修程不同蓄電池電壓不同，導(dǎo)致貫通線過(guò)電流問(wèn)題進(jìn)行了多種預(yù)防措施的探索，給出了不同的預(yù)防方案，二極管正極阻斷方案已通過(guò)評(píng)審在現(xiàn)車整治完成，整治效果良好未再發(fā)生類似故障，其它方案同樣具備極高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可在后續(xù)類似回路設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。

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