动车组VCB控制电路分析

张明思

摘 要：动车组控制电路是动车组核心技术，掌握控制电路原理就是掌握动车组设计理念、动车组控制原理。动车组主断路器VCB是动车组最重要的保护开关，其控制电路也是控制系统中比较复杂的，掌握VCB控制电路在了解整个动车组控制电路系统中有重要地位。本文对CRH2型动车组VCB控制电路进行深入解析，了解电路设计原理、故障联锁特点，提高控制电路故障分析能力。

关键词：动车组；CRH2；主断路器；VCB；控制电路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.156

1 VCB电路整体分析

CRH2A型动车组的主断路器（VCB）是动车组的电源总开关和总保护电器。当VCB闭合时，动车组通过受电弓从接触网导线上获得电源，投入工作；若動车组主电路和辅助电路发生短路、超载、接地等故障时，故障信号通过相关控制电路使VCB自动开断，切断动车组总电源，防止故障范围扩大。由此可见，VCB除了担任动车组总开关的作用之外，最重要的是VCB的保护功能。VCB控制电路就是以VCB的保护功能为设计主题来设计的。

由图1可见：VCB控制电路主要分布在1，2，6，8四个车，其中1，8车是司机控制台操作按钮，2，6车是VCB主电路部分；VCB控制电路每个动力单元一套，几乎对称；VCB控制电路主要由102线、103线、7线和8线四条线提供110V直流电源。

2 VCB电路控制线路分析

分析VCB控制电路需从VCB闭合回路和VCB断开回路两条通路来进行电路分析，首先我们分析VCB闭合回路：（假设我们选择1车为主控端）。

（1）使线圈VCBCR1得电：102线→VCBN手动闭合→MCR闭

合（1车）→按下VCBS开关→7线有电→触点URO1常闭→触点VCBCR2常闭→线圈VCBCR1和线圈VCBCR2同时得电→①线圈VCBCR1得电→触点VCBCR1闭合。

②线圈VCBCR2得电→触点VCBCR2断开→7A线中的电只能经过限流电阻Re同时给线圈VCBCR1和线圈VCBCR2供电。

（2）使线圈ACMGVR1得电：103线→VCBN手动闭合→ACMGV闭合（当主风管风压达到780kpa时吸合）→ACMGVR2常闭→线圈ACMGVR1和线圈ACMGVR2同时得电→①线圈ACMGVR1得电→触点ACMGVR1闭合。

②线圈ACMGVR2得电→触点ACMGVR2断开→8P线中的电只能经过限流电阻Re同时给线圈ACMGVR1和线圈ACMGVR2供电。

（3）使线圈VCBOR2得电：103线→VCBN手动闭合→7B线有电→触点ACMGVR1闭合→触点VCBOR1常闭→触点VCBCOR常闭→触点ACOCRR2常闭→AOCN手动闭合→触点GRR3-2常闭→触点ACK1闭合→①CIFR1闭合（CI没有检测出接地以外的故障时，线圈CIFR得电）。

②CORR闭合（当CI发生故障并进行牵引切除时，线圈CORR得电）。

①②两种情况→CIGRR1常闭→进入动力单元的另外一台CI（3、7车，同2、6车情 况一样）进行检测→线圈VCBOR2得电→VCBOR2闭合。

（4）使VCB-M得电：103线→VCBN手动闭合→OCTN手动闭合→MTOPMN手动闭合→KRR常闭（3、7车）→KRR常闭（2.、6车）→VCBCR1闭合→VCBOR2闭合→线圈VCB-M得电→VCB闭合。

（5）VCB自保持电路：103线→VCBN手动闭合→OCTN手动闭合→VCB闭合（当VCB闭合时此触点才能吸合）→VCBOR2闭合→线圈VCB-M一直得电→VCB一直闭合。

由以上是VCB闭合电路的分析可知，在VCB闭合过程中，只要有其中任一设备出现故障VCB都不能闭合，一次VCB的闭合操作包含了多个设备的联合控制，体现了VCB控制的复杂性，这种复杂性也确保了VCB不仅仅是动车组电源的总开关还是动车组的总保护开关。

接下来就是VCB断开电路的分析，VCB断开分为两种情况，一种是正常操作断开VCB，另一种是故障断开VCB。

（1）VCB正常断开：102线→VCBN手动闭合→按下VCBOS开关→8线有电→线圈VCBOR1得电→触点VCBOR1断开→线圈VCBOR2失电→VCBOR2闭合触点断开→线圈VCB-M失电→VCB断开。

（2）故障断开VCB。这部分主要由VCB自保持电路中的两个触点：触点OCTN和触点VCBOR2来控制VCB，保证发生以下几种故障时VCB马上断开保护动车组安全。

1）OCTN断开→发生一次侧过流故障。

2）VCBOR2断开→①ACMGVR1断开——主风管压力不足。

②ACOCRR2断开——一次侧过流故障。

③GRR3-2断开——三次侧接地故障。

④AOCN断开——三次侧过流故障。

⑤ACK1断开——主变三次侧输出故障。

⑥CIFR1断开——主变流器CI发生故障（除接地故障）。

⑦CIGRR1断开——主变流器CI发生接地故障。

不管是VCB的闭合回路还是VCB的断开电路都体现了多个设备的检测，传输和控制技术的融合。掌握VCB控制电路是动车组控制技术设计理念的经典电路，也是掌握CRH2型动车组控制原理的必经之路，还是了解新一代动车组控制原理的基石。