CRH2A统型动车组给排水卫生系统冻结故障分析与防控

王水源 董晓东 谭天赋

摘要：本文对CRH2A统型动车组卫生间冻结故障与防控措施进行了简要分析，对冬季冰雪天气CRH2A统型动车组运用过程中卫生间故障防控具有一定积极意义。

关键词：CRH2A统型动车组，给排水卫生

1.给排水卫生系统功能概述

1.1系统构成

CRH2A统型动车组在各个车厢均设有给排水卫生系统，为旅客及司乘人员提供乘车期间生活用水。

给排水卫生系统主要由以下组件构成：水箱、电源转换模块、水泵装置（含水泵电控箱）、车下液位显示器、车上液位及加热显示器、污物箱组成、座式/蹲式卫生间、电气控制单元、气动控制单元、水增压单元、温水器、电开水炉、给排水管路、车下水封、防冻装置等。

1.2净水提供

给排水卫生系统根据水箱在动车组上设置位置的不同分为车上水箱供水系统与车下水箱供水系统两种。其中，在2、6号车设置车上水箱供水系统，在1、3、4、5、7、8号车设置车下水箱供水系统。通过电动水泵为卫生间、盥洗室、洁具间、餐车、电开水炉等提供净水。

水泵装置通过扬程压力开关控制水泵的启停与间歇工作。控制系统采用PLC控制，具有供水控制、水箱液位指示、大流量保护、吸气保护、缺水保护、泄漏保护、给水系统故障报警、防冻排空等功能。為保证系统在低温环境下的正常使用，水箱、水泵、管路设有防寒及电加热装置。

1.3废水排放

给排水卫生系统产生的废水根据对环境污染程度分为卫生间污水与盥洗废水。二者分别通过到站吸污与水封排放的方式进行处置。其中，卫生间产生的污水采用真空集便系统进行收集并排入动车组车下污物箱，在动车组到达车站或检修场所后通过地面吸污作业完成污水排放。盥洗废水通过排水管路输送至车下水封，通过自重排出车外。

2.设备防冻策略

2.1加热装置防冻（动车组供电）

水箱、水泵防冻：车上车下水箱的水泵泵体均设有电加热块，受温控开关控制。另外，车下水箱泵房水管路增设自控温伴热带，且与水泵泵体加热块共用同一温控开关，伴热功能由伴热带自身和温控开关共同控制。

2.2排空作业防冻（动车组断电存放）

冬季动车组断电存放且无保温措施时，须进行动车组防冻排空作业排空给排水卫生系统存水，避免因存水结冰导致设备设施受损。给排水卫生系统设有断电排空、单车排空、集控排空、手动排空功能。具体如下：

断电排空：给排水卫生系统断电时执行，用于排空水泵进水管路、供水管路存水。

单车排空：通过操作单车给排水卫生系统电气控制单元上的排空按钮，排空本车水泵进水管路、 供水水管路、便器、 水增压器、中转箱及其附属管路中存水。

集控排空：通过操作位于1、8号车的整列集控排空旋钮，排空全列水泵进水管路、 供水水管路、便器、 水增压器、中转箱及其附属管路中存水。

手动排空：一是通过手动操作水箱排水阀（位于车上水箱底部与车下水箱两端）、水泵排水阀排空水箱及水泵腔中存水;二是通过配套的吸污设备抽空污物箱内污水;三是手动打开水封装置底部的M12 的排水螺栓进行排水，排水完毕后将排水螺栓恢复原状。

3.典型故障

3.1故障现象

极寒天气情况下，CRH2A统型动车组运行途中多个车厢发生卫生间不可用故障，通过DTC控制装置复位无效。设置车上水箱的车厢（2、6车）发生管路泄漏故障。设置车下水箱的车厢（1、3、4、5、7、8号车）发生电茶炉接水盘堵故障。动车组入库后检查相关故障消除，给排水卫生系统功能正常。

3.2原理分析

动车组2、6车水箱位于车上，水封位于车下，电茶炉及洗漱池污水通过水封排出车外。车内水箱下设接水盘，接水盘也和水封连接，接水盘中有液位传感器，用来检测水箱泄漏故障。极寒恶劣天气状况造成车下水封冻结，导致来自电茶炉和洗手池的污水无法排出，在水封内积攒。随着积水增多，水位上升，反逆到水箱接水盘（水箱接水盘紧贴车底板，位置比电茶炉接水盘低），当没过水箱接水盘处液位传感器时报出管路泄露故障。1、7车为车下水箱，不与水封连接，水封冻结后污水积攒会直接反逆到电茶炉接水盘，造成1、7车电茶炉接水盘堵。2、6车报出管路泄漏故障后，水泵停止工作，卫生间因无水而无法使用，故一并报出卫生间不可用故障。

水箱接水盘

液位传感器

3.3故障结论

卫生间不可用故障原因：一是蹲便水增压单元至便池喷嘴之间的水管内部结冰导致水无法从便池喷嘴排出导致卫生间故障;二是设置车上水箱的车厢水泵停止工作导致卫生间不可用（详见管路泄漏故障原因）。

管路泄漏故障原因：设置车上水箱的车厢（2、6车）位于车下的水封排水口冻结，导致废水积攒反逆到车上水箱接水盘，淹没液位传感器报出管路泄露故障。此故障可导致该车厢水箱水泵停止工作，进而导致卫生间不可用故障。

电茶炉接水盘堵故障原因：设置车下水箱的车厢（1、3、4、5、7、8号车）车下水封排水口冻结，导致废水积攒反逆到电茶炉接水盘，造成电茶炉接水盘堵。

因在动车组后续运行途中及入库后相关冻结位置冰雪融化，从而管路给排水恢复正常，相关故障均自行消除。

4.故障防控

动车组给排水卫生系统冻结故障主要发生在寒冷恶劣天气状况下动车组断电存放期间，以及极端寒冷天气状况下动车组未及时进行防冻排空时。因此，故障防控工作重点要根据天气状况及时安排动车组防冻保温工作，以及极端寒冷天气状况下提前对动车组进行防冻排空。另外，动车组日常维护过程中，对车下水封、给排水卫生系统管路按要求进行检修疏通，防止堵塞与管路积水情况发生，也可对动车组给排水卫生系统冻结故障的发生起到有效预防。