CR400AF（-A）型动车组温水器故障分析

宋翱，刘浩，刘鹏飞，王化新，赵兴

（青岛动车段，山东 青岛 266000）

温水器是CR400AF（-A）动车组卫生系统重要组成部分，除5（9）号车外，每车盥洗室均设置一个温水器，安装于盥洗室台面下方，温水器采用储水加热方式，可通过调整节水阀来调整出水温度，为乘客提供舒适的温水。随着CR400AF（-A）动车组卫生系统长时间运行，温水器发生故障的频率也逐渐增加，因此本文选择对温水器故障进行分析研究。

1 原理分析

1.1 基本结构

温水器主要由外壳、水胆、电热管、温控器、突跳式温控器、水位控制器、显示控制板、水位传感器、干烧保护装置及管路等组成。

1.2 工作原理

1.2.1 电路分析

温水器具有加热控制、故障指示、温度调节、缺水保护、超温保护等功能。

加热工作原理：温水器接通AC220V工作电压，6线路得电，电源灯亮。水位和温度同时达到加热设定值时，触点SW和ATC保持闭合。温度低于80±5℃时突跳式温控器不工作，触点WK保持断开，继电器JK失电，触点JK闭合，6A线路得电，继电器KM得电，触点KM闭合，5A线路得电，电加热管得电，温水器开始加热。同时51线路得电，则加热灯得电正常工作。

故障指示工作原理：若5A和51线路同时得电，温水器正常工作。若电热管和防干烧装置故障，5A线路得电而50线路失电，则继电器JK2失电，触点JK2闭合，加热故障灯亮。

温度调节工作原理：当温度达到加热设定值40±5℃时，温控器工作，触点ATC断开，继电器KM失电，触点KM断开，温水器停止加热。当温度低于加热设定值时，触点ATC闭合，温水器又开始加热。

缺水保护工作原理：当水位下降到水位传感器S2时，水位控制器工作，触点SW切换，5B线路失电，继电器KM失电，触点KM断开，温水器停止加热；同时52线路得电，缺水灯得电正常工作。当水位达到到S1设定值时，触点SW切换，温水器开始加热。

超温保护工作原理：当温度达到加热设定值时，温控器损坏，温水器继续加热，温度高于80±5℃时，突跳式温控器工作，触点WK保持闭合，继电器JK得电，6A线路失电，触点KM断开，5A线路失电，电加热管失电，温水器停止加热；同时5线路得电，超温指示灯正常工作。

图1 温水器水路原理图

1.2.2 水路分析

将冷热节水阀调至冷水位，按压节水阀，水泵启动并对温水器供水，经过三通管，从冷水管出水口流向节水阀；将冷热节水阀调至热水位，热水从水胆经过热水管流向节水阀；将冷热节水阀调节至中间位时，冷热水同时流出，混合成舒适的温水。当水胆内水温过高时，会产生大量水汽，导致水胆内压力增大，到达温水器限定压力值时，溢气阀打开并进行排水作业，降低水胆内压力。

图2 温水器电路原理图

2 故障分析

某动车所近两年共发生温水器故障28件，其中溢气阀故障、电热管故障和水位传感器故障是最常见故障，共发生21件，占比高达为75%，检修时，应对此类故障加强关注。故障主要原因如下。

2.1 水位控制器（SW）故障

故障现象：缺水指示灯常亮且有热水输出。

分析与处理：水位控制器首先检测温水器有无水，从而控制电热管加热；或者无水状态下显示缺水，显示控制板进行状态指示。当水位控制器故障时，电路中水位控制器触点始终闭合，52线路始终得电，导致缺水指示灯得电常亮。当水位控制器故障时，切断温水器电源主回路，对水位控制器进行更换。

2.2 水位传感器（S1、S2）故障

故障现象：在温水器满水时，存在误报缺水，温水器无法正常工作。

分析与处理：水位传感器在温水器中作用是检测水位，从而实现缺水保护功能。由于水被加热过程中，水中杂质在水位传感器上形成极难溶于水的碳酸化合物，造成水位传感器无法进行水位检测，水位控制器触点无法正常闭合断开，52线路无法正常得电，缺水指示灯无法正常工作。温水器满水时，存在误报缺水，温水器无法正常工作。水位传感器）故障时，须其进行更换或清洁。基于水位传感器故障频率较高，建议定期进行清洁，以降低故障频率。清洁方法：将水位传感器尼龙套管裸露的金属部位在1%的稀盐酸溶液中浸泡5min，然后使用未被浸水的抹布将表面污垢清除至光亮，最后用清水将附在水位传感器上的溶液冲洗干净。

2.3 显示控制板故障

故障现象：显示控制板指示灯不亮或未颜色显示错误。

分析与处理：显示控制板通过LED二极管显示温水器工作状态。温水器接通电源，6线路得电，电源指示灯亮；温水器开始加热工作，同时51线路得电，加热指示灯亮；水温高于80±5℃时，突跳式温控器开始工作，使温水器停止加热，同时5线路得电，超温指示灯亮；水位低于水位传感器S2时，水位控制器开始工作，使温水器停止加热，同时52线路得电，缺水指示灯亮红色。当温水器实现其中一种功能，而指示灯指示灯不亮或未颜色显示错误，则显示控制板故障，更换新显示控制板。

2.4 突跳式温控器故障

故障现象：超温指示灯亮红色，温水器不加热。

分析与处理：突跳式温控器在温水器中主要起超温保护作用。突跳式温控器故障时，触点WK保持闭合，继电器JK得电，6A线路失电，继电器KM失电，触点KM断开，5A线路失电，温水器停止加热；同时5线路中触点JK闭合，5线路得电，超温指示灯正常工作。在其故障后需更换突跳式温控器。

2.5 温控器故障

故障现象：缺水和加热指示灯都不亮，温水器不加热。

分析与处理：温控器在温水器中主要起温度保护作用，温水温达到设定温度后停止加热。温控器失灵后，触点ATC保持断开，继电器KM失电，5A、51、52线路失电，缺水和加热指示灯都不亮，温水器不加热。在其失灵后，需更换温控器。

2.6 电热管故障

故障现象：温水器漏水或温水器不加热且加热故障灯亮红色。

分析与处理：电热管作用是加热水胆内的冷水。电热管锈蚀时，电热管与箱体之间存在缝隙，造成温水器漏水；当电热管加热丝故熔断时，温水器无法加热，同时5A线路得电而50线路失电，则继电器JK2失电，常闭触点JK2闭合，加热故障灯得电正常工作。电热管故障后，需更换电热管。

2.7 溢气阀故障

故障现象：持续排水，DTC报03管路泄漏。

分析与处理：水胆内压力过高到达限定压力值时，溢气阀打开并进行排水作业，降低水胆内压力。当溢气阀设定值过低或溢气阀损坏时，温水器会持续排水，造成DTC报03管路泄漏。调高溢气阀设定值或更换新溢气。

3 结语

本文提供了温水器故障的维修办法并建议定期清理水位传感器，降低故障频率。本文为其他动车组温水器故障维修提供可借鉴资料，降低了维修成本，进一步提高动车组检修质量，保护动车组运行安全。