CRH1A动车组网测断路器故障处置研究

刘志华，彭双光，李志平，陈倩茹

（湖南铁路科技职业技术学院，1、2.工程师，3.副教授，4.助教，湖南 株洲 412006）

动车组网侧断路器作用是当在牵引变压器二次侧绕组后电路中发生短路或过流故障时，可以迅速、安全、确实地断开防止故障扩大保护其他高压器件，兼具断路器和开关2种功能［1］。一般网侧断路器故障可分为异常闭合和异常断开两类。在正常运行途中网侧断路器异常断开导致牵引动力丢失，升弓给电后网侧断路器未闭合，接触网高压无法传递给主变压器，动车组无法牵引，影响其安全运行。

1 CRH1A主断路器概述

CRH1A 型动车组使用型号为HVCB-ECB-05和HVCB-ENN-060的电磁驱动真空断路器，整车共有5个主断路。HVCB-ECB-05型网侧断路器LCBT（以下简称LCBT）结构如图1所示，安装在动车组车车顶高压设备区，主要作用是为牵引变压器提供高压输入。HVCB-ENN-060 线路断路器LCBB（以下简称LCBB）结构如图2 所示，作用是连通全车高压母线。LCBT 和LCBB 在结构和工作原理上高度相似，区别是LCBT 底部装有旋转手柄操作的接地开关。

图1 HVCB-ECB-050型

图2 HVCB-ECB-060型

LCBB 作用与其他动车组高压隔离相同，当网测高压设备出现短路或过流等故障时，在动车组智能显示单元IDU（以下简称IDU）上操作断开本动力单元LCBB，切断高压母线供电隔离高压设备防止故障扩大影响其他动力单元。

2 主断路器工作原理

CRH1A型动车组网测断路器，采用了电子—机械控制模式，不需要压缩空气［2］。当动车组准备好升弓时，动车组计算机通过DX模块发出使能信号，使能信号控制主断使能电路给主断路器电容器充电至79V。当主断路器电容充完电且主断路器控制系统自检完毕，无内部故障，主断路器控制电路发出已准备好的信号反馈给动车组计算机。动车组计算机得到升弓指令后，通过DX 模块发出“闭合指令”，“闭合指令”通过安全回路让主断闭合继电器得电闭合，最后主断路器闭合［3-4］。

3 网测断路器不闭合原因分析及处置

分析CRH1A 动车组在运用检修过程中出现的主断路器无法闭合故障，其原因主要有：

①高压网侧端存在过流现象，动车组触发保护，主断路器不能闭合，无法升弓受流。

②主断路器存在接地故障或反馈信号丢失，导致动车组触发保护，主断及上一级线断无法闭合。

③相应动力单元高压供电开关跳闸，多个模块、边门安全牵引回路的输入信号、网侧断路器供电电源均被切断，导致主断无法闭合。

④主断路器接收不到闭合使能信号。

3.1 故障查找确认

查找IDU 报警记录，确认动车组故障类型。根据故障代码和故障背景信息查找故障，网测断路器控制电路继电器名称和故障代码如表1 所示，对相关断路器检查确认状态，使用CRH1 型动车组牵引系统诊断软件DCUterm软件对网测断路器控制电路继电器各个信号进行检测。

表1 网测断路器控制电路继电器名称和故障代码

3.2 网测断路器高压控制电源故障

检查位于TP 车（受电弓车）P1 柜的K2.24 断路器如图3所示，工作是否正常，各接线是否完好。如空开跳闸，使用万用表检查确保未短路后手动合上；如K2.24断路器接线松动，断电后紧固接线。

图3 TP.P1.K2.24空开位置图

3.3 网测过电流故障

激活司机室后，无法升弓，升弓指示灯处于熄灭状态，IDU报警记录界面显示“网侧过电流”，动车组触发保护，网测断路器无法闭合，重点查找过流继电器P1.K2.35 位置如图4 所示和紧急切断继电器P1.K2.49。

图4 过流继电器K2.35位置图

①确认过流继电器是否处于正常工作状态。打开TP 车K1 柜，用万用表测量P1.K2.35 的11 号接线端对地电压是否达到80V以上，如达到，表示过流继电器正常，可查看相关连接线状态，是否存在接触不良或错接连线情况，原理图如图5所示。

图5 网测断路器过流继电器35电路原理图

②确认P1.K2.49号继电器外围电路接线是否接触不良或错接线情况。如有上述故障，断开蓄电池后进行故障修复，确保P1.K2.49 号紧急切断继电器工作状态及相关连线正常。

3.4 网测断路器接地故障

如报有主断路器接地故障，进入IDU 高压界面查看故障车辆位置，定位存在接地故障的主断，此时故障的网测断路器及其线路断路器均处于红色边框的隔离状态，检查P1区主断路器电气柜内集控插头是否脱落。发现上述故障时，断开蓄电池，打开故障断路器安装盖板，将松脱的集控插头重新装配，进行故障修复，如集控插座紧固后故障仍未消除，查看DX32是否有未接地的输入信号。

3.5 网测断路器闭合使能信号故障

3.5.1 查找Ready 信号 排除网侧过电流故障后，按下闪烁的升弓按钮进行检查，如断路器未能按指令闭合，可先查找断路器的Ready（准备就绪）信号。连接DCUterm 故障诊断软件，输入“Flcctdi3202”和“Flst3”，信号为1 则表示故障点在使能信号侧，信号为0则表示故障点在闭合信号侧，可根据相应情况查找。对于LCBT使能信号重点查找P1.K2.46 使能继电器状态及相关外围电路；闭合信号重点查找P1.K2.45闭合继电器状态及相关外围电路，如图6 所示；LCBB 则检查闭合继电器P1.K2.47和使能继电器P1.K2.48状态。

图6 网测断路器闭合/使能继电器电路原理图

3.5.2 查找使能信号故障 连接DCUterm故障诊断软件，输入“CTDO3204”和“FLST3”，确认模块输出使能信号，无此信号则查找DX32 插线是否连接正常，如有松动，断电后重新连接紧固。检查使能接触器接线情况，重点是辅助触点11及3端子是否处于得电导通状态，有无存在接线错误情况，原理图如图7所示。

图7 LCBT使能接触器触点电路图

3.5.3 查找闭合信号故障 在DCUterm故障诊断软件上输入“CTDO3203”和“FLST3”指令，确认模块输出闭合信号，无信号则查找DX32 插线是否连接正常，信号正常则检查LCBT闭合继电器K2.45线圈是否有电，无电则检查油位检测相关电路。

4 结论

主断路器正常闭合是保证动车组高压牵引系统能接收到牵引高压和安全工作的必要条件，通过以CRH1A型动车组因控制电源、网测过流、主断接地、闭合使能信号等故障导致网测断路器无法闭合为例，归纳故障查找步骤，提出检修方法。在动车组检修实践中证明所提出方法对于主断不闭合故障处理有效，提高现场检修处理的准确性和时效性，有利于动车组高压牵引系统稳定运行，为旅客提供更加安全可靠的乘车环境。