关于和谐号某型重联动车组贯通线过电流预防措施

刘斌普　李海涛　吴臻易

摘 要：不同编组动车组蓄电池存在电压差，重联工况下，存在蓄电池电压差的两编组通过重联时贯通的降弓回路线形成通路，蓄电池间的较大的充放电电流使降弓回路线过流，回路中降弓用继电器常开触点因过流粘连，造成升弓条件无法建立，受电弓无法升起，文章提出多种阻断贯通回路过流方案，并且选取其中一种方案试验验证，效果良好，已在现车批量完成改造，应用效果良好。

关键词：重联动车组 贯通线 过电流 蓄电池

1 和谐号重联动车组贯通线过电流导致受电弓无法升起故障

受电弓是动车组的唯一受流部件，对动车组正常运行尤为重要，8编组动车组配置2架受电弓，1架作为受流弓，另1架备用，运行中若其中1架受电弓故障则需尽快更换车组，避免因两架受电弓全部故障后车组停车救援，影响运行秩序。

经调查和谐号重联动车组某起受电弓无法升起故障的原因是重联动车组因蓄电池修程不同，在车组存放一段时间后蓄电池电压下降程度不同，两列动车组直流电路之间存在电压差，在重联车组按下降弓按钮后，两列不同电压的蓄电池正极通过降弓贯通线贯通，和谐号蓄电池直流电路负极共地，两列蓄电池电压不同的动车组直流蓄电池通过贯通线形成并联，电压高蓄电池向电压低蓄电池放电，回路中电阻小，形成大电流超过继电器触点额定电流，继电器触点黏连无法断开，降弓回路持续导通，降弓信号持续存在导致受电弓无法升起。

2 贯通线过电流路径分析

为研究防止过电流措施，以下对过电流路径具体分析，具体路径如图1中箭头所示，本列蓄电池母线103线电流通过降弓贯通线1170线到达另一列蓄电池母线103线，因所有蓄电池负极均共地，且回路仅包含蓄电池内阻及线缆自身电阻，电阻极小导致形成较大电流，辅助降弓PanDWR1继电器3-5常开触点通过大电流时发生黏连，因常开触点黏连后无法断开，蓄电池母线103线通过该黏连触点持续向降弓PanDWR继电器供电，松开降弓按钮后，通过黏连触点的电流反向到达降弓贯通线，形成降弓自保持电路，升弓电路无法建立，受电弓无法升起，两动车组蓄电池电压差持续存在导致降弓贯通线持续过电流，存在较大安全隐患。

3 阻断贯通线回路过电流方案

因重联车蓄电池电压不同是导致故障的根本原因，自保持电路一旦建立，在蓄电池压差的持续作用下降弓贯通线持续过电流，为避免该类贯通线过电流故障，设计不同方案阻断贯通线与蓄电池之间的较大电流，贯通线无阻断方案时，贯通线通过重联车钩插针直接连接，连接导线自身电阻极小，原理图如图2所示。

3.1 阻断方案1：贯通线隔离继电器

隔离继电器方案：在重联端各自增加隔离继电器，继电器线圈由它编组蓄电池供电，继电器触点控制本编组蓄电池直流电源103线正极向本编组降弓回路供电，形成继电器仅负责传递信号回路，电流不再直接通过贯通线流向它列负载，隔离继电器之后的电源均使用本列蓄电池电源103母线，它列蓄电池不再向隔离继电器之后传递，两动车组蓄电池直流电路相互独立，编组之间蓄电池无法形成并联回路，不会通过贯通线产生过电流，原理图如图3所示。

3.2 阻断方案2：二极管正极阻断

二极管正极阻断方案：在重联端各自蓄电池母线的设备侧增加单向二极管，电流只可以由直流电源蓄电池母线103线向负载流动，不可由负载侧向103母线流动，也就是电流仅可以由蓄电池流出，不可将蓄电池作为负载电流流入蓄电池，当重联车的蓄电池母线103线通过贯通线107线并联时，由于二极管的存在反向逆止电流，编组之间蓄电池无法形成并联回路，不会通过贯通线产生过电流，原理图如图4所示。

3.3 阻断方案3：回路内串联分压电阻

回路内串联分压电阻：在重联端各自增加一个分压水泥电阻R，规格：阻抗值：25欧姆，功率20瓦特。串联在贯通回路中50欧姆，电路后续并联3个继电器等效电阻约7.6瓦特，电阻分压约为3.8伏特，直流电源系统继电器负载动作电压在70伏特以上，动车组直流电源系统欠压保护为77伏特，因此分压电阻分压约3.8伏特，对100伏特直流电回路无任何影响，当贯通线导致过电流时在继电器触点额定电流0.2安培时，电阻分压为10伏特，远大于修程不同蓄电池压差，且通过前期试验发现继电器触点超过触点额定电流15倍即3安培时发生黏连，达到继电器触点发生黏连电流时电阻分压将达到150伏特，因此由于分压电阻的存在贯通线电流无法达到继电器触点黏连电流，可有效防止电流超过继电器触点额定值导致的触点黏连，原理图如图5所示。

3.4 阻断方案4：直流电路负极不共地

和谐号动车组直流电源系统负极在车体共地，只要是与车体接触的金属都与蓄电池负极等电位，导致和谐号动车组直流电源系统的正极可到达的位置均可以通过车体形成回流，此类直流电源系统使得重联贯通线存在通过车体形成回流的途径。直流电源不共地方案：蓄电池的正极与负极接线分别独立，负极不再与车体连接等电位，蓄电池正极接通的负载必须通过原蓄电池负极回流，才可形成回路途径。

直流电路负极不共地方案在复兴号动车组已有成熟经验，如图6所示，PE处为蓄电池110V+正极及110V-负极串联直流绝缘检测电阻的唯一接地点，蓄电池直流电源系统仅图6中直流绝缘检测系统连接车体，蓄电池正极或者负极接通车体时将报出正线绝缘报警或负线绝缘报警故障，提醒直流电路出现异常及时入库检查处理，负极不再共同接地，重联动车组贯通线无法通过车体形成回路途径，可有效避免该类故障。

4 总结

本文通过对和谐号重联动车组一次无法升弓故障根本原因的调查，发现修程不同蓄电池电压不同，导致贯通线过电流问题进行了多种预防措施的探索，给出了不同的预防方案，二极管正极阻断方案已通过评审在现车整治完成，整治效果良好未再发生类似故障，其它方案同样具备极高的实际应用价值，可在后续类似回路设计中广泛应用。

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