CRH380AL動車組VCB不閉合原因分析及應急處理

周莉+王紅紅

【摘 要】CRH380AL動車組真空斷路器（VCB）兼有斷路器和開關兩種作用，在正常工作時，接通或斷開25kV高壓電路與牽引變壓器的連接，當主變壓器次級側以后的電路發生故障時，它能迅速安全地切斷動車組電源，保證列車安全；在列車運行中，應快捷有效地處理VCB控制故障。

【關鍵詞】CRH380AL動車組 VCB 不閉合 應急處理

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）07C-0190-03

CRH380AL型動車組最高時速380公里，是我國自主研發的高速動車組之一，主要營運在我國高速城際鐵路及客運專線，目前在線運營200列，并正在大批量生產。真空斷路器（VCB）是CRH380AL型動車組的電源總開關和電路總保護，全車7個動力單元，每個動力單元配置一臺。VCB安裝于車底艙高壓設備箱內，利用真空的高絕緣性能對電路進行開斷，其控制電器安裝于車內控制箱內，便于隨車機械師處理故障。CRH380AL型動車組運用中， VCB不能閉合的故障現象時有發生，如果不能及時處理，輕者因動力不足，造成列車晚點；重者因動車組設備故障，被迫請求救援。

一、CRH380AL動車組VCB控制電氣原理

（一）VCB閉合電路

在主控端司機室操作“VCB合”自動復位開關（VCBCS），則VCB投入指令發出，或者自動過分相裝置（GFX-3A）發出VCB閉合指令，如果VCB閉合條件滿足，則“VCB-M”勵磁，VCB閉合，其控制過程如下：

1.VCB投入指令線“ 7”號線得電條件。

投入主控鑰匙后，在確認受電弓升起后，按下“VCB合”自復式按鈕或者自動過分相裝置（GFX-3A）給出VCB閉合指令后，DC110V電源線102線接通主控繼電器MCR，VCB投入開關VCBCS給VCB投入指令線7號線加壓，如圖1所示。

2.VCB閉合繼電器VCBCR1得電條件。

在7號線加壓后，若MON監視器沒有發出選擇單元指令——設備選擇繼電器URO非勵磁，則VCBCR1得電，如圖2所示。

3.VCB開啟繼電器VCBOR2得電條件。

VCBOR2得電的條件有兩類，分別為VCB閉合的聯鎖條件和受VCB保護的電氣狀態條件，聯鎖條件有：

輔助風缸風壓在780±10kPa，輔助風缸風壓壓力開關繼電器ACMGVR勵磁，如圖3所示。

無VCB斷開指令，即VCB斷開繼電器VCBR1非勵磁，如圖4所示。

同時，MON監視器也沒有發出斷開VCB的命令，VCB切除繼電器亦不勵磁，即VCBCOR非勵磁。

輔助電源輸入交流接觸器ACK1吸合，通過VCB保護的電氣狀態正常條件有：主變壓器的原邊（一次側）無過流故障，即AOCN斷路器閉合；主變壓器3次側無過流故障，即AOCN勵磁；主變壓器3次側無接地故障，即GRR3非勵磁；單元內兩臺牽引變流器裝置正常，即CIFR1 CIFR2均勵磁，或相對應牽引電機被切除，使得CORR勵磁；單元內兩臺牽引變流器裝置接地正常，即CIGRR1 CIGRR2非勵磁。

以上條件同時滿足，則VCBOR2得電，電路如圖5、圖6所示：

4.VCB—M得電勵磁。

VCB—M得電條件也可以分為兩類，一類為聯鎖條件；另一類為保護電氣狀態正常條件。其中聯鎖條件有：VCB閉合指令條件，VCBCR1已勵磁；VCB開啟繼電器得電條件，即VCBOR2已勵磁；單元內兩臺牽引變流器接觸器K在斷開位，即KRR非勵磁；VCB—M自身輔助聯鎖“VCB”閉合（實際作用得電非自持）；牽引變壓器油泵已投入，即MTOPMN 斷路器閉合。

保護電氣狀態正常條件：主變壓器無過流，過流變壓器不動作，如圖7所示。

當以上條件都滿足時，VCB—M得電勵磁，打開VCB閉合氣路，VCB閉合，VCB閉合同時，d條件實現，VCB—M持續得電勵磁，如圖8所示。

（二）VCB斷開控制電路

VCB正常斷開應該是在主控端司機室操作“VCB斷”自復式開關（VCBOS）使VCB斷開指令線8號線加壓發出斷開指令；或者操作降弓按鈕（Pan DS）同時發出VCB斷開指令；或者自動過分相裝置（GFX—3A）發出VCB斷開指令；亦或者MON監視器發出切除VCB指令，均使VCB斷開，其中前三者均可使斷開指令線8號線加壓，使VCB斷開繼電器VCBOR1勵磁，后者則是通過VCB切除繼電器VCBCOR得電來斷開VCB，具體如下：

1.操作“VCB斷”自復式開關，如圖9所示。

2.操作降弓按鈕，如圖10所示。

3.自動過分相裝置檢測到過分相預示信號時，VCBOR3繼電器得電，如圖11所示。

以上三種情況均使VCB斷開指令繼電器得電，其反聯鎖斷開，使VCBR2失電，則VCB—M失電，VCB斷開。

4.MON監視器發出VCB切除指令，則使VCBOR1得電，其反聯鎖斷開，時VCBOR2失電，進而VCB—M失電，VCB斷開。

動車組庫內試驗利用地面電源時，為保證安全設有外部電源時，則VCB是不可以合閘的，電路如圖12所示。

除以上幾種情況，通過對VCB閉合條件的分析，一下各種情況發生均可以引起VCB斷開：輔助風缸壓力小于640±10kPa；主變壓器1次側過電流；主變壓器3次側過電流；主變壓器3次側接地故障；牽引變流器CI故障；牽引變流器接地出現故障；輔助電源交流接觸器ACK1斷開；牽引變流器接觸器K閉合；主變壓器油泵空開MTOPMN斷開。

以上幾種情況任意一種發生，則表明相關部位不是正常狀態，為保護電路，VCB是斷開的，如果出現這些非正常狀態，MON監視屏中可以查得故障顯示。

二、VCB不閉合故障原因分析及應急處置對策

VCB不閉合故障現在從其發生范圍來看，大致有兩種，一種為全部VCB不能閉合，一種為單元VCB不閉合。

（一）全列VCB不能閉合

由前面VCB閉合及斷開原理分析可知，VCB全列不閉合的原因在于：

1.VCB閉合指令線不能正常加壓，原因有：受電弓·VCB斷路器原因；主控繼電器MCR原因；“VCB合”自復式按鈕VCBCS的原因；輔助壓縮機壓力開關ACMGV原因；向手柄非“切”位同時“空擋”開關閉合。

2.VCB斷開指令線8號線非正常加壓原因：外接電源繼電器EXR1故障導致8號線非正常加壓；自動過分相裝置VCBOR3繼電器常開觸點粘連造成8號線被加壓，如圖13所示。

針對上述原因，全列VCB不能閉合故障可以采取下列步驟進行應急處理：

第一步：確認主控端司機室的配電盤[VCB·受電弓]斷路器是否處于閉合位，若斷開，則閉合；若閉合，進入下一步。

第二步：確認“準備未完”顯示等是否熄滅，若熄滅，則表明有輔助風缸風壓不足的單元存在，該單元VCB合不上，在旋[輔助空氣壓縮機控制]旋鈕3秒，啟動輔助空壓機打風，直至“準備未完”燈滅，再合VCB，若“準備未完”燈熄滅；進入下一步。

第三步：將方向手柄置“切”位，在合VCB，若仍不能閉合，進入下一步。

第四步：立即斷開[2、6車（CRH380A）/[02、08、10、14車（CRH380AL）]組合配電盤中的[受電弓·斷路器]斷路器，再閉合VCB，若不能，進入下一步。

第五步：將全列VCB[真空斷路器]斷路器全斷開，在逐個閉合，并依次進行RS復位按壓“VCB合”按鈕，通過這種操作來判斷導致全列VCB不能閉合的故障單元。

第六步：找到故障單元后，斷開該故障單元對應組合配電盤中的[真空斷路器]斷路器，并遠程切除故障單元，閉合ACK2進行擴展供電。

若故障處在動車過分相區后，則：確認受電弓升起時對應組合配電盤中的過分相VCB控制1、過分相VCB控制2、過分相裝置電源、過分相控制1、過分相控制2、檢查斷路器是否閉合，若有斷開，則閉合，若分相區后仍不能閉合，則采取手動過分相辦法。

（二）單元VCB不能閉合

由VCB合、斷電路分析，單元VCB不能閉合的原因主要有：

1.該單元VCB被遠程切除。

2.控制電路聯鎖條件不滿足：如輔助缸壓力開關非正常位，主變流器接觸器K在閉合位，輔助電源接觸器ACK1在斷開位。

3.受VCB保護的電氣狀態不正常，出現故障，如：主變壓器1、3次側過電流，3次接地、牽引變流器基地不正常。

4.供給VCB風源氣路不正常，控制電路雖然正常，但是使VCB合、斷風壓不能達到要求。

根據上述分析，對單元VCB不能閉合可采取下列步驟進行應急處理：

第一步：確認“準備未完”顯示燈是否熄滅，若燈未滅，則在旋[輔助空氣壓縮機控制]3秒，啟動打風，直至“準備未完”燈熄滅；若熄滅，進入下一步。

第二步：通過MON監視屏確認故障VCB是否被遠程切除，若切除，則恢復，若未被切除，則進入下一步。

第三步：通過MON屏檢查故障單元相應車“配電盤信息”有無發生“主電路接地”、“CI故障”、“MT2油流”“三次接地”“三次側過流”等故障，若有，則進行RS復位后再閉合VCB，若沒有，則進入下一步。

第四步：確認故障VCB單元對應車組合配電盤中的[牽引變壓器油流]、[輔助電路過電流]、[牽引變壓器過電流][真空斷路器][擴展供電]斷路器是否處于斷開位，若斷開，則閉合，若是閉合，則進入下一步。

第五步：遠程切除故障VCB，并閉合ACK2·擴展供電，若出現2、4車或8、10車或12、14車VCB不能閉合，“準備未完”顯示燈亮，確認總風缸壓力在780-880kPa，則應確認3車、9車、13車與[輔助控制壓縮機]空開的狀態，若斷開，則閉合，若未斷開，風壓在780kPa以上，則需要閉合3車或9車或13車組合配電柜中輔助空壓機[應急短路開關]后再閉合VCB，并監視輔助空壓機風壓在6400kPa以上，輔助空壓機[應急短路開關]閉合后，靜止在旋[輔助空氣壓縮機控制]旋鈕。

本文對CRH380AL動車組VCB的控制電氣原理進行了分析，進而對VCB不能閉合的原因進行了詳細的論述，將VCB不能閉合的原因分為兩類，針對不同的原因，并提出了相對應的應急處理對策，在列車運行中，若出現以上原因，可以安全有效地處理，提高了列車運營的安全性。

【參考文獻】

[1]歐陽樂成.車載真空斷路器的電應力分析與剩余壽命研究[D].西南交通大學，2013

[2]廖鄉萍，王泰杰，朱進.高速動車組CRH380C真空斷路器應用故障分析及解決措施[J].電力機車與城軌車輛，2012，35（4）

【基金項目】廣西教育科學“十二五”規劃課題（2013B053）

【作者簡介】周 莉（1965— ），女，柳州鐵道職業技術學院副教授，研究方向：鐵道車輛教學與研究；王紅紅（1988— ），女，武漢鐵路職業技術學院助教，研究方向：鐵道車輛教學與研究。

（責編 丁 夢）