CRH380AL動(dòng)車組VCB不閉合原因分析及應(yīng)急處理

周莉+王紅紅

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

【關(guān)鍵詞】CRH380AL動(dòng)車組 VCB 不閉合 應(yīng)急處理

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2016）07C-0190-03

CRH380AL型動(dòng)車組最高時(shí)速380公里，是我國自主研發(fā)的高速動(dòng)車組之一，主要營運(yùn)在我國高速城際鐵路及客運(yùn)專線，目前在線運(yùn)營200列，并正在大批量生產(chǎn)。真空斷路器（VCB）是CRH380AL型動(dòng)車組的電源總開關(guān)和電路總保護(hù)，全車7個(gè)動(dòng)力單元，每個(gè)動(dòng)力單元配置一臺(tái)。VCB安裝于車底艙高壓設(shè)備箱內(nèi)，利用真空的高絕緣性能對(duì)電路進(jìn)行開斷，其控制電器安裝于車內(nèi)控制箱內(nèi)，便于隨車機(jī)械師處理故障。CRH380AL型動(dòng)車組運(yùn)用中， VCB不能閉合的故障現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，如果不能及時(shí)處理，輕者因動(dòng)力不足，造成列車晚點(diǎn)；重者因動(dòng)車組設(shè)備故障，被迫請(qǐng)求救援。

一、CRH380AL動(dòng)車組VCB控制電氣原理

（一）VCB閉合電路

在主控端司機(jī)室操作“VCB合”自動(dòng)復(fù)位開關(guān)（VCBCS），則VCB投入指令發(fā)出，或者自動(dòng)過分相裝置（GFX-3A）發(fā)出VCB閉合指令，如果VCB閉合條件滿足，則“VCB-M”勵(lì)磁，VCB閉合，其控制過程如下：

1.VCB投入指令線“ 7”號(hào)線得電條件。

投入主控鑰匙后，在確認(rèn)受電弓升起后，按下“VCB合”自復(fù)式按鈕或者自動(dòng)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(guān)VCBCS給VCB投入指令線7號(hào)線加壓，如圖1所示。

2.VCB閉合繼電器VCBCR1得電條件。

在7號(hào)線加壓后，若MON監(jiān)視器沒有發(fā)出選擇單元指令——設(shè)備選擇繼電器URO非勵(lì)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(lián)鎖條件和受VCB保護(hù)的電氣狀態(tài)條件，聯(lián)鎖條件有：

輔助風(fēng)缸風(fēng)壓在780±10kPa，輔助風(fēng)缸風(fēng)壓壓力開關(guān)繼電器ACMGVR勵(lì)磁，如圖3所示。

無VCB斷開指令，即VCB斷開繼電器VCBR1非勵(lì)磁，如圖4所示。

同時(shí)，MON監(jiān)視器也沒有發(fā)出斷開VCB的命令，VCB切除繼電器亦不勵(lì)磁，即VCBCOR非勵(lì)磁。

輔助電源輸入交流接觸器ACK1吸合，通過VCB保護(hù)的電氣狀態(tài)正常條件有：主變壓器的原邊（一次側(cè)）無過流故障，即AOCN斷路器閉合；主變壓器3次側(cè)無過流故障，即AOCN勵(lì)磁；主變壓器3次側(cè)無接地故障，即GRR3非勵(lì)磁；單元內(nèi)兩臺(tái)牽引變流器裝置正常，即CIFR1 CIFR2均勵(lì)磁，或相對(duì)應(yīng)牽引電機(jī)被切除，使得CORR勵(lì)磁；單元內(nèi)兩臺(tái)牽引變流器裝置接地正常，即CIGRR1 CIGRR2非勵(lì)磁。

以上條件同時(shí)滿足，則VCBOR2得電，電路如圖5、圖6所示：

4.VCB—M得電勵(lì)磁。

VCB—M得電條件也可以分為兩類，一類為聯(lián)鎖條件；另一類為保護(hù)電氣狀態(tài)正常條件。其中聯(lián)鎖條件有：VCB閉合指令條件，VCBCR1已勵(lì)磁；VCB開啟繼電器得電條件，即VCBOR2已勵(lì)磁；單元內(nèi)兩臺(tái)牽引變流器接觸器K在斷開位，即KRR非勵(lì)磁；VCB—M自身輔助聯(lián)鎖“VCB”閉合（實(shí)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(hù)電氣狀態(tài)正常條件：主變壓器無過流，過流變壓器不動(dòng)作，如圖7所示。

當(dāng)以上條件都滿足時(shí)，VCB—M得電勵(lì)磁，打開VCB閉合氣路，VCB閉合，VCB閉合同時(shí)，d條件實(shí)現(xiàn)，VCB—M持續(xù)得電勵(lì)磁，如圖8所示。

（二）VCB斷開控制電路

VCB正常斷開應(yīng)該是在主控端司機(jī)室操作“VCB斷”自復(fù)式開關(guān)（VCBOS）使VCB斷開指令線8號(hào)線加壓發(fā)出斷開指令；或者操作降弓按鈕（Pan DS）同時(shí)發(fā)出VCB斷開指令；或者自動(dòng)過分相裝置（GFX—3A）發(fā)出VCB斷開指令；亦或者M(jìn)ON監(jiān)視器發(fā)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(hào)線加壓，使VCB斷開繼電器VCBOR1勵(lì)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(fù)式開關(guān)，如圖9所示。

2.操作降弓按鈕，如圖10所示。

3.自動(dòng)過分相裝置檢測到過分相預(yù)示信號(hào)時(shí)，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(lián)鎖斷開，使VCBR2失電，則VCB—M失電，VCB斷開。

4.MON監(jiān)視器發(fā)出VCB切除指令，則使VCBOR1得電，其反聯(lián)鎖斷開，時(shí)VCBOR2失電，進(jìn)而VCB—M失電，VCB斷開。

動(dòng)車組庫內(nèi)試驗(yàn)利用地面電源時(shí)，為保證安全設(shè)有外部電源時(shí)，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(duì)VCB閉合條件的分析，一下各種情況發(fā)生均可以引起VCB斷開：輔助風(fēng)缸壓力小于640±10kPa；主變壓器1次側(cè)過電流；主變壓器3次側(cè)過電流；主變壓器3次側(cè)接地故障；牽引變流器CI故障；牽引變流器接地出現(xiàn)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(fā)生，則表明相關(guān)部位不是正常狀態(tài)，為保護(hù)電路，VCB是斷開的，如果出現(xiàn)這些非正常狀態(tài)，MON監(jiān)視屏中可以查得故障顯示。

二、VCB不閉合故障原因分析及應(yīng)急處置對(duì)策

VCB不閉合故障現(xiàn)在從其發(fā)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(fù)式按鈕VCBCS的原因；輔助壓縮機(jī)壓力開關(guān)ACMGV原因；向手柄非“切”位同時(shí)“空擋”開關(guān)閉合。

2.VCB斷開指令線8號(hào)線非正常加壓原因：外接電源繼電器EXR1故障導(dǎo)致8號(hào)線非正常加壓；自動(dòng)過分相裝置VCBOR3繼電器常開觸點(diǎn)粘連造成8號(hào)線被加壓，如圖13所示。

針對(duì)上述原因，全列VCB不能閉合故障可以采取下列步驟進(jìn)行應(yīng)急處理：

第一步：確認(rèn)主控端司機(jī)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(jìn)入下一步。

第二步：確認(rèn)“準(zhǔn)備未完”顯示等是否熄滅，若熄滅，則表明有輔助風(fēng)缸風(fēng)壓不足的單元存在，該單元VCB合不上，在旋[輔助空氣壓縮機(jī)控制]旋鈕3秒，啟動(dòng)輔助空壓機(jī)打風(fēng)，直至“準(zhǔn)備未完”燈滅，再合VCB，若“準(zhǔn)備未完”燈熄滅；進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(gè)閉合，并依次進(jìn)行RS復(fù)位按壓“VCB合”按鈕，通過這種操作來判斷導(dǎo)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(duì)應(yīng)組合配電盤中的[真空斷路器]斷路器，并遠(yuǎn)程切除故障單元，閉合ACK2進(jìn)行擴(kuò)展供電。

若故障處在動(dòng)車過分相區(qū)后，則：確認(rèn)受電弓升起時(shí)對(duì)應(yīng)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(qū)后仍不能閉合，則采取手動(dòng)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(yuǎn)程切除。

2.控制電路聯(lián)鎖條件不滿足：如輔助缸壓力開關(guān)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(hù)的電氣狀態(tài)不正常，出現(xiàn)故障，如：主變壓器1、3次側(cè)過電流，3次接地、牽引變流器基地不正常。

4.供給VCB風(fēng)源氣路不正常，控制電路雖然正常，但是使VCB合、斷風(fēng)壓不能達(dá)到要求。

根據(jù)上述分析，對(duì)單元VCB不能閉合可采取下列步驟進(jìn)行應(yīng)急處理：

第一步：確認(rèn)“準(zhǔn)備未完”顯示燈是否熄滅，若燈未滅，則在旋[輔助空氣壓縮機(jī)控制]3秒，啟動(dòng)打風(fēng)，直至“準(zhǔn)備未完”燈熄滅；若熄滅，進(jìn)入下一步。

第二步：通過MON監(jiān)視屏確認(rèn)故障VCB是否被遠(yuǎn)程切除，若切除，則恢復(fù)，若未被切除，則進(jìn)入下一步。

第三步：通過MON屏檢查故障單元相應(yīng)車“配電盤信息”有無發(fā)生“主電路接地”、“CI故障”、“MT2油流”“三次接地”“三次側(cè)過流”等故障，若有，則進(jìn)行RS復(fù)位后再閉合VCB，若沒有，則進(jìn)入下一步。

第四步：確認(rèn)故障VCB單元對(duì)應(yīng)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(kuò)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(jìn)入下一步。

第五步：遠(yuǎn)程切除故障VCB，并閉合ACK2·擴(kuò)展供電，若出現(xiàn)2、4車或8、10車或12、14車VCB不能閉合，“準(zhǔn)備未完”顯示燈亮，確認(rèn)總風(fēng)缸壓力在780-880kPa，則應(yīng)確認(rèn)3車、9車、13車與[輔助控制壓縮機(jī)]空開的狀態(tài)，若斷開，則閉合，若未斷開，風(fēng)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(jī)[應(yīng)急短路開關(guān)]后再閉合VCB，并監(jiān)視輔助空壓機(jī)風(fēng)壓在6400kPa以上，輔助空壓機(jī)[應(yīng)急短路開關(guān)]閉合后，靜止在旋[輔助空氣壓縮機(jī)控制]旋鈕。

本文對(duì)CRH380AL動(dòng)車組VCB的控制電氣原理進(jìn)行了分析，進(jìn)而對(duì)VCB不能閉合的原因進(jìn)行了詳細(xì)的論述，將VCB不能閉合的原因分為兩類，針對(duì)不同的原因，并提出了相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急處理對(duì)策，在列車運(yùn)行中，若出現(xiàn)以上原因，可以安全有效地處理，提高了列車運(yùn)營的安全性。

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【基金項(xiàng)目】廣西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（2013B053）

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

（責(zé)編 丁 夢）