CRH2型動車組VCB無法閉合分析及解決方案探討

瞿國彪 上海鐵路局南京動車段

CRH2型動車組VCB無法閉合分析及解決方案探討

瞿國彪 上海鐵路局南京動車段

VCB俗稱真空斷路器，真空斷路器是為了當牽引變壓器在二次側以后的電路中發生故障時，為迅速、安全、確實地斷開過電流為目的而安裝的，同時它也是平常開閉主回路一種開關，兼具斷路器和開關兩種功能的機器。闡述CRH2型動車組VCB無法閉合故障的常見原因及處理方法。

VCB；真空斷路器；原理；案例；分析

1 概述

VCB（真空斷路器）安裝在動車組車下高壓機器箱內，是牽引變壓器二次側以后的電路發生故障時，對過電流迅速、安全、確實地斷開為目的安裝的，在對事故電流斷開的同時，它也是平常開閉主回路一種開關，是兼具斷路器和開關兩種功能的裝置。

VCB工作原理：它是利用中空中有高的耐絕緣能力和電弧的擴算作用，在被封閉的真空容器中配置動靜觸頭，通過動靜觸頭來斷開電流。VCB的操作機構箱是被螺栓固定在高壓設備箱上，操作機構箱內內置有空氣罐、電磁閥、增幅閥、操作氣缸及主操作桿等構成操作機構部，由外部信號開閉電磁閥，由此驅動增幅閥，操作氣缸，主操作桿，由絕緣操作桿來開閉斷路器部的構造。在斷路器左右配置的真空閥，與集電子單元，及與此相連接的中間機構部構成，收納在T型的絕緣支持瓷瓶內。連接斷路器部與操作機構部間的絕緣操作桿，在絕緣與高壓部電氣的同時，傳達開閉的操作力。

了解VCB閉合的條件及工作原理后，以下通過電氣原理圖及實際故障案例，進行原因分析及解決方案的探討。

2 電氣控制回路原理圖

電氣控制原理簡介：VCB閉合原理（以一單元為例）。

制動手柄投入，103線加壓→通過【VCBN】，7B線加壓→輔助氣壓在640±10 kPa（未報準備未完），ACMGVR1勵磁，常開觸點閉合，8C線加壓→無VCB斷指令，VCBOR1常閉觸點閉合，8D線加壓→VCB無遠程切除，VCBCOR常開觸點閉合，8E線加壓→牽引壓器1次電流正常，ACOCRR2常閉觸點閉合，8F加壓→牽引壓器3次電流正常，【AOCN】閉合，8G加壓→主變壓器3次接地正常，GRR3-2常閉觸點閉合，8H1加壓→無外接供電或ACK2擴展供電，ACK1閉合，8H加壓→2車CI無故障，CIFR1常開觸點閉合，若CI故障（切除相應M車，CORR常開觸點閉合）；CI接地正常，CIGRR1常閉觸點閉合，8K線加壓→3車CI無故障，CIFR1常開觸點閉合，若CI故障（切除相應M車，CORR常開觸點閉合）；CI接地正常，CIGRR1常閉閉合，8M線加壓→VCBOR2勵磁，常閉觸點閉合（見圖1）。

VCB閉合后，VCB-M通過【103→VCBN→7B→“OCTN”→7B1→VCB→7F→VCBOR2→7G→VCB-M】線路勵磁，實現VCB閉合狀態的保持。即使【牽引變壓器油流】斷路器跳閘，單元VCB也不會跳閘。

圖1 VCBOR2勵磁

3 典型故障名稱：VCB無法閉合

3.1 案例

案例一：XXX擔當的DXXXX次（XX-XX）CRH2XX9A+ 2XX5A重聯動車組，2XX501車主控，運行至XX－XXX區間（過分相后），司機發現全列VCB未閉合，全列車無電，通知隨車機械師確認故障現象：VCB紅燈亮，1、2、3、4單元紅燈亮，電氣設備紅燈亮，網壓表無網壓顯示。動車組惰行至XXX站正線2道停車后，隨車機械師與司機進行RS復位無效，換弓操作仍無效，疑接觸網無電，調度派人檢查，接觸網供電正常。為確保運行秩序，安排機車救援，到達XX站晚點2 h40 min。

案例二：XXX擔當的DXXXX次（XX-XX）CRH20XXB動車組，動車組運行至XX-XXX站過分相后，動車組全列VCB閉合狀態良好。即將過道岔行駛至側線股道（3道）停車時（公里標K655），動車組3、4單元(9～16車)突然無電。此時3、4單元VCB仍閉合良好，但00車網壓表顯示網壓為零。同時配電盤信息顯示10、14車MTR油流紅框、09、00車輔助電源裝置IVK1紅框。6：38：21，00車網壓表顯示網壓瞬間恢復到25 kV，6：38：45再次無電。

3.2 原因分析

案例一：2XX502車控制繼電器盤VCBOR3繼電器的常開觸點粘連，導致8號線（VCB斷指令線）始終得電，VCB無法閉合。

案例二：受電弓上臂與下臂連接處編導線安裝角度不符合標準，導致受電弓上升到2 600 mm時卡滯無法繼續升高，與正常值3 000 mm相差近400 mm。并且合武線的正常接觸網高度已達6 450 mm，致使動車組CRH2113B運行至墩義堂區間時13車受電弓與接觸網分離，導致3、4單元發生無網壓故障。

4 列車運行途中發生“VCB無法閉合”時操作步驟

4.1 故障現象

（1）相應單元指示燈（亮），司機臺故障指示燈（“VCB”和“電氣設備”變亮），配電盤信息畫面“VCB”、“電氣設備”、“無電壓”、“MTr油流”變紅。

（2）配電盤指示燈（不亮），主故障燈（亮）。

4.2 故障現象確認

從司機臺故障指示燈確認“VCB”紅燈亮起，相應故障單元指示燈亮起；從MON屏供電分類畫面確認無高壓電。

4.3 遠程指揮操作步驟及效果確認

（1）確認司機室NFB盤上“受電弓·VCB”斷路器ON。

（2）此斷路器是VCB控制電路從102線獲取電源，若此斷路器OFF，VCB無控制電源，7線、8線無法手動發出VCB合/斷的控制指令，VCB控制失效。

（3）確認司機室故障顯示燈“準備未完”燈滅。

（4）若此燈亮，表示控制VCB閉合的空氣壓力不足。右旋司機室控制開關盤中【輔助空氣壓縮機控制】自復位旋鈕3秒，啟動輔助空氣壓縮機打風，直到“準備未完”燈滅。

4.4 通過MON屏檢查

（1）確認VCB沒有遠程切除。

在“切除狀態”畫面中查看故障單元的VCB是否被切除，如果被切除，VCB切斷繼電器（VCBCOR）常閉斷開，VCB不能閉合。

操作：在“遠程控制切除”畫面中選擇VCB切除的單元→【VCB合】→【設定】，把VCB從遠程切除狀態中恢復。

（2）確認牽引壓器1次過電流繼電器未動作。

在“配電盤信息”中選擇故障單元車，查看【一次側過電流】狀態是否為紅色。若為紅色，表示牽引壓器1次過電流，交流過電流輔助繼電器2（ACOCRR2）常閉斷開，同時，【牽引變壓器過電流】斷路器斷開，VCB不能閉合。

操作：若發生牽引變壓器1次側過電流，則遠程切除故障單元VCB，操作ACK2擴展供電維持運行。

（3）確認是否發生3次接地故障。

在“配電盤信息”中選擇故障單元車，查看【三次側接地】狀態是否為紅色。若為紅色，表示主變壓器3次接地異常，接地預留繼電器3-2（GRR3-2)常閉斷開,VCB不能閉合。

操作：按下司機室操作臺【復位】按鈕，將3次接地的保護電路動作復位。

按“三次側接地”故障處理步驟進行操作。

（4）確認故障單元【輔助電路過電流AOCN】斷路器或【牽引變壓器油流】斷路器未跳閘。

若【輔助電路過電流AOCN】斷路器跳閘，操作【輔助電路過電流】斷路器復位無效，則應按“牽引變壓器三次側過電流163”故障操作步驟進行相應操作；正常行駛過程中，【牽引變壓器油流】斷路器跳閘不會導致相應單元VCB跳閘，但是若報“牽引變壓器油泵停止 165”故障，復位無效前提下應操作ACK2擴展供電維持運行。

（5）確認故障單元動車CI是否故障。

確認CI接觸器K斷開，查看“牽引變流器信息（編）”畫面中查看K的狀態，若M車的K閉合，則該車的接觸器預留繼電器（KRR）常閉斷開。

操作：確認“方向手柄”回零；確認CI是否報重故障，重故障（斷VCB）則切除相應動車，重新合VCB維持運行。若故障VCB仍無法閉合，則遠程切除故障單元VCB，操作ACK2擴展供電維持運行。

（6）確認ACK1常開閉合。

ACK1未閉合，VCBOR2不能勵磁，VCB不能閉合。在“供電分類”畫面中查看該單元是否進行3次電源擴展供電，如果進行了3次電源擴展供電，在“遠程控制切除”畫面中復位；在配電柜中確認“擴展供電”斷路器的狀態，如果在OFF，恢復至ON位；

（7）確認VCB斷指令線（8號線）無加壓（VCBOR3觸點粘連）。

檢查兩頭司機室操作臺【降弓】、【VCB斷】按鈕自復位是否正常；若正常則用萬用表（測電筆）測量司機室總配電柜中LJB端子8號線的電壓，正常應無電，如果8號線加壓，斷開含VCB車的動車配電柜中【真空斷路器】斷路器，然后逐個推合，每推合一個，測量8線電壓，如果推合到某車時，發現8線加壓，斷開該單元的【真空斷路器】斷路器，通過MON屏遠程切除該單元的VCB，并操作ACK2擴展供電，維持運行。

5 結論

以上分析了VCB可能出現的常見的一般故障及處理方法，隨著CRH2型動車組的不斷投入使用，一些問題也漸漸浮現，VCB無法閉合便是其中之一。為能迅速診斷并處理故障，確保動車組的運行質量，首先我們應該重視VCB的檢修質量及故障處理，其次應加強隨車機械師在途中應急處理的能力，最后也需要加強對車頂高壓設備的檢查。

責任編輯：王 華

來稿日期：2017-02-21