動車組軸溫傳感器絕緣不良接地故障原因分析及整治防控措施探討

孫 偉 姜海青

青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司 山東 青島 266111

1 故障描述

CRH1A-A 型動車組投入運行以來,發(fā)生了多例軸溫傳感器內部熔斷絲接地故障,此類故障會造成BMS熔斷絲監(jiān)控回路斷開,從而導致列車自動施加緊急制動停車,對車組的運用秩序造成較大干擾。

2 原因分析

2.1 故障原理 CRH1A-A 型動車組的軸溫傳感器采用PT1000鉑熱電阻測量溫度,作為傳感器的一項冗余安全措施,傳感器內部還安裝有熔斷絲,熔絲組成硬線安全回路。CRH1A-A 型動車組整列及單車BMS熔斷絲回路分別如圖1、圖2所示。對于單個車輛,BMS回路由25-F2斷路器供電,若回路正常,則BMS回路狀態(tài)繼電器25-K1/25-K2吸合,其中,一組觸點通過82-A09模塊(數(shù)字入/出模塊)反饋給列車控制系統(tǒng)(TCMS)BMS單車回路狀態(tài)正常,另一組觸點連通整列的BMS 回路。當各車輛的BMS 回路形成,整列的BMS回路才能正常。

當某軸溫傳感器內熔斷絲對外殼絕緣不良造成接地短路時,會引起單車BMS控制箱內25-F2斷路器跳閘,單車BMS回路狀態(tài)繼電器25-K1/25-K2失電,并引起整列BMS回路斷開,由于25-K3/K4繼電器失電,其輔助觸點斷開緊急制動EB 回路,列車控制系統(tǒng)自動施加緊急制動EB停車。

圖1 整列BMS回路

圖2 單車BMS回路

2.2 故障件分析 將發(fā)生此類故障的溫度傳感器返回供應商進行了分解檢查,檢查發(fā)現(xiàn)有兩種故障模式：

(1)熔斷絲元件對傳感器探頭管壁接地(見圖3)。

(2)熔斷絲線纜在銅座連接處被磨破(見圖4),導致線纜絕緣不合格,金屬導體與固定座搭接,造成接地短路,從而導致車組運行中BMS控制箱內斷路器跳閘,并引起緊急制動施加。

3 整治及防控措施

為了解決軸溫傳感器絕緣不良造成接地的問題,公司已組織供應商完成了兩次生產工藝改進。

第一次工藝改進：對傳感器內部的熔斷絲元件增加了絕緣防護,銅座內注膠對線纜進行固定,同時增加了金屬壁去除毛刺的要求。改進后的效果見圖5。

圖3 熔斷絲元件對探頭管壁接地

圖4 熔斷絲線纜在銅座連接處被磨破

第二次工藝改進：在電纜接頭密封螺栓處加裝了的橡膠套管,起到導線與電纜接頭間的軟隔離。改進后的效果見圖6。

圖5 第一次工藝改進后的效果

圖6 第二次工藝改進后的效果

因上述兩次工藝改進實施時,車組已部分交付。對于這些在實施改進之前已裝車的軸溫傳感器,為了對此故障進行有效防控,公司采取了如下防控措施：

(1)車組高級修時,對所有軸溫傳感器進行絕緣檢測；

(2)對第二次工藝改進之前的軸溫傳感器結合運用修進行了一次絕緣檢測。

4 整治及防控效果

動車組的軸溫傳感器實施了上述兩項工藝改進并采取絕緣檢測防控措施后,車組后續(xù)運用過程中未再發(fā)生同類故障。