四方平臺CR400AF型動車組遠程監(jiān)控常見故障分析與處理

滕明濤　王水源　李思言　李飛　李娟

摘? 要：隨著我國高鐵技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的復(fù)興號動車組列車投入運營。為確保動車組列車安全可靠運行，鐵路部門建立了故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)傳輸功能實時監(jiān)控動車組列車關(guān)鍵部件的狀態(tài)。本文介紹了目前常用的動車組遠程監(jiān)控系統(tǒng)，以四方平臺CR400AF型復(fù)興號動車組為例，針對遠程監(jiān)控中常見的在線直流絕緣監(jiān)測及空調(diào)故障，分析故障的具體原因，并結(jié)合故障原因說明現(xiàn)場處理措施。

關(guān)鍵詞：四方平臺 ?高速動車組 ?遠程監(jiān)控 ?故障處理

1? 動車組故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)簡介

目前，復(fù)興號動車組的運行速度高達350 km/h，對列車的安全運行提出了更高的要求。因此，在確保動車組安全穩(wěn)定運行下，完善動車組檢修運用體系是動車組運營和制造單位十分關(guān)注的課題^[1]。近年來，隨著計算機通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、信息處理技術(shù)以及傳感技術(shù)等眾多領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展，鐵路有關(guān)部門建立了動車組故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)（Prognositic and Health Manage-ment，簡稱PHM）^[2]。動車組PHM系統(tǒng)匯集五大類數(shù)據(jù)，包括動車組新造、運用檢修、檢測、監(jiān)測和環(huán)境。利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和PHM模型，實現(xiàn)動車組海量數(shù)據(jù)的智能化處理和分析，實現(xiàn)對動車組運行狀態(tài)實時監(jiān)測、重點故障預(yù)警預(yù)測、健康評估、決策支持以及運維管等功能，為動車組故障處理、狀態(tài)維修以及修程修制優(yōu)化提供輔助決策支持^[3]。

2? 四方平臺CR400AF型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)簡介

CR400AF型動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（簡稱TCMS）通過貫穿列車的總線實現(xiàn)信息傳輸，集中管理車輛運行和車載設(shè)備動作的相關(guān)信息。TCMS具有五大功能：信息傳輸、邏輯控制、屏幕顯示、故障診斷和用戶支持^[4]。

標(biāo)準(zhǔn)動車組由 8 輛編組組成，同時具備兩列重聯(lián)編組的能力，整列動車組分為兩個單元，每 4 節(jié)車廂為一個單元。動車組的通信網(wǎng)絡(luò)劃分為兩級：車輛級和列車級，車輛級采用 MVB總線，列車級采用 WTB 總線^[5]。列車級還采用以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)貫穿全車，以太網(wǎng)主要承擔(dān)維護、檢修以及信息化功能。智能設(shè)備（包括中央控制單元、牽引制動單元、輔助控制單元和車載無線傳輸?shù)龋┚捎靡蕴W(wǎng)連接到交換機上。車載無線傳輸設(shè)備（WTD）采集和處理動車組運行期間的故障信息通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實時發(fā)送至地面服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，使地面服務(wù)器能夠接收到動車組各設(shè)備的運行信息，并將其發(fā)送給鐵路運用維修部門，以便對動車組進行有效的監(jiān)控和管理，及時處理動車組故障^[6]。

3? 四方平臺CR400AF型動車組遠程監(jiān)控常見故障分析及處置

以某動車所配屬的CR400AF型動車組為樣本，對動車組運用過程中遠程監(jiān)控重點故障進行分析。2020年1月至2020年10月，該動車所共計發(fā)生在線直流絕緣監(jiān)測故障4件、空調(diào)故障故障8件。

3.1? CR400AF型動車組在線直流絕緣監(jiān)測故障遠程監(jiān)控及處置

3.1.1在線直流監(jiān)測裝置簡介

CR400AF動車組在線直流監(jiān)測裝置裝配于5車組合配電柜中，通過監(jiān)測102A線對地絕緣值與100C線對地絕緣值來判斷貫穿整車102線、103線、115線及110V-線的對地絕緣狀況，其中102線、103線、115線通過充電機中Batk1、Btak2接觸器的斷合來實現(xiàn)線與線之間的導(dǎo)通。102線主要負載為輔助空壓機、配電柜照明等，103線主要負載為軸溫/失穩(wěn)主機、無線傳輸裝置、視頻監(jiān)控、車體平穩(wěn)性、空調(diào)控制器、煙火報警、自動過分相裝置等，105線主要負載為無線上網(wǎng)系統(tǒng)、開水爐控制、客室照明及裝飾燈、逆變電源、主空壓機控制等。

當(dāng)在線直流監(jiān)測裝置檢測到正線（102、103、115線）對地絕緣值小于20±5KΩ時，正線較差指示燈亮黃。當(dāng)正線對地絕緣值小于2±1KΩ時，正線報警燈亮紅。當(dāng)在線直流絕緣監(jiān)測裝置檢測到負線（110V-）對地絕緣值小于20±5KΩ時，負線較差燈亮黃。當(dāng)負線對地絕緣值小于2±1KΩ時，負線報警燈亮紅。工作原理如圖2所示。

3.1.2在線直流監(jiān)測裝置故障遠程監(jiān)控及處置

故障現(xiàn)象：在線直流監(jiān)測裝置指示燈亮黃燈或者紅燈，遠程監(jiān)控PHM系統(tǒng)報在線直流絕緣監(jiān)測故障。舉例：2020年9月17日，某CR400AF動車組5車在線直流絕緣監(jiān)測裝置正線報警（紅）燈亮。

故障原因：當(dāng)動車組出現(xiàn)102線、103線、115線及110V-線對地絕緣不良時，遠程監(jiān)控PHM系統(tǒng)報出：“在線直流絕緣監(jiān)測報警”。

處理方法：動車組分別在斷電和供電情況下，對每一節(jié)車廂的相關(guān)負載空開進行一一斷開，直到在線直流絕緣監(jiān)測報警燈熄滅，確認該負載接線存在絕緣不良，進行絕緣或者更換處理。

3.2? CR400AF型動車組空調(diào)故障遠程監(jiān)控及處置

3.2.1空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)簡介

CR400AF動車組客室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)主要由空調(diào)機組、廢排裝置、壓力保護系統(tǒng)以及風(fēng)道系統(tǒng)等部分組成^[7]。客室空調(diào)機組具有制冷、制熱、提供新風(fēng)及送/回風(fēng)等功能;廢排裝置的作用是向車外排出廢氣;壓力保護系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車內(nèi)壓力波動平緩，達到壓力保護的目的;風(fēng)道能實現(xiàn)車內(nèi)各區(qū)域送風(fēng)、回風(fēng)。

3.2.2 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)常見故障遠程監(jiān)控及處置

3.2.2.1 客室溫度傳感器故障

故障現(xiàn)象：客室空調(diào)本控屏顯示該車溫度異常，遠程監(jiān)控故障車廂客室溫度遠高于其他車廂。舉例：2020年2月15日，某CR400AF動車組運行途中15車空調(diào)本控屏顯示客室溫度傳感器3為51.4℃，溫度傳感器1/2/4溫度分別16.9℃、16.9℃和17.6℃，客室目標(biāo)為22℃，車廂溫度31℃，客室溫度傳感器3顯示異常。

故障原因：傳感器線路故障或傳感器自身故障。

處理方法：更換空調(diào)溫度傳感器

3.2.2.2 客室電加熱故障

故障現(xiàn)象：客室無法加熱，遠程監(jiān)控PHM系統(tǒng)報客室無法加熱、空調(diào)主斷路器斷開。舉例：2020年2月1日，某CR400AF動車組5車空調(diào)本控屏報空調(diào)主斷路器CB2斷開，客室無法加熱。

故障原因：空調(diào)機組電加熱內(nèi)部短路或空調(diào)主斷路器故障。

處理方法：更換空調(diào)機組電加熱或斷路器。

3.2.2.3 空調(diào)新風(fēng)溫度傳感器故障

故障現(xiàn)象：新風(fēng)溫度傳感器檢測溫度異常，遠程監(jiān)控PHM系統(tǒng)檢索發(fā)現(xiàn)空調(diào)新風(fēng)溫度傳感器故障。舉例：2020年6月3日，遠程檢索發(fā)現(xiàn)某CR400AF動車組02車報空調(diào)新風(fēng)溫度傳感器故障，查看空調(diào)本控屏新風(fēng)溫度為58.1℃，明顯高于室溫。

故障原因：溫度傳感器內(nèi)部感溫回路出現(xiàn)異常，溫度傳感器短路、斷路，溫度傳感器內(nèi)部進入潮氣導(dǎo)致電阻值偏小。

處理方法：測量空調(diào)新風(fēng)溫度傳感器阻值，發(fā)現(xiàn)異常更換處理。

4? 結(jié)論

本文對動車組PHM網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進行簡單介紹，針對CR400AF型動車組實際應(yīng)用過程中發(fā)生的在線直流絕緣監(jiān)測故障及空調(diào)故障的處置方法進行總結(jié)，為后續(xù)故障有效處置提供了參考。

參考文獻

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[7]劉渠海，張玉剛.復(fù)興號動車組空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化及應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（21）：52.