CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)在檢修方面的優(yōu)化

劉洋

摘要：本文主要講解CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)供電檢修方面，突出這一類型動(dòng)車與前期產(chǎn)品CRH 380A型動(dòng)車組差異。著重描述CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)改進(jìn)之后的檢修、處置所表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，所得結(jié)論僅供參考。

關(guān)鍵詞：CR400AF;動(dòng)車組;高壓系統(tǒng);檢修;優(yōu)化措施

動(dòng)車組檢修對(duì)于車組的上線運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要，可確保動(dòng)車組相關(guān)設(shè)備功能正常，車輛可靠運(yùn)行。動(dòng)車組檢修分為一級(jí)修、二級(jí)修、三級(jí)修、高級(jí)修、專項(xiàng)修等多個(gè)檢修類別，一般都是按照公里數(shù)或是檢修周期來(lái)定期維護(hù)。通過(guò)四方平臺(tái)動(dòng)車組健康監(jiān)控及專家支持系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱PHM），能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控車組狀態(tài)，分析當(dāng)前車組各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)做出調(diào)整，確保車組運(yùn)營(yíng)安全。同時(shí)為提升動(dòng)車組檢修效率，全路均在積極建設(shè)高速鐵路動(dòng)車組運(yùn)行檢修體系，且在不斷完善，實(shí)施按照“先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠”方針，強(qiáng)化動(dòng)車組檢修配置，維護(hù)設(shè)備運(yùn)行[1]。

1關(guān)于CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)組成簡(jiǎn)介

實(shí)際應(yīng)用中，CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)構(gòu)件包括：受電弓、高壓電纜接頭、避雷器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、真空斷路器+接地保護(hù)開(kāi)關(guān)、高壓電纜、電流互感器等關(guān)鍵部件組成。高壓設(shè)備連接采用高壓設(shè)備箱整體密封結(jié)構(gòu)，除受電弓和網(wǎng)側(cè)避雷器外的其他高壓設(shè)備均安裝在車下高壓設(shè)備箱內(nèi)，車頂高壓電纜采用內(nèi)絕緣直接電纜跨接。

1.1車頂

車頂位置包括：受電弓、電纜接頭、支撐絕緣子與避雷器，以下做簡(jiǎn)單介紹：

受電弓：將接觸網(wǎng)25kV高壓交流電導(dǎo)入到列車，借助氣動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)升起或降下作業(yè)。受電弓的升降是由氣囊組成的平衡系統(tǒng)控制，氣囊的壓力空氣由氣動(dòng)控制單元提供，在壓力空氣作用下氣囊伸長(zhǎng)產(chǎn)生扭矩，通過(guò)凸輪及彈性連接軸作用在下臂鉸鏈處，從而使受電弓升起支撐絕緣子：用于支撐、固定受電弓弓體，一般在3車輛、6車輛車頂與受電弓安之間安裝。同時(shí)，受電弓采用先導(dǎo)主動(dòng)控制技術(shù)，以列車速度和受電弓位置參數(shù)為依據(jù)，通過(guò)電控集成的控制模塊對(duì)受電弓氣囊壓力進(jìn)行主動(dòng)控制，進(jìn)而間接的控制受電弓與接觸網(wǎng)之間的接觸壓力。

電纜及電纜接頭：電纜組件的絕緣材質(zhì)為瑞侃高分子材料聚合物，3、6車車頂至車下高壓設(shè)備箱的電纜組件一頭為剛性終端，一頭為半剛性終端，半剛性終端位于車頂與受電弓弓體連接，剛性終端位于車下固定于高壓設(shè)備箱。

車下關(guān)鍵部件包括：電壓互感器、接地開(kāi)關(guān)、支路電流互感器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、網(wǎng)側(cè)電流互感器、避雷器、真空斷流器，簡(jiǎn)介如下：

高壓隔離開(kāi)關(guān)：它的主要作用是優(yōu)化配置25kV電路內(nèi)高壓設(shè)備的運(yùn)行工況，當(dāng)高壓設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能將故障高壓?jiǎn)卧綦x，維持動(dòng)車組運(yùn)行。

接地開(kāi)關(guān)：高壓系統(tǒng)設(shè)備檢修時(shí)，將車上斷路器兩側(cè)的主回路接地從而確保作業(yè)安全。

真空斷路器（VCB）：在被封閉的真空容器中配置動(dòng)靜觸頭、通過(guò)動(dòng)靜觸頭，利用真空中有高的耐絕緣能力和電弧的擴(kuò)散作用來(lái)斷開(kāi)電流。

電流互感器：檢測(cè)網(wǎng)側(cè)、變壓器原邊、副邊電流，將數(shù)值傳輸?shù)絋CU。

電壓互感器：主要測(cè)量網(wǎng)側(cè)電壓數(shù)值，將25kV網(wǎng)側(cè)電壓轉(zhuǎn)換為低電壓信號(hào)，反饋至牽引變流器內(nèi)部。

部分關(guān)鍵部件的性能情況詳見(jiàn)下表：

2CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2.1高壓系統(tǒng)檢修優(yōu)化

2.1.1減少高壓設(shè)備箱數(shù)量

CR400AF型與CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組對(duì)比，高壓設(shè)備箱從最初的3個(gè)轉(zhuǎn)換為2個(gè)，縮減了裙底板拆裝、將車底高壓設(shè)備箱打開(kāi)，能夠?qū)⑷粘z修量降低，避免出現(xiàn)接地故障、漏裝故障。

2.1.2優(yōu)化車頂設(shè)備解耦股，并減少車頂設(shè)備

CR400AF型動(dòng)車組車頂，僅僅放置了受電弓、網(wǎng)側(cè)避雷器，其他高壓設(shè)備集中安裝在車下高壓設(shè)備箱之內(nèi)。與傳統(tǒng)CRH380A型動(dòng)車組相對(duì)比，受電弓、高壓隔離開(kāi)關(guān)、避雷器、EGS保護(hù)接地開(kāi)關(guān)均集中安裝在車頂，可將高壓隔離開(kāi)關(guān)、EGS保護(hù)接地開(kāi)關(guān)被打擊可能性降到最低[2]。在檢修過(guò)程中，能夠目視檢查EGS保護(hù)接地開(kāi)關(guān)與高壓隔離開(kāi)關(guān)，同時(shí)，取消了高壓隔離開(kāi)關(guān)刀夾、EGS保護(hù)接地開(kāi)關(guān)刀夾自由狀態(tài)下，兩彈簧片間距測(cè)量工作。

2.2優(yōu)化CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)在故障處置

2.2.1精細(xì)化受電弓控制檢測(cè)

CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組選擇的是被動(dòng)控制受電弓升降，CR400AF型動(dòng)車組受電弓為主動(dòng)控制/閉環(huán)控制，可實(shí)現(xiàn)更加設(shè)備檢測(cè)，可提升弓網(wǎng)接觸力，并實(shí)現(xiàn)精細(xì)化調(diào)控，將受流性能提升，確保弓網(wǎng)接觸柔順性，以此避免受電弓、高壓線纜拉弧、電火花問(wèn)題出現(xiàn)。不僅如此，精細(xì)化的信息反饋，能夠簡(jiǎn)潔化查找故障項(xiàng)點(diǎn)。

2.2.2減少真空斷路器動(dòng)作次數(shù)

CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組，每次過(guò)分相需要真空斷路器的同時(shí)動(dòng)作（3個(gè)同時(shí)動(dòng)作1次）。CR400AF型動(dòng)車組每次過(guò)分相僅需要1個(gè)真空斷路器動(dòng)作1次，以此將斷路器的使用壽命提升，降低真空斷路器故障發(fā)生率。與傳統(tǒng)CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組對(duì)比，可將故障發(fā)生率降低，同時(shí)減少排查工作量。

2.2.3改變避雷器安裝位置

CR400AF型動(dòng)車組避雷針位置，從原本VCB后面調(diào)整到真VCB前面，提升了雷擊過(guò)電壓防護(hù)性能。如此會(huì)減少雷擊導(dǎo)致的設(shè)備損壞，從而減少故障設(shè)備更換的作業(yè)量。

總結(jié)

本論文通過(guò)對(duì)比分析CR400AF型、CRH380A統(tǒng)型動(dòng)車組，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)要結(jié)構(gòu)、再到使用環(huán)境進(jìn)行介紹。借助結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理與試驗(yàn)驗(yàn)證狀況，重點(diǎn)突出CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)優(yōu)化后的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]萬(wàn)成.淺談動(dòng)車組高壓電氣系統(tǒng)的檢修方法及其優(yōu)化[J].鐵道機(jī)車車輛，2020，40（S1）：16-18.

[2]彭偉.CR400AF型動(dòng)車組高壓系統(tǒng)在檢修方面的優(yōu)化[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（05）：41.