廣州地鐵6號線牽引變流器接地故障原因分析

宋加慶

(株洲時菱交通設備有限公司，湖南 株洲 412007)

一、緒論

在牽引電機等電氣設備中，絕緣材料是最為薄弱的環節。絕緣材料的性能尤其容易受到高溫、潮濕環境的影響而加速老化并損壞。廣州地鐵車輛由于受到當地常態的炎熱、潮濕環境的影響，尤其是在悶熱的雨天，其牽引電機故障頻發，絕大多數是由于電機的絕緣性能遭到破壞引起的。

二、故障現象

2016年1月29日，檢修人員在庫內對廣州地鐵6號線025026編組檢車時，06B025車發生了牽引變流器(后續用簡稱VVVF表述)嚴重故障、接地故障，并引起庫內高壓電源跳閘斷電。恢復供電后，檢修畫面顯示故障無法消除。

三、故障調查

(一)故障信息調查

故障車輛處于半年檢修程作業階段，故障發生時刻為車輛檢修后首次通高壓電進行牽引試車時，之前車輛經過檢修后已經通過了各項檢查。下載故障編組車的列車管理系統故障數據后發現，06B025車報有接地故障信息(故障代碼6234，故障簡稱DFD)。圖1。

圖1 列車管理系統故障數據

圖2 06B025車VVVF故障數據

根據列車管理系統故障數據確定故障車號為06B025車后，下載相應的VVVF故障記錄，發現06B025車有接地故障信息。圖2。

(二)故障數據分析

VVVF接地故障的檢測原理為：當VVVF的輸入電流與輸出電流的差值在100A以上時，即差動電流ID大于100A時，VVVF將會報接地故障。下載的VVVF故障數據顯示，發生故障時母線電流IS瞬間上升到了約2000A，差動電流ID瞬間上升至約1000A。圖3。

圖3 故障時的母線電流和差動電流

(三)故障調查過程

根據牽引系統主電路圖，使用逐一排查法，對可能導致故障的部位進行檢測。

圖4 牽引系統主電路圖

圖5 LIM2電機線圈處的水珠

1.對牽引變流器的調查

打開VVVF箱蓋，未發現有異味，箱體內各模塊外觀無異常，無碎片。用萬用表測量各電阻值，均符合要求。隨后用兆歐表測量VVVF主電路的絕緣電阻，發現絕緣阻值僅有約3兆歐，正常值應大于10兆歐。斷開VVVF輸出后，再次測量VVVF主電路的絕緣電阻，發現阻值約200兆歐，符合要求。初步判斷VVVF負載電路絕緣不良。

2.對牽引電機的調查

分別目視檢查直線電機LIM1、LIM2、LIM3、LIM4，均未發現表面有燒損點。但在檢查LIM2時，發現電機線圈處有很多水珠，如圖5。測量其對地絕緣電阻值小于2兆歐，正常情況下，電機對地的絕緣電阻值應不小于3兆歐。測量其它3臺電機，絕緣阻值均在20兆歐左右。

對025026編組車的電機絕緣電阻值進行追蹤，其最近一次測量記錄為2015年6月2日車輛年檢時，當時測得的電機絕緣電阻值均大于1000兆歐。

四、故障結論和處理措施

此次接地故障發生在車庫內，TMS數據顯示故障發生時刻處于車輛剛剛牽引時(VVVF為牽引指令，車輛速度為0KM/Hr)。由故障調查時確認06A025車二架電機對地絕緣值低于標準值推測，故障原因應該是由于電機的絕緣不良，在給VVVF通高壓電啟動時，絕緣值進一步降低，導致了主電路接地故障的發生。

025026編組車是半年檢車輛，在庫內試車前已經停止運行了有一周的時間。故障發生時環境濕度大于80%，電機的絕緣性能應該是受此影響出現了嚴重的下降。由于電機表面未發現燒損點，僅是絕緣電阻偏小，在將電機進行干燥后再測量電機絕緣阻值，發現干燥狀態下電機阻值仍然小于正常值(3兆歐)，最終判斷為電機燒損。更換電機后，故障排除。

五、結語

電氣牽引系統設備絕緣性能的好壞直接影響到車輛的安全、可靠運行，在進行車輛維修和正常的檢修時，應對易被環境影響而造成絕緣低下的設備和部件予以特別關注。廣州地區常年多處于潮濕狀態，為避免天氣原因導致相同的故障，對于因年檢、半年檢、鏇輪等導致連續數天不能上電，或其它原因導致電機表面有水漬的列車，應先干燥電機，測量電機阻值無異常后，再進行動車試驗。其它車輛也應在動車前給予足夠的上電熱備時間。

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