宋加慶

(株洲時菱交通設(shè)備有限公司，湖南 株洲 412007)

一、緒論

在牽引電機等電氣設(shè)備中，絕緣材料是最為薄弱的環(huán)節(jié)。絕緣材料的性能尤其容易受到高溫、潮濕環(huán)境的影響而加速老化并損壞。廣州地鐵車輛由于受到當(dāng)?shù)爻B(tài)的炎熱、潮濕環(huán)境的影響，尤其是在悶熱的雨天，其牽引電機故障頻發(fā)，絕大多數(shù)是由于電機的絕緣性能遭到破壞引起的。

二、故障現(xiàn)象

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

三、故障調(diào)查

(一)故障信息調(diào)查

故障車輛處于半年檢修程作業(yè)階段，故障發(fā)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(jīng)過檢修后已經(jīng)通過了各項檢查。下載故障編組車的列車管理系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，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(tǒng)故障數(shù)據(jù)

圖2 06B025車VVVF故障數(shù)據(jù)

根據(jù)列車管理系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)確定故障車號為06B025車后，下載相應(yīng)的VVVF故障記錄，發(fā)現(xiàn)06B025車有接地故障信息。圖2。

(二)故障數(shù)據(jù)分析

VVVF接地故障的檢測原理為：當(dāng)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(shù)據(jù)顯示，發(fā)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(diào)查過程

根據(jù)牽引系統(tǒng)主電路圖，使用逐一排查法，對可能導(dǎo)致故障的部位進行檢測。

圖4 牽引系統(tǒng)主電路圖

圖5 LIM2電機線圈處的水珠

1.對牽引變流器的調(diào)查

打開VVVF箱蓋，未發(fā)現(xiàn)有異味，箱體內(nèi)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(fā)現(xiàn)絕緣阻值僅有約3兆歐，正常值應(yīng)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(fā)現(xiàn)阻值約200兆歐，符合要求。初步判斷VVVF負(fù)載電路絕緣不良。

2.對牽引電機的調(diào)查

分別目視檢查直線電機LIM1、LIM2、LIM3、LIM4，均未發(fā)現(xiàn)表面有燒損點。但在檢查LIM2時，發(fā)現(xiàn)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(yīng)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(dāng)時測得的電機絕緣電阻值均大于1000兆歐。

四、故障結(jié)論和處理措施

此次接地故障發(fā)生在車庫內(nèi)，TMS數(shù)據(jù)顯示故障發(fā)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(diào)查時確認(rèn)06A025車二架電機對地絕緣值低于標(biāo)準(zhǔn)值推測，故障原因應(yīng)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(dǎo)致了主電路接地故障的發(fā)生。

025026編組車是半年檢車輛，在庫內(nèi)試車前已經(jīng)停止運行了有一周的時間。故障發(fā)生時環(huán)境濕度大于80%，電機的絕緣性能應(yīng)該是受此影響出現(xiàn)了嚴(yán)重的下降。由于電機表面未發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)干燥狀態(tài)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(jié)語

電氣牽引系統(tǒng)設(shè)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(yīng)對易被環(huán)境影響而造成絕緣低下的設(shè)備和部件予以特別關(guān)注。廣州地區(qū)常年多處于潮濕狀態(tài)，為避免天氣原因?qū)е孪嗤墓收?，對于因年檢、半年檢、鏇輪等導(dǎo)致連續(xù)數(shù)天不能上電，或其它原因?qū)е码姍C表面有水漬的列車，應(yīng)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(yīng)在動車前給予足夠的上電熱備時間。

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