黃繼林，李永柳

（南寧局集團(tuán)公司南寧車輛段，1、高級(jí)工程師，2、助理工程師，廣西 南寧 530001）

近年來因動(dòng)車組蓄電池故障造成列車嚴(yán)重晚點(diǎn)、影響鐵路運(yùn)輸秩序的問題時(shí)有發(fā)生。南寧鐵路局南寧車輛段結(jié)合全局配屬CRH2A/380A統(tǒng)型動(dòng)車組實(shí)際情況，以動(dòng)車組出現(xiàn)蓄電池虧電后如何及時(shí)處置為研究課題，重點(diǎn)就動(dòng)車組檢修、運(yùn)用中可能出現(xiàn)的直流電源故障提出了應(yīng)對(duì)措施。

1 蓄電池配置及電路原理分析

1.1 蓄電池配置CRH2A/380A統(tǒng)型動(dòng)車組用堿性蓄電池分為控制、應(yīng)急和列車無線共用，全車電池系統(tǒng)由6組組成，公稱電壓DC86.4V。2、7號(hào)車各裝有一組蓄電池，3、5車號(hào)車各裝有兩組蓄電池。在無高壓電情況下，滿足輔助設(shè)備工作90min以上的容量，當(dāng)來自動(dòng)車組外部的供電停止應(yīng)急供電時(shí)，通過蓄電池能夠向車廂內(nèi)照明、廣播系統(tǒng)、前后車外部標(biāo)識(shí)燈等裝置提供120min以上的供電。圖1為蓄電池配置局部電路系統(tǒng)圖。

圖1 蓄電池配置局部電路系統(tǒng)圖（03車）

1.2 檢測(cè)回路原理分析蓄電池電壓檢測(cè)回路局部電路如圖2所示。蓄電池102回路通過BatN2斷路器等完成閉環(huán)檢測(cè)回路。動(dòng)車組投入主控后，主控單元蓄電池向105（全列貫通）供電，繼而使03、05、07車蓄電池接觸器BatK1閉合，此時(shí)全列蓄電池向103供電。若電壓檢測(cè)器監(jiān)測(cè)到蓄電池電壓異常下降（低于DC77V），使BatN2斷路器斷開，蓄電池停止向負(fù)載供電，防止蓄電池虧電。蓄電池初始直流電源檢測(cè)關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋築at（蓄電池單位）→102 A→BatN2（檢測(cè)電源未低于DC77V時(shí)閉合）→102線→BatVDN2(電壓檢測(cè)器斷路器)→102AA線→BatVD(電壓檢測(cè)器)→102AC線→BatTD(時(shí)間檢測(cè)繼電器)→102AD線→BatVDR（得點(diǎn)觸點(diǎn)閉合）→BatN2,完成蓄電池直流電初始直流電壓檢測(cè)。

圖2 蓄電池電壓檢測(cè)回路局部電路系統(tǒng)圖

1.3 102回路原理分析102最初由蓄電池直接提供公稱DC86.4V電壓。當(dāng)動(dòng)車組完成受電弓升弓供電取流，主斷路器（VCB）閉合，輔助電源裝置（APU）正常工作后，由通過蓄電池接觸器BatK1常開觸點(diǎn)將102線與103線接通，蓄電池通過輔助整流器（ARf）輸出的DC100V電源對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。102線以〔T1c-1，M1-2〕、〔M2-3，T2-4〕、〔T3-5，M 3-6〕、〔M4-7，T4c-8〕組成直流取電單元。在車組投入主控上電前，各自由本單元蓄電池提供直流電，主控取后，通過BatK1觸點(diǎn)接通103線，貫通全列車組控制用電設(shè)備。

1.4 103B加壓回路原理分析為考慮在應(yīng)急情況下一些必要設(shè)備能正常工作，動(dòng)車組在兩車頭及客室內(nèi)設(shè)有應(yīng)急轉(zhuǎn)換用設(shè)備，在非正常情況下可通過操作相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)應(yīng)急照明燈等用電設(shè)備工作，包括標(biāo)志燈、應(yīng)急燈、廣播系統(tǒng)以及刮雨器等。在動(dòng)車組無投主控取電情況下可通過操作相關(guān)應(yīng)急取電 ，關(guān) 聯(lián) 順 序 為 ：102線 →BatKCN→102E→RrLpCgS→170線→RrLpCgN→RrLpCgK(得電常開觸點(diǎn)閉合)→103B線加壓→應(yīng)急用電設(shè)備。實(shí)現(xiàn)非正常情況下直接取蓄電池組電源對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電。103B加壓局部電路系統(tǒng)見圖3。

圖3 103B加壓局部電路系統(tǒng)圖

1.5 172F線加壓電原理分析動(dòng)車組在每節(jié)車廂設(shè)有應(yīng)急通風(fēng)設(shè)備。在應(yīng)急情況下通過啟動(dòng)應(yīng)急通風(fēng)設(shè)備，在一定程度上可提高客室空氣流動(dòng)性，防止發(fā)生旅客因車內(nèi)空氣流動(dòng)不暢導(dǎo)致胸悶現(xiàn)象發(fā)生。關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋?02線→EVCN（應(yīng)急通風(fēng)控制）→EVCS（EVOS）應(yīng)急蓄電池合/斷→172（172C）→EVCKN（EVORN）應(yīng)急通風(fēng)控制斷路器→EVCR（EVOR）→應(yīng)急通風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急通風(fēng)機(jī)投入工作與停機(jī)控制。圖4為172F線局部電路系統(tǒng)圖。

圖4 172F線局部電路系統(tǒng)圖

2 故障現(xiàn)象分析

從上述直流電源取電、應(yīng)急設(shè)備取電原理分析可以看出，動(dòng)車組蓄電池發(fā)生虧電原因是多方面的，需要根據(jù)不同的因素進(jìn)行分析及采取不同的措施，確保出現(xiàn)類似故障時(shí)能及時(shí)果斷處置。

2.1 蓄電池虧電現(xiàn)象分析

2.1.1 主控車蓄電池單元虧電 在主控車發(fā)生蓄電池虧電或電壓檢測(cè)器故障投入主控取電的情況下，由于取電由主控端蓄電池單元供電，當(dāng)電壓不能滿足取電時(shí)，由于BatVD(電壓檢測(cè)器)檢測(cè)到低于欠壓保護(hù)值（低于DC77V）動(dòng)作，斷開本單元BatN2斷路器，車組無法取電。運(yùn)行途中若主控車BatN2跳閘，會(huì)造成105線失電，5min后全列通風(fēng)機(jī)停止，牽引無流。若動(dòng)車組進(jìn)入過分相區(qū)段時(shí)，VCB斷開，主控端由于蓄電池虧電或電壓檢測(cè)器故障，使BatN2斷路器跳閘，全列105線失電導(dǎo)致BatK1接觸器無法保持，103線失電，全列斷電觸發(fā)緊急制動(dòng)UB，且因全列BCU失電，動(dòng)車組無法進(jìn)行防滑控制，若高速運(yùn)行時(shí)發(fā)生此問題，可能造成全列輪對(duì)擦傷現(xiàn)象。

2.1.2 中間車蓄電池單元虧電 8輛標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組分別在3、5車各配備并聯(lián)式的2組蓄電池組。當(dāng)蓄電池組出現(xiàn)虧電時(shí)，蓄電池電壓檢測(cè)監(jiān)測(cè)到蓄電池電壓低于77V時(shí)，斷開本單元BatN2斷路器，蓄電池停止向本單元用電設(shè)備提供直流電源，本單元102線失電。由于4、6車置有ACM、VCB及Pan裝置，除出現(xiàn)前述部分故障，在102線失電后，由于102線為輔助空氣壓縮機(jī)供電，102線失電導(dǎo)致輔助空氣壓縮機(jī)中ACMGV風(fēng)壓檢測(cè)裝置失電，主故障顯示屏報(bào)出“準(zhǔn)備未完”，風(fēng)壓檢測(cè)開關(guān)無法閉合，使得ACMGVR1觸點(diǎn)斷開，7B線與8C線處于斷路狀態(tài)，從而斷開單VCB。PanUV失電，受電弓自動(dòng)降弓。同時(shí)因102線失電，BatK2無法得電，導(dǎo)致103無法向115線供電，伴隨出現(xiàn)本單元空調(diào)、客室燈不能工作。

2.2 電壓檢測(cè)器故障現(xiàn)象分析電壓檢測(cè)器主要功能作用是在蓄電池虧電或欠壓（低于77V）情況下斷開BatN2斷路器，禁止向設(shè)備供電，保護(hù)了電氣設(shè)備在低壓下通電及保護(hù)蓄電池自身過度放電。當(dāng)電壓檢測(cè)器自身存在異?，F(xiàn)象時(shí)，可能出現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)作等現(xiàn)象。簡(jiǎn)要控制邏輯為：電壓檢測(cè)器自身異常→BatN2斷路器動(dòng)作→全列105線失電→全列BatK1失磁→VCB斷開情況下，全列103線失電→全列車組緊急制動(dòng)。

2.3 其他相關(guān)電氣元件分析在直流電源取電閉環(huán)回路中，涉及到較為復(fù)雜的控制元件，如蓄電池接觸器、控制繼電器時(shí)間繼電器、各操作開關(guān)旋鈕故障等，都可能引起蓄虧損或不能正常取電。如EVCS（EVOS）應(yīng)急蓄電池合/斷旋鈕異常，易造成車組在無上主控的情況下應(yīng)急通風(fēng)機(jī)持續(xù)工作，蓄電池過度放電和出現(xiàn)虧電等情況。

3 應(yīng)對(duì)措施

3.1 隔離電壓檢測(cè)器投入主控，如司機(jī)室直流電壓表無直流電壓顯示，檢查司機(jī)室蓄電池接觸器斷路器、2車或7車組合配電柜〖直流電源2〗、〖蓄電池接觸器〗、〖電壓表〗斷路器閉合狀態(tài)。若斷路器斷開則閉合，若〖直流電源2〗斷路器無法閉合，檢查電壓檢測(cè)器BatVDN斷路器外觀狀態(tài)是否有變色、接線是否有松動(dòng)等現(xiàn)象，然后嘗試將電壓檢測(cè)器斷路器斷開，閉合BatN2斷路器，投入主控取電，如取電正常，判斷為電壓虧電或檢測(cè)器作用不良引起。操作升弓供電，待APU工作正常向蓄電池充電，觀察司機(jī)室直流電壓表顯示電壓87V以上，可嘗試恢復(fù)BatVD(電壓檢測(cè)器)或維持現(xiàn)狀。

3.2 應(yīng)急升弓取電若為中間車蓄電池單元虧電，可嘗試隔離電壓檢測(cè)器斷路器，閉合BatN2斷路器，采用便捷式應(yīng)急升弓電源升弓取電。若為頭車其中一端蓄電池單元虧電，可通過到04車或05車（CRH 380A為05車或06車），打開組合配電柜門，將車端解除開關(guān)打到〖解除位〗或閉合主控端司機(jī)室總配電盤中應(yīng)急短接開關(guān)102B-110、102B-111排，受電弓升起正常供電后，恢復(fù)04車或05車（CRH380A為05車或06車）車端解除開關(guān)或主控端應(yīng)急短接開關(guān)102B-110、102B-111排。如車組在運(yùn)用狀態(tài)，防止因換端后主控單元BatN2斷路器斷開造成全列斷電觸發(fā)緊急制動(dòng)，可強(qiáng)制通過非虧電端頭車蓄電池給105線加壓，避免主控端單元蓄電池BatN2斷路器跳閘造成的全列105線失電，引發(fā)牽引無流及緊急制動(dòng)。

3.3 103B線和172F線異常加壓103B線、172F線一般在應(yīng)急或特殊情況下加壓取電，即在車組無上主控情況下的應(yīng)急取電，以滿足某些必要設(shè)備工作。從電路關(guān)聯(lián)原理分析，導(dǎo)致103B線、172F線異常加壓的情況主要原因?yàn)镽rLpCgS（應(yīng)急燈切換）旋鈕、EVCS（應(yīng)急通風(fēng)合）旋鈕處于閉合位。103B線、172F線異常加壓后，如車組無升弓取流情況下，應(yīng)急設(shè)備持續(xù)工作下就導(dǎo)致蓄電池過度放電。103 B線異常加壓可通過結(jié)合查看RrLpCgS（應(yīng)急燈切換）旋鈕位置與測(cè)量170線點(diǎn)是否加壓來判斷，172 F線異常加壓可通過結(jié)合查看EVCS（應(yīng)急蓄電池合）旋鈕位置與測(cè)量172線點(diǎn)是否加壓來判斷。如是旋鈕位置異常，可通過恢復(fù)旋鈕，消除故障，如是觸點(diǎn)故障，側(cè)可通過隔離RrLpCgS（應(yīng)急燈切換）旋鈕進(jìn)端102E線消除103B線異常加壓。斷開EVCN斷路器，EVCS（應(yīng)急蓄電池合）旋鈕進(jìn)端172 A失壓，消除172F線異常加壓。

3.4 加強(qiáng)蓄電池運(yùn)用檢修管理一是加強(qiáng)對(duì)相關(guān)斷路器檢查及管理，避免出現(xiàn)動(dòng)車組無升弓受流狀態(tài)下蓄電池長(zhǎng)時(shí)間放電現(xiàn)象。二是強(qiáng)化定期檢修，嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蓄電池及各類儀表進(jìn)行檢查，確保蓄電池作用良好。

4 結(jié)束語

動(dòng)車組蓄電池虧電造成動(dòng)車組無法升弓，影響鐵路運(yùn)輸秩序，通過上述分析及采取相應(yīng)對(duì)策，可快速有效處置蓄電池虧電造成車組無法取電等問題。通過系統(tǒng)分析電路原理，不斷積累故障處置的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)對(duì)舉措，能更好地快速應(yīng)急處置動(dòng)車組出現(xiàn)的各類故障，確保動(dòng)車組運(yùn)行安全。