姜海青 邵迥

摘 要：CRH380D型動(dòng)車(chē)組軸溫傳感器內(nèi)部熔斷絲接地，導(dǎo)致熔斷絲回路斷開(kāi)，列車(chē)施加緊急制動(dòng)停車(chē)，干擾正常運(yùn)輸秩序。經(jīng)查原因?yàn)閮?nèi)部熔斷絲絕緣處理不良，改進(jìn)后未再發(fā)生故障。

關(guān)鍵詞：軸溫傳感器;熔斷絲回路斷開(kāi);緊急制動(dòng)停車(chē);原因分析;改進(jìn)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.006

1 故障描述

CRH380D型動(dòng)車(chē)組投入運(yùn)行后，發(fā)生多起進(jìn)口齒輪箱大齒輪輪餅側(cè)軸溫傳感器故障導(dǎo)致全車(chē)熱熔斷絲回路斷開(kāi)，進(jìn)而導(dǎo)致列車(chē)施加緊急制動(dòng)停車(chē)，對(duì)高鐵動(dòng)車(chē)組運(yùn)輸秩序造成較大干擾。

2 原因分析

2.1 軸溫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

CRH380D型動(dòng)車(chē)組軸溫監(jiān)控功能由分布在軸箱和齒輪箱內(nèi)部的溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。溫度傳感器內(nèi)部由PT100熱敏電阻和熱熔斷絲兩個(gè)元器件組成。

其中，PT100熱敏電阻具有電阻阻值與溫度成正比的特性，可實(shí)時(shí)監(jiān)控軸溫，并將軸溫實(shí)時(shí)顯示在IDU上，根據(jù)溫升情況報(bào)出相應(yīng)故障，如：

（1）齒輪軸承高溫故障（B類(lèi)警報(bào)）：齒輪箱內(nèi)大（或?。X輪各自的2個(gè)軸承平均溫度≥115℃;

（2）齒輪軸承溫度太高故障（A類(lèi)警報(bào)）：齒輪箱內(nèi)大齒輪的2個(gè)軸承平均溫度≥130℃。

A類(lèi)警報(bào)和B類(lèi)警報(bào)都會(huì)在IDU上顯示出來(lái)，以提醒司乘人員進(jìn)行處理。

熱熔斷絲是作為軸溫實(shí)時(shí)顯示的一種冗余，只在軸箱軸承和齒輪箱大齒輪溫度傳感器中設(shè)有，整列車(chē)軸溫傳感器熱熔斷絲竄在一起，形成回路。熱熔斷絲回路的主要功能是對(duì)軸箱軸承溫度、齒輪箱大齒輪軸承溫度進(jìn)行監(jiān)控，列車(chē)TCMS系統(tǒng)使用數(shù)字輸入輸出模塊MIO監(jiān)控回路狀態(tài)，回路形成時(shí)，MIO收到高電平，說(shuō)明回路中沒(méi)有軸溫故障。當(dāng)軸箱軸承溫度高于121℃或齒輪箱大齒輪軸承溫度高于184℃時(shí)，或者回路中某個(gè)溫度傳感器對(duì)地絕緣不良時(shí)，熱熔斷絲就會(huì)熔斷，整個(gè)回路斷開(kāi)，竄在回路中的繼電器41-K11，41-K12失電，使得緊急制動(dòng)回路斷開(kāi)，車(chē)組施加緊急制動(dòng)停車(chē)。單車(chē)熱熔斷絲回路如圖1。

2.2 故障軸溫傳感器解剖分析

經(jīng)對(duì)故障傳感器解剖分析，發(fā)現(xiàn)故障原因均為進(jìn)口傳感器內(nèi)部熔斷絲回路絕緣膜擊穿，導(dǎo)致絕緣失效。進(jìn)一步分析根本原因?yàn)椋X輪箱大齒輪軸溫傳感器因設(shè)計(jì)需要，傳感器探頭部分不銹鋼管長(zhǎng)度達(dá)103.5mm（如圖2），因長(zhǎng)度較長(zhǎng)，對(duì)內(nèi)部PT100熱敏電阻和熱熔斷絲絕緣處理提出較高要求。供應(yīng)商德國(guó)EPHYMESS在傳感器生產(chǎn)時(shí)，將熱熔斷絲和PT100熱敏電阻用絕緣材料包裹后裝入傳感器不銹鋼管內(nèi)，由于對(duì)熱熔斷絲絕緣處理不良，且熱熔斷絲與不銹鋼管之間使用的導(dǎo)熱脂，對(duì)熱熔斷絲起不到固定作用。在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，長(zhǎng)期震動(dòng)使熱熔斷絲與探頭不銹鋼管內(nèi)壁不斷摩擦，逐漸磨損熱熔斷絲絕緣層，造成絕緣下降，最終擊穿接地（如圖3），導(dǎo)致給熱熔斷絲回路供電的斷路器斷開(kāi)，熱熔斷絲回路斷開(kāi)，車(chē)組施加緊急制動(dòng)停車(chē)。

3 應(yīng)對(duì)措施

為避免進(jìn)口傳感器探頭內(nèi)部熱熔斷絲絕緣處理不良問(wèn)題，引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)傳感器，并在國(guó)產(chǎn)傳感器制造工藝上做了如下改進(jìn)：

改進(jìn)一：對(duì)熔斷絲實(shí)施兩層熱縮管防護(hù)（如圖4）：

改進(jìn)二：分別在熱縮管內(nèi)注入導(dǎo)熱膠（如圖5）：

改進(jìn)三：在將PT100熱敏電阻和熱熔斷絲置入探頭不銹鋼管內(nèi)部前，在探頭內(nèi)部先注入導(dǎo)熱膠而非導(dǎo)熱脂。相比進(jìn)口傳感器使用的導(dǎo)熱脂，導(dǎo)熱膠會(huì)固化，確保將PT100熱敏電阻和熱熔斷絲固定住，防止振動(dòng)導(dǎo)致的摩擦使熱縮管磨損和絕緣層失效。固化后的導(dǎo)熱膠如圖6。

4 改進(jìn)效果

工藝改進(jìn)后的國(guó)產(chǎn)軸溫傳感器裝車(chē)960只，運(yùn)用里程1760萬(wàn)公里，未再發(fā)生熱熔斷絲絕緣失效導(dǎo)致運(yùn)行中列車(chē)施加緊急制動(dòng)停車(chē)故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]CRH380D型動(dòng)車(chē)組設(shè)計(jì)原理圖[S].