周建升

摘? ?要：受線路條件或動車組車輛自身故障的限制，動車組在正線無法自運(yùn)轉(zhuǎn)時，需要停車進(jìn)行救援來保證其運(yùn)行。動車組停車救援過程會影響動車正線的運(yùn)行秩序，因此在設(shè)計(jì)時需要提前采取相應(yīng)的規(guī)避措施，最大可能地避免動車停車救援。本文通過分析自主化平臺動車組的典型故障因素，總結(jié)對應(yīng)的應(yīng)對規(guī)避措施，為動車組的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供參考。

關(guān)鍵詞：動車組救援? 高壓系統(tǒng)原理? 單點(diǎn)故障? 應(yīng)急自走行

中圖分類號：U266? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0103-02

1? 高壓系統(tǒng)原理

動車組高壓系統(tǒng)由受電弓、真空斷路器+接地保護(hù)開關(guān)、避雷器、高壓隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、高壓接頭、高壓電纜等組成，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)避雷器外的其它高壓設(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，高壓系統(tǒng)設(shè)備布置詳見圖1。

真空斷路器置于受電弓后級，受電弓故障時可通過真空斷路器隔離。真空斷路器可控制兩個高壓單元，工作時僅需一個真空斷路器動作，受電弓側(cè)故障可通過斷路器隔離，主干路故障可通過真空斷路器保護(hù)，某一個高壓單元故障可通過隔離開關(guān)切除。

2? 高壓系統(tǒng)設(shè)備故障分析

2.1 受電弓

動車組（8輛編組）設(shè)置2套相同的受電弓，互為備用。單個受電弓故障后啟用備用受電弓供電，能夠維持車輛到前方站。僅當(dāng)整列升弓控制回路失效時才會導(dǎo)致全列受電弓不能升起，失效模式：EGS異常閉合無法斷開、VCB異常閉合無法斷開、受電弓異物擊打受損（全列）、【受電弓】扳鍵故障。

2.2 主斷路器

動車組（8輛編組）設(shè)置2套相同的VCB，互為備用，單個VCB故障后啟用備用VCB供電，能夠維持車輛到前方站。僅當(dāng)整列VCB控制回路失效時才會導(dǎo)致全列受電弓不能升起，失效模式包括：【VCB】扳鍵故障、VCB控制指令線斷開、全列受電弓異物擊打受損。

2.3 高壓隔離開關(guān)

每個基本高壓單元設(shè)置1個高壓隔離開關(guān)，當(dāng)其中一個基本高壓單元故障后，通過打開相應(yīng)故障單元的高壓隔離開關(guān)，將故障高壓單元隔離。

由于高壓隔離開關(guān)8輛編組設(shè)置兩個，高壓單元發(fā)生故障需要切除高壓隔離開關(guān)，當(dāng)其中一個高壓隔離開關(guān)因故障無法打開時，可操作另外一個高壓單元的高壓隔離開關(guān)，同樣可以實(shí)現(xiàn)隔離故障單元的功能。

2.4 保護(hù)接地開關(guān)

EGS用于車輛檢修時的車輛放電，若車輛運(yùn)行過程中EGS異常閉合將會導(dǎo)致車輛高壓系統(tǒng)直接接地，車輛報(bào)網(wǎng)側(cè)過電流故障，導(dǎo)致地面變電所跳閘。

根據(jù)動車組升弓控制電路的連鎖邏輯，動車組任一EGS閉合會導(dǎo)致全列受電弓無法升起，但是該閉合狀態(tài)的連鎖繼電器可通過高壓隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)來進(jìn)行隔離，若其中一個EGS異常閉合無法斷開，可操作故障單元的高壓隔離開關(guān)切除，換升正常的高壓單元，使用一半動力仍可維持運(yùn)行至前方站。

2.5 車頂高壓電纜

動車組車頂高壓電纜全列貫通，中間設(shè)置高壓隔離開關(guān)，當(dāng)發(fā)生高壓隔離開關(guān)之間的特高壓電纜單點(diǎn)接地時，可采用斷開兩個高壓隔離開關(guān)的方式隔離故障斷高壓母線，車輛損失一個基本高壓單元動力，使用另一個高壓單元維持運(yùn)行。

2.6 避雷器

一個基本高壓單元的VCB前、后均安裝1臺避雷器。若車輛運(yùn)行中發(fā)生避雷器被擊穿放電，將會導(dǎo)致車輛報(bào)網(wǎng)側(cè)過流，導(dǎo)致地面變電所跳閘。由于基本高壓單元為冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)一個基本高壓單元避雷器被擊穿故障后，可通過切除故障單元高壓隔離開關(guān)的方式隔離故障基本高壓單元，使用另一單元維持運(yùn)行。

2.7 網(wǎng)壓互感器

一個基本高壓單元的VCB前端安裝1臺網(wǎng)壓互感器，可以在升弓的后顯示網(wǎng)壓，網(wǎng)壓互感器的二次側(cè)有兩個繞組，分別給本高壓單元和另外一個高壓單元的牽引變流器做網(wǎng)壓同步信息，車輛正常運(yùn)行中只使用一個網(wǎng)壓互感器。

若車輛運(yùn)行中發(fā)生網(wǎng)壓互感器被擊穿放電，將會導(dǎo)致車輛報(bào)網(wǎng)側(cè)過流，導(dǎo)致地面變電所跳閘。由于基本高壓單元為冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)一個基本高壓單元網(wǎng)壓互感器被擊穿故障后，可通過切除故障單元高壓隔離開關(guān)的方式隔離故障基本高壓單元，使用另一單元維持運(yùn)行。

2.8 網(wǎng)流互感器

每個基本高壓單元設(shè)置一個列車總網(wǎng)流互感器、牽引變壓器的原邊繞組前后各設(shè)置一個支路電流互感器，進(jìn)行整車的網(wǎng)側(cè)過電流保護(hù)、牽引變壓器過流和接地保護(hù)，當(dāng)網(wǎng)流互感器故障后，牽引變流器和過流繼電器將無法通過互感器進(jìn)行主電路和牽引變壓器的保護(hù)，可通過切除故障高壓單元的方式，使用正常高壓單元維持運(yùn)行，保證高壓供電安全。

3? 結(jié)語

綜上所述，動車組運(yùn)行時，高壓系統(tǒng)設(shè)備單點(diǎn)、高壓系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生單點(diǎn)或系統(tǒng)性故障時，易引發(fā)動車組停車，甚至出現(xiàn)被救援的情況。為了節(jié)約救援時間，減小對動車組運(yùn)行秩序的影響，需要對動車組的高壓系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析。一般系統(tǒng)設(shè)備都有備用的設(shè)備，一方故障時，隔離故障單元，啟用備用設(shè)備，動車組可以維持運(yùn)行到下一站。目前受電弓已經(jīng)采用了冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)任一受電弓無法升弓時，可以采用備用受電弓維持到下一站。但如果發(fā)生全列受電弓故障，車輛將無法受流，牽引系統(tǒng)供電中斷。具備蓄電池牽引的車輛可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急自走行至附近站點(diǎn)，否則車輛需要等待救援。

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