劉威

(中國鐵路沈陽局集團有限公司長春車輛段，吉林 長春 130000)

1 引言

CR200J動車組在初始短編重聯(lián)運行階段，發(fā)現(xiàn)餐吧車經(jīng)常報DC110V漏電故障，對車組運行安全產(chǎn)生嚴重影響。因此，研究分析DC110V漏電故障原因，提出有效的改進方案非常重要和迫切。

2 DC110V漏電監(jiān)測原理及功能

CR200J動車組DC110V絕緣監(jiān)測系統(tǒng)(漏電監(jiān)測系統(tǒng))主要由列車級絕緣監(jiān)測、車輛級絕緣監(jiān)測、中點電阻以及Lonworks網(wǎng)絡(luò)等組成[1]，系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 CR200J動車組DC110V在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

列車級絕緣監(jiān)測由DC100V漏電報警器、餐吧車母線對地電壓傳感器組成，通過對地電壓傳感器采集DC110V正線對地電壓，與采集的DC100V母線電壓同時接入PLC，以判斷絕緣性能，當干線絕緣下降時，DC110V漏電報警器紅燈、綠燈交替閃爍，且蜂鳴器報警。電壓型檢測漏電報警值是“正或負對地占總電壓比例小于 16.7%”，例如總電壓DC110V，正對地為18.3V，正極報警。

車輛級絕緣監(jiān)測由漏電傳感器、調(diào)理模塊(TLMK)組成，通過漏電流傳感器監(jiān)測本車DC100V的漏電電流，當單車漏電流大于30mA時，TLMK對應(yīng)正漏(＋L)或負漏(－L)指示燈亮，指示相應(yīng)漏電，TLMK輸出的電壓模擬信號供PLC采集、顯示和記錄，報警時PLC顯示屏漏電電流數(shù)值通過閃爍提示。

中點電阻由DC110V線間電阻和對地電阻組成，列車級、車輛級絕緣監(jiān)測與中點電阻配套使用，每組車僅餐吧車有一套中點電阻。

安全環(huán)路供電開關(guān)前端從DC110V母線取電，經(jīng)過了DC110V漏電檢測，在兩列短編重聯(lián)時，供電電源通過電鉤并聯(lián)；塞拉門集控和照明集控供電±109從應(yīng)急負載供電±113取電，±113經(jīng)過了漏電檢測，在兩列短編重聯(lián)時，供電電源通過電鉤并聯(lián)；塞拉門集控干線 750、751、752、753、754、759 通過電鉤聯(lián)通，照明集控763、764未通過電鉤聯(lián)通，電路示意圖如圖2所示。

圖2 CR200J動車組集控及安全環(huán)路電路示意圖

3 漏電故障檢查及分析

經(jīng)過對線路的檢查和對電氣原理的分析梳理，發(fā)現(xiàn)故障原因和存在的隱患:

原因一:兩列車集控供電±109都在供電，因兩列車的母線未通過電鉤貫通，電壓存在一定的壓差，操作塞拉門集控時和安全環(huán)路正常運行時，會有電流流動不均的現(xiàn)象。例如第一列車電壓較高(DC114V)、第二列電壓較低(DC98V)時，塞拉門集控時和安全環(huán)路運行時電流會有一部分從第一列的正線流向第二列的負線，在兩列車的餐吧車上，均會出現(xiàn)正負線電流不對等導致漏電報警。

原因二:每個餐吧車都有DC110V中點電阻，在重聯(lián)時通過電鉤±109并聯(lián)后，導致重聯(lián)列車等效中點電阻值減半，漏電檢測值產(chǎn)生偏移。

4 改進方案

根據(jù)電路判斷產(chǎn)生的漏電并非負載的漏電，因此可對集控供電的電源端只進行電壓型漏電檢測，不進行電流型漏電檢測。

同時，中點電阻在短編重聯(lián)時電阻進行了并聯(lián)，等效阻值減半，對漏電檢測計算電路產(chǎn)生了影響。因此短編組重聯(lián)時只需要一個中點電阻，需斷開其中一列的中點電阻，斷開其中一個中點電阻后的重聯(lián)編組中的中點電阻和漏電檢測電路等同于長編組的相關(guān)電路，對列車的正常運行無影響。

4.1 改動集控電源±109供電線路漏電檢測的方案

將±109供電前端從DC110V母線取電，通過鑰匙鈕SA10控制通斷，即集控電源取電與安全環(huán)路取電方式一致，且將取電線路從漏電檢測JK14中脫出。

圖3 ±109改動方案示意圖

4.2 改動中點電阻并入母線的方案

4.2.1 手動操作方案

在中點電阻前端增加雙路斷路空開Q102，空開上粘貼說明:“兩列車重聯(lián)時斷開一個”。此方案可避免餐車因重聯(lián)報漏電，且兩列車集控電源互為備份，有一列車的器件損壞時不影響列車運行。

圖4 手動斷開中點電阻

4.2.2 根據(jù)列車占用和重聯(lián)自動切換(硬線)

將原有的主從信號干線(757、758)啟用，并且主從干線不接入電鉤。主從信號線經(jīng)過司機室占用繼電器常開觸點和重聯(lián)繼電器的常開觸點，±109給主從信號線供電，主從線上串一個中點電阻工作繼電器，中點電阻工作繼電器的兩對常閉觸點接中點電阻。

4.2.3 網(wǎng)絡(luò)判斷并通過PLC斷開一個中點電阻(軟件)

動力車將重聯(lián)信息傳輸給拖車，餐車電氣網(wǎng)絡(luò)單元VCU收到重聯(lián)數(shù)據(jù)后，根據(jù)本車車廂號(大小號)判斷斷開中點電阻，例如處于“小號”(即4號)時斷開。

比較中點電阻并入母線的三種方案，若選擇硬線自動切換方案，需要將±109接入主從信號線并增加繼電器，對電氣線路改動較大，需要進行報備；若選擇網(wǎng)絡(luò)斷開中點電阻的方案，需要進行軟件升級、相關(guān)試驗和運行考核；根據(jù)在段改造實際情況，選擇在中點電阻前端增加雙路斷路空開Q102手動操作的方案，同時將集控取電線路從漏電檢測JK14中脫出僅進行電壓型漏電檢測。建議后續(xù)在鼓型車產(chǎn)品上采用硬線或網(wǎng)絡(luò)切換方式，進行相關(guān)試驗考核后批量升級改造。

圖5 自動斷開中點電阻的方案

圖6 網(wǎng)絡(luò)控制斷開中點電阻的方案

5 結(jié)束語

通過分析研究，CR200J動車組短編重聯(lián)時DC110V漏電故障的主要原因是集控供電取電方式以及中點電阻并聯(lián)時阻值減半導致電路判斷產(chǎn)生的漏電，并非負載的真實漏電。對段配屬的所有短編動車組進行改造，改造后重聯(lián)運行時未再出現(xiàn)此類故障。