DC600V供電客車絕緣電阻及泄漏電流檢驗方法的研究

張從旺

（鐵道部駐南京車輛驗收室，江蘇南京210031）

目前國內生產的25T和25G型旅客列車主要采用機車向客車集中供DC600V這種供電方式，每輛客車中配置有逆變器箱和充電器箱，分別將DC600V轉換成3AC380V和DC110V。在新造車中雖然對整車布線及主要電氣配件進行了絕緣耐壓試驗，但在整車調試及運用過程中仍然存在部分客車絕緣不符合要求，尤其是不能確認在通電狀態下的實際絕緣狀況。特別是配線復雜的DC110V回路，由于線路分布范圍廣，接線復雜等特點，常常出現DC110V回路絕緣不良故障。而且DC600V泄漏電流檢測回路也存在檢測值不準確等問題。為解決在實際工作中遇到的實際問題，有必要采取有效的檢驗手段對絕緣電阻和泄漏電流進行檢測。

1 DC110V回路絕緣電阻檢測

25T和25G客車中只有工程師車裝有DC110V絕緣在線檢測裝置，在實際運營中該裝置對全列的DC110 V回路的絕緣電阻進行檢測，其設定的絕緣電阻報警值為2kΩ。該檢測裝置不能實時顯示DC110V正、負線對地絕緣電阻值，只有當正、負線對地絕緣電阻值小于2kΩ時，檢測裝置才能通過報警進行絕緣不良提示，而且該裝置不能對單車的絕緣電阻狀況進行有效的檢測。為解決這些問題，下面將介紹一種新的檢測方法進行絕緣電阻值的測量。

圖1

1.1 檢測方法介紹

圖1中電阻R+和R-分別為DC110V回路通電狀態下的實際絕緣電阻，用內阻確定的電壓表分別測量負線和正線對地電壓，得到電壓U1和U2。對于圖2，設R+中電流為I1，R-中電流為I2，電壓表內阻為R3，R3中電流為I3，電流I1=I2+I3，其中I1=（110-U1）／R+，I2=U1／R-，I3=U1／R3，可以得到（110-U1）／R+=（U1／R-）+（U1／R3）（公式（1））。

根據圖3同樣可以得到（110-U2）／R-=（U2／R+）+（U2／R3）（公式（2））。公式（1），（2）中U1、U2、R3均為已知，只有R+、R-為未知，通過計算可以得到正線和負線通電狀態下對地的實際絕緣電阻值。在實際應用中為了計算方便，假設R+=R-=R，MF47型電壓表50V檔內阻為1MΩ。根據相關標準當正、負線對地絕緣電阻大于等于2MΩ時為正常，根據圖2有（110-U1）／R=（U1／R）+（U1／R3），當R3=1MΩ 時，經過計算R=110／U1-2，當R=2MΩ時，U1=110／（R+2）=27.5V。根據計算結果，當用1MΩ內阻的電壓表分別測量DC110V正、負線對地電壓等于27.5V時，DC110V正、負線對地絕緣電阻為2MΩ。因此，當測量DC110V正、負線對地電壓小于27.5V時，DC110V正、負線對地絕緣電阻大于2MΩ。通過這種檢測方法，可以快速并真實地反映在通電情況下DC110V正、負線對地的絕緣狀態。

圖2

圖3

1.2 實際應用效果

從2010-11開始，通過該方法檢測了50輛新造DC600V供電客車，檢測情況見表1。表格記錄中有40輛DC600V客車單車通電狀態下，DC110正、負線對地電壓均為2V左右，根據1.1中所述的檢測方法可以得到DC110V回路正、負線對地絕緣電阻值為R=110／U1-2=53MΩ。另外8輛車測量電壓為20V左右，對地絕緣電阻值為R=110／U1-2=3.5MΩ。余下的兩輛車，其中一輛車正線對地電壓為50V，其對地絕緣電阻值R=110／U2-2=0.2MΩ，另一輛車負線對地電壓為40V，其對地絕緣電阻值R=110／U1-2=0.75 MΩ，經過檢查發現兩輛絕緣異常的車，均為35kW逆變電源內部110V控制電線與金屬外殼擠壓，造成電線破損，存在絕緣不良情況。對該問題處理后，兩輛車110正線和負線對地電壓均為5V，其絕緣電阻值R=110／U1-2=20MΩ，滿足車輛絕緣要求。通過該檢測方法實現了單車在通電狀態下對DC110V回路絕緣電阻值的測量，保證了車輛DC110V回路的絕緣性能。

表1 實際檢測記錄

2 DC600V泄漏電流檢測裝置的檢驗

客車的綜合控制柜中安裝有DC600V泄漏電流檢測裝置，并安裝有試驗按鈕，但在實際單車調試時該試驗按鈕并不能精確地檢驗檢測裝置的測量精度，為了解決這個問題下面介紹一種新的試驗方法對DC600V泄漏電流檢測裝置進行檢驗。

2.1 檢驗方法介紹

客車單車DC600V線路泄漏電流檢測裝置的模擬試驗電路如圖4所示，該電路分為3個部分。第1部分為機車供電或地面電源供電部分，由兩個2.2kΩ電阻分別接于DC600V電源正、負端，電阻公共端接地。第2部分為客車中DC600V電源線經過DC600V泄漏電流傳感器后接于DC600V負載，DC600V泄漏電流檢測裝置保護設定值為100mA，當實際泄漏電流達到100 mA時，泄漏電流檢測裝置通過PLC切斷客車供電主接觸器，進行泄漏電流保護。第3部分為模擬泄漏電流試驗裝置，其中R為可調電阻，mA為直流毫安表。圖中為模擬DC600V正線漏電試驗時的接線情況，在慢慢調節R時，直流毫安表會顯示電流漸漸增大，當電流超過檢測裝置保護設定值時，查看檢測裝置是否保護動作。如果保護不動作，說明客車DC600V泄漏電流檢測裝置存在故障，同時注意觀察直流毫安表顯示電流與100mA的誤差值，該誤差值應在-10～+10mA范圍內，當誤差值超出范圍值時，說明DC600V泄漏電流檢測裝置需要調整或更換。

圖4

2.2 實際應用效果

在實際應用中通過2.1所述的檢驗方法對車輛DC600V泄漏電流保護功能進行了試驗，試驗發現部分DC600V供電客車存在泄漏電流檢測裝置的檢測值與實際泄漏電流值相差40mA左右。經過查找原因，發現DC600V泄漏電流檢測裝置的泄漏電流傳感器精度不夠，從而導致檢測值與實際值偏差較大，經過更換傳感器，滿足了車輛驗收要求。

3 結束語

以上所述兩種檢測方法在新造車檢驗過程中取得了很好的應用效果，解決了單車DC110V回路絕緣電阻檢測和DC600V泄漏電流保護電路驗收難題，確保出廠新造車DC110V和DC600V供電電路絕緣性能滿足標準要求，電氣安全得到了有效保證，取得了較好的質量控制效果。

［1］周 堅.針對機客車DC600V供電系統接地絕緣檢測顯示漏電不一致問題的改進建議［J］.鐵道車輛，2012，50（2）：33-35.