淺析CRH1A型動車組牽引安全回路及其典型故障

陳紅勇

（成都鐵路局 重慶車輛段，重慶400053）

淺析CRH1A型動車組牽引安全回路及其典型故障

陳紅勇

（成都鐵路局 重慶車輛段，重慶400053）

通過分析動車組牽引安全回路的構(gòu)成原理以及運用中常出現(xiàn)的故障，提出故障處理的基本操作思路和途中應(yīng)急處置措施，確保行車安全。

動車組；牽引安全回路；故障；分析；應(yīng)急處置

CRH1A型動車組是一種全面采用先進技術(shù)、現(xiàn)代化的動力分散型電動車組，其牽引系統(tǒng)由微處理控制，具有自檢、自診斷和保護功能，列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計模塊化、智能化程度高。2007年4月18日CRH1A型動車組首次投入運營。隨著成都鐵路局配屬車組運行里程的增加，故障開始增多。而牽引安全回路作為CRH1A型動車組3大安全回路之一，它的作用好壞，直接關(guān)系到列車能否安全準點運行。

1 牽引安全回路的構(gòu)成

CRH1A型動車組由8輛車構(gòu)成一個基本編組，包含4種類型的車輛：車端帶司機室的頭車Mc1、Mc2，帶受電弓的中間拖車Tp1、Tp2，不帶受電弓的中間拖車Tb，中間動車M1、M2、M3。8輛車分成3個列車基本單元（TBU，Train Basic Unit），由Mc1、Tp1、M1/Mc2、Tp2、M2/M3、Tb組成（TBU1/TBU2/TBU3）。

如圖1，以Mc1車為主控端，電源信號從2單元非主控端Mc2車給出→非主控端司機室激活繼電器→Tp2車的本單元門關(guān)閉繼電器→本單元停放制動釋放繼電器→3單元Tb車的本單元門關(guān)閉繼電器→本單元停放制動釋放繼電器→Tp1車的本單元停放制動釋放繼電器→本單元門關(guān)閉繼電器→主控端（Mc1車）司機室激活繼電器→牽引封鎖旁路按鈕→非ATP緊急制動繼電器→ATP隔離按鈕→向各單元動車MCM發(fā)出牽引無障礙指令，形成全車牽引安全回路。

2 典型故障分析

從牽引安全回路連鎖分析中我們得出引起牽引安全回路無法構(gòu)成的主要原因有：（1）外門未鎖閉；（2）外門安全回路故障；（3）停放制動未緩解；（4）停放制動回路故障；（5）司機室側(cè)窗開；（6）有外接電源/風(fēng)源連接；（7）受電弓降弓故障；（8）牽引安全回路供電故障。下面就幾起較典型故障舉例分析如下。

2.1 車門未關(guān)閉

2012年4月5日成都東至重慶北D5122次CRH1022A車組運行途中報外門未關(guān)閉，造成牽引封鎖，IDU門系統(tǒng)界面又未報任何故障，旁路運行。

由故障描述分析主要原因可能有兩點：（1）某個門的門關(guān)閉到位限位開關(guān)安全回路觸點故障，但行程開關(guān)良好；（2）單元門門鎖閉繼電器故障，致使車組主機一直接收的都是門未完全關(guān)閉的信號。

車組入庫后，對全列車門進行逐個隔離，全車門隔離后，安全回路仍然無法形成，排除第（1）種故障原因。檢查全車3個單元的門安全回路門繼電器，發(fā)現(xiàn)TBU3單元門安全回路門繼電器異常后更換新品，故障消失，判斷為第（2）種原因引起安全回路故障。

2.2 牽引安全回路失效

2012年6月9日D5103次CRH1037A動車組在重慶北辦理出庫連檢時，Mc2車激活后IDU互鎖菜單顯示牽引安全回路失效，越障按鈕閃爍，此時IDU上并不報任何與之相關(guān)的故障。換端激活后，故障現(xiàn)象完全一致。隨即作業(yè)人員進行主控復(fù)位，該現(xiàn)象仍然存在，再進行斷電復(fù)位，故障仍未消除，造成出庫晚點。

原因分析：（1）下載的ODBS歷史數(shù)據(jù)與IDU顯示的一樣，在發(fā)生故障的時間前后沒有找到與之相關(guān)的故障；（2）對該故障進行模擬，將Mc2司機室內(nèi)C.A1.X14上2點的線挑掉，此時故障再現(xiàn)，故判斷故障點應(yīng)在牽引安全回路的供電線路上，且故障應(yīng)集中在Mc1司機室和Mc2司機室的激活繼電器之間；（3）據(jù)此可判斷故障可能是由停放制動緩解繼電器、所有門關(guān)閉繼電器以及此段線路上接插件松動引起的。

圖1 牽引安全回路基本原理圖

首先檢查停放制動緩解繼電器、所有門關(guān)閉繼電器外觀、功能均無異常。為查找故障點，將車上所有停放制動緩解繼電器及所有門關(guān)閉繼電器與各車廂控制照明的繼電器作了互換。

在一次降弓斷電后，5車緊急照明燈不能正常熄滅，通過電氣原理圖（Tp2車圖紙7 744、7 710頁）分析可知該繼電器線圈延時（由軟件控制）得電后常閉觸點斷開，本車緊急照明應(yīng)熄滅。此時5車緊急照明燈不能熄滅，且牽引安全回路已經(jīng)形成，表明為此繼電器故障引起牽引安全回路無法形成。進一步分析可知此繼電器在作為停放制動緩解繼電器時，并無其他觸點將信號反饋給TCMS，故IDU上并不能報任何與之相關(guān)的故障。后更換此繼電器后故障消除。

2.3 車門無法鎖閉

2012年6月28日終到重慶北D5122次1022車組報5車右門無法鎖閉，隨車機械師檢查門機械鎖閉到位，安全回路無法形成，隔離運行。

原因分析：動車組入庫后，技術(shù)人員進行了如下分析：檢查了車門機械部件，排除了機械故障的可能性，通過排除法初步判斷為門控器故障或限位開關(guān)故障，導(dǎo)致門關(guān)閉信號未送出，牽引安全回路無法形成。為進一步確認故障點，關(guān)閉車門后，使用萬用表測量P2A2X1插排上的29點和33點的通斷，在正常關(guān)門情況下，門關(guān)閉到位限位開關(guān)被激活后29和31點為斷路，通過測量此門為通路，證明確為門關(guān)閉限位開關(guān)故障，引起牽引安全回路無法形成。

2.4 牽引安全回路無供電

2012年7月15日重慶北始發(fā)D5101次動車組在出庫連檢時，在出庫主控端操作時牽引安全回路無法形成，技術(shù)人員要求換端激活后，牽引安全回路形成，故障消除。

原因分析：換端后經(jīng)查看IDU發(fā)現(xiàn)司機室有空開跳閘，打開非出庫端激活端司機室C.A1柜發(fā)現(xiàn)C.A1.1.16斷路器跳閘。從電路圖分析，牽引安全回路供電由非激活端司機室經(jīng)C.A1.1.16斷路器供電，因此在出庫端激活司機室時，由于非激活端司機室C.A1.1.16斷路器跳閘，導(dǎo)致牽引安全回路無電，閉合斷路器后故障消除，追蹤故障，未出現(xiàn)故障反復(fù)。

2.5 側(cè)窗機械鎖磨損

2012年8月5日D5118次CRH1026A動車組在運行途中，IDU突然報“08車司機室側(cè)窗打開（左側(cè)），故障代碼1001”（非激活端司機室），牽引封鎖。隨車機械師檢查非激活端司機室發(fā)現(xiàn)左側(cè)窗機械鎖鎖閉不到位，重新鎖定后故障消除。

原因分析：車組入庫后，技術(shù)人員通過查找軟件圖分析得出非激活端司機室側(cè)窗鎖閉到位限位開關(guān)經(jīng)DX模塊B3的05信道將車窗鎖閉信息實時反饋給主控主機TC CCU，由于側(cè)窗機械鎖老化磨損，在途中振動發(fā)生松動，導(dǎo)致TC CCU檢測到側(cè)窗打開信號。根據(jù)軟件圖判斷條件，TC發(fā)出牽引封鎖指令，同時報出“08車司機室側(cè)窗打開（左側(cè)），故障代碼1001”的故障。因此側(cè)窗機械鎖磨損老化是此次故障的主要原因，為徹底排除故障，更換了08車司機室左側(cè)窗機械鎖，后追蹤該故障再未出現(xiàn)。

2.6 輸入接口信號故障

2012年9月13日D5128次CRH1026A動車組在運行途中IDU報“牽引安全回路故障，故障代碼：8238”，短時間后故障自動消除，動車組維持運行（若該故障一直存在必須停車進行處理）。

庫內(nèi)組織會診后，我們判斷處理步驟如下：（1）若未激活端司機室的牽引安全回路CB跳閘，IDU會報“司機室C.A1內(nèi)的斷路器脫扣”，但本次未報，所以排除此故障點。（2）若為停放制動故障，IDU還會報其他信息，可以排除。（3）針對所有門關(guān)閉繼電器故障，我們做了如下試驗：拔除了2單元所有門關(guān)閉繼電器（TP.P1.K2.44），檢查發(fā)現(xiàn)IDU不報故障，只是安全回路無法形成，因此排除此故障。（4）針對DX輸入信號故障，利用DCU Term軟件強制關(guān)閉DXA4模塊的01、02信道（分別監(jiān)測牽引回路的兩條支路）對故障進行了模擬，發(fā)現(xiàn)同時關(guān)閉了01、02信道后，IDU所報故障與原故障相同，證實了此故障是由DXA4輸入接口所導(dǎo)致。

故障處理：根據(jù)經(jīng)驗：以前軸報故障多為DX模塊X4插排的觸頭氧化，造成接觸不良所引起，因此我們對DXA4（C.A1.2.3.68）的插排X4進行了拔插，去除了氧化層，排除了插排接觸不良的故障，后經(jīng)過跟蹤，證明故障消失。

3 基本操作思路

從上述幾起典型故障的分析判斷與處理，我們以常見的外門和停放制動故障引起的牽引封鎖來具體闡述故障處理的基本操作思路。

（1）在主控端查看IDU上的互鎖界面信息，確認牽引互鎖狀態(tài)及封鎖環(huán)節(jié)（圖2）。互鎖界面顯示是外門故障，外門顯示紅色，其余均顯示綠色，可判斷為外門引起的牽引安全回路無法構(gòu)成。

（2）進入IDU“系統(tǒng)”→“外門”界面，查看全列外門關(guān)閉狀態(tài)，如有外門顯示紅色，則表示該外門未關(guān)閉，牽引安全回路未構(gòu)成（圖3）。

圖2 IDU上的互鎖界面信息

圖3 IDU上的外門界面信息

圖4 動車組門安全回路基本原理圖

（3）如果IDU“系統(tǒng)”→“外門”界面顯示全部為綠色，即所有外門都關(guān)閉正常，則說明是外門安全回路（圖4）出故障，即可判斷為外門各限位開關(guān)未全部閉合造成牽引安全回路未構(gòu)成。

3.2 停放制動被施加或IDU上的互鎖界面顯示停放制動故障，牽引安全回路未構(gòu)成，司機室操作臺牽引封鎖旁路按鈕閃爍，動車組必須停車處理

（1）查看主控端司機室操作臺停放制動按鈕燈是否常亮，如果常亮則表示停放制動被施加（圖5）。

（2）如果停放制動按鈕燈不亮，則進行停放制動的施加、緩解操作（按停放制動按鈕兩次），看故障報警是否消除。

（3）如故障仍未消除，則需根據(jù)故障信息，可將故障車輛的空氣制動和停放制動全部切除，旁路牽引安全回路維持運行，待入庫后徹底處理。

圖5 司機室操作臺制動面板

4 運行途中的應(yīng)急處置

動車運用中出現(xiàn)的行車設(shè)備故障，許多本可以通過冷靜應(yīng)對及時處理消除的，由于機械師業(yè)務(wù)不熟、應(yīng)急處理能力差導(dǎo)致不能在“黃金15 min”內(nèi)控制住，由此引發(fā)的車輛事故占成都鐵路局動車組事故的72.5%。因此，提高隨車機械師業(yè)務(wù)技能特別是迅速提升途中應(yīng)急處理能力尤為重要。在此，我們將CRH1A型動車組牽引阻斷故障的途中應(yīng)急處置辦法總結(jié)如下（附故障處理流程圖，見圖6）。

圖6 CRH1A型動車組牽引安全回路故障應(yīng)急處理流程

4.1 在運行途中遇到因外門方面故障引起的牽引安全回路中斷

（1）首先查看IDU上的互鎖界面信息，確認故障是由外門方面引起的，無其他故障。動車組保持惰性運行，不需要停車。

（2）查看IDU“系統(tǒng)”→“外門”界面，如果有外門顯示紅色，則對該外門進行隔離，牽引封鎖解除，恢復(fù)牽引動力。

（3）如外門良好，則查看“當(dāng)前故障”信息，確認故障發(fā)生在哪一個單元，以縮小范圍。然后逐一隔離該單元外門，直至牽引封鎖解除，找出故障的外門進行隔離，其余外門可以解除隔離。

4.2 在運行途中停放制動被施加，或IDU上的互鎖界面信息顯示停放制動故障，司機室操作臺牽引封鎖旁路按鈕閃爍

（1）運行動車組必須停車對該故障進行處理。

（2）查看IDU上的互鎖界面信息，確認是否只有停放制動故障，可在主控端進行一次停放制動的施加、緩解操作，確認故障是否消除。

（3）如故障仍未消除，需根據(jù)故障信息，下車對故障車輛的空氣制動和停放制動全部手動切除，再到主控端按下司機室操作臺牽引封鎖旁路按鈕，燈停止閃爍，旁路牽引安全回路維持運行。

4.3 運行途中IDU報牽引安全回路故障“8238”

（1）如該故障短時間出現(xiàn)后，故障自動消除，則不需停車處理，以避免動車組因此故障造成晚點，但要求在運行途中進行重點監(jiān)控。

（2）如果故障一直存在，必須停車降弓，進行一次斷蓄電池復(fù)位操作，確認故障是否消除 。

（3）如故障未消除，則斷蓄電池，對DXA4模塊（C.A1.2.3.68）的X4接口檢查處理，確認接口、插針良好，無氧化層，并重新插拔數(shù)次后進行恢復(fù)，重新激活列車，主控復(fù)位后故障消除（見圖7）。

圖7 處理DXA4模塊

4.4 如互鎖界面報受電弓不按命令降弓，但經(jīng)確認已安全降弓；或報司機室側(cè)窗打開，但實際已鎖閉；或“外接電源（風(fēng)源）已連接”，但實際未連接；或只報“牽引安全回路失效”等故障

（1）盡快確認以上故障實際都不會影響行車，確定外門和停放制動狀態(tài)均正常。

（2）此時可使用“牽引封鎖旁路”按鈕越障行車。

（3）切勿盲目使用越障行車，途中必須重點監(jiān)控外門、停放制動、受電弓及司機室側(cè)窗等的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

CRH1A型動車組目前是成都鐵路局的主力車型，理念先進，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因其投入運用時間較長，再加成都鐵路局作為山區(qū)鐵路局的線路狀況以及四川盆地的潮濕多雨，按照“磨損理論”，部分子系統(tǒng)已過了產(chǎn)品的磨損期與平臺期，進入故障多發(fā)期，其可靠性有待我們通過實踐摸索出一套行之有效的運用維修體系，特別是“庫站乘”應(yīng)急處置辦法，使動車組運用更加平穩(wěn)，行車安全更能得到保證。

［1］ 鐵道部運輸局.CRH1A型動車組［M］.北京：中國鐵道出版社，2008.

Analysis the of CRH1AEMUs’Traction Safety Circuit and Its Tipical Faults

CHEN Hongyong
（Chongqing Vehicle Depot，Chengdu Railway Bureau，Chongqing 400053 Sichuan，China）

This paper analyzes the principle of the EMUs traction safety circuit and its application faults，and puts forward the basic operation process and the emergency disposal measures of fault handling to ensure the running safety.

EMUs；traction safety circuit；fault；analysis；emergency disposal

U266.2.3

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.01.19

1008－7842（2014）01－0090－05

2—）男，工程師（

2013-08-29）