CRH3型動車組TCU接地故障分析及改進措施

陳學軍 宗振 張燕杰 周斌

摘 要：文章主要基于CRH3動車組TCU接地故障情況進行分析，并提出了相應的原理及產生原因，進而提出了相應的解決措施。

關鍵詞：CRH3C型動車組；牽引變流器；接地電阻

1 概述

CRH3C動車組車頂高壓絕緣端子及MUB電阻箱等部分，在雨季多發季節由于雨水作用，絕緣級別降低，造成牽引接地故障，使一些車輛出現部分或全部牽引丟失現象，嚴重影響了動車組的運行秩序，給廣大旅客的出行帶來了不便，本章重點對由于雨水的作用對接地故障的出現原因進行分析。

2 牽引變流器的組成

牽引變流器的設計用于由中國鐵道部使用的CRH3高速列車上。這些列車運行在交流25kv，50Hz的供電線路上。此供電電壓通過列車上的車載變壓器將輸入電壓轉變為1550V。

每個列車包含四個牽引變流器箱。每個變流器箱包含2個四象限斬波器、一個三相PWM逆變器，用它來驅動四個牽引電機及一個制動斬波器。變流器有一個用于為輔助變流器供電的中間直流環節輸出。100Hz諧振電路的電容器也位于變流器內。

3 接地故障的原因分析

出現接地故障的主要原因是由于牽引變流器（TCU）在檢測到接地值大于或小于設定值時，對本車TCU進行了保護，使動車組部分或全部牽引丟失，從而動車組牽引系統停止工作。

根據牽引變流器及其控制原理圖，產生牽引系統接地故障的原因分析如下：

圖1為牽引變流器內部檢測接地故障的電路

其中R21為136KΩ左右的電阻，分成了101：34兩部分；C71為接地故障電容，電容使連接的電壓變得平滑，以便獲得規則的信號，以檢查是否有接地故障。U33為接地故障檢測模塊，與TCU內A100（用于閉環牽引驅動控制）的X2連接，起監控4QC工作狀態的作用。

4 接地故障檢測原理

高歐姆電阻并聯到變流器的DC回路電容中。在牽引變流器由于不規則性停止運行并且額定放電機構不能工作后，這些高歐姆電阻有在限定的時間內給電容放電的任務。接地故障檢測由分壓器、帶準勢絕緣和評估電路的差動放大器構成。連續放電電阻分成101K？贅：34k？贅比的兩個部分。電阻器的中央抽頭接地，一個濾波電容器并聯到下部電阻中，監控此電容的電壓。在出現接地故障時，測量電壓改變，從而相關的TCU指出接地故障。

在額定運行期間，互感器的值顯示為整體DC回路電壓的1/4。必須考慮±30%的公差（指的是由于部件公差導致的DC回路電壓的1/4）。在接地故障的情況下，由于電容值的充電反向，測量電壓改變。值為%UE/Ud或100%。通過此方法可以檢測到接地故障。

檢測接地故障最長持續時間為15S，在出現接地故障時，PWMI會先鎖閉循環。如果這仍不能終止接地故障，4QC和ACU電源也會被鎖閉，從而本車TCU停止工作。

5 由于雨水引起接地故障的原因

RB為MUB電阻，在下雨時裸露在外面且瓷瓶和電阻表面灰塵比較多，形成了水溜。在MUB電阻的RB1與-DC相連，RB2與A6（制動斬波器）的柵極連接，通過反向二極管返回+DC，使中間直流電路正極接地，出現故障時接地測量值為37.5%，大于設定最大值32.5%，牽引變流器停止工作，牽引丟失。

6 檢測接地故障各元件數據

7 接地值的軟件檢測

使用Moni32軟件進行檢測，連接相應車輛TCU

1選擇"Connector"回車，出現Single ->CNN：；

2輸入"ERDS2.OUT"即可進行檢測。

例：Connector /Single ->CNN： ERDS2.OUT

Found in a not selected Function Packet ！

ERDS2.OUT （0200A4F0） ： 23.938 % -

此時的值為23.938%在設定值范圍內。

8 維護措施及建議

由于雨季即將到來，出現接地故障的幾率將增加，為了提高CRH3型動車組的運行穩定性，應對絕緣端子及MUB電阻箱增強維護。

8.1 一級修時，充分清洗絕緣端子，可以使用含有工業清洗劑的水進行，在清洗絕緣端子時，應注意清洗的方向，正確的方法是：從絕緣端子端部開始向下依次清洗傘群，不可來回清洗。來回清洗容易使微小碳粒成分留在傘群及端子上，降低絕緣性能。

8.2 清洗完，應使用硅脂膏潤滑絕緣子。硅脂膏可為絕緣子提供保護，有效抑制局部放電并隔絕灰塵，在硅脂的使用上，凡是面和面接觸的部位都應涂抹硅脂，對于現在運行的車輛都未進行此項操作，希望在以后的一級修程中添加此項操作。

8.3 對車頂高壓線的地線及各設備的地線進行加固，端子接頭連接可靠且導電性良好，保證接地線纜有效接地。

9 結束語

CRH3型動車組是一種新型的動車組，它的運營、維護、檢修還需要我們不斷的進行學習和研究，要使其更好的適應我國國情，提高運營效率和質量，這現在也是給我們提出來的一個機遇和挑戰。

參考文獻

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