淺析動車組蓄電池的應用

張慶光

摘 要：高速動車組作為我國重要的發(fā)展項目，有著高效、安全的運能體現(xiàn)。并且高速動車組作為科技成果的高體現(xiàn)具有結(jié)構(gòu)復雜、功能繁多、配件模塊體系大等特點。動車組蓄電池，作為高速動車組極為重要的一類設備蓄電池，為動車組輔助設備、網(wǎng)絡傳輸、部分車載設備提供電源輸出。本文主要論述，高速動車組蓄電池的故障研究。

關(guān)鍵詞：動車組 蓄電池 故障處理

1 研究意義與背景

高速動車組的發(fā)展對經(jīng)濟具有非常強有力的推進作用，也是不斷采用現(xiàn)代科技成果并從低水平向高水平推進的產(chǎn)物。高速動車組之所以得到快速發(fā)展并受到世人青睞，是由于高速動車組具有其他交通工具難以比擬的技術(shù)優(yōu)勢。一是行車速度高；二是動車組運能大，高鐵車次的間隔時間可達到5分鐘，這是公路和航空做不到的；三是安全性高，列車運行控制系統(tǒng)是利用成熟的電子技術(shù)和智能化軟件所集成的，能確保兩列車間的安全距離；四是全天候運行，高速列車可以全天候運行，不受雨、雪、霧、風的影響；此外還具有能耗低、節(jié)約用地、環(huán)境污染輕、舒適度高等特點。

鐵路高速技術(shù)的發(fā)展主要優(yōu)點在于能夠滿足旅客對縮短旅行時間需求，舒適方便且經(jīng)濟性良好。為了保證動車組能夠安全有效的在高鐵線路上運行，針對與動車組運行故障的整理、統(tǒng)計和分析則成為了一項非常重要的工作。

2 動車組蓄電池的功能與應用

動車組的蓄電池是車組上非常重要的一類設備，蓄電池為高速動車組的輔助電源設備，為列車控制設備、網(wǎng)絡系統(tǒng)等負載提供DC110V電源。同時，當列車遇到特殊情況，處于無網(wǎng)壓狀態(tài)時，按照要求蓄電池要保持車組應急通風至少大于90分鐘，其余應急用電如應急照明、應急顯示、維修用電、通訊及其控制等輔助設備在120分鐘時間內(nèi)保持運行狀態(tài)。而蓄電池一旦發(fā)生故障，那么動車組的升弓供電作業(yè)，日常低壓供電功能均無法順利完成。

3 動車組蓄電池故障

蓄電池箱及電氣組件的典型故障、原因分析，以及處理方案：（如表1-1）

4 動車組蓄電池典型故障分析

4.1 故障現(xiàn)象

以我國國產(chǎn)的標準動車組實驗車型為例，車輛從無電停放狀態(tài)下恢復供電時，操作蓄電池開關(guān)至“開”，司機室TCMS系統(tǒng)HMI顯示器一直黑屏或啟動時突然斷電，動車組蓄電池不進行電壓輸出，檢查司機室及1、8車直流柜內(nèi)單車蓄電池表電壓顯示直流電壓小于92V，可認為動車組蓄電池發(fā)生虧電故障，動車組無法啟動。

4.2 原因分析

導致蓄電池虧電的原因有如下幾個原因：

蓄電池故障，無法正常充電；

充電機故障，無法對蓄電池正常充電；

車輛在未升弓供電狀態(tài)下蓄電池持續(xù)放電導致充電機欠壓保護動作。

4.3 應急處理措施

（1）切除部分蓄電池直流負載實現(xiàn)應急啟動

標準動車組實驗車型全列配置4組堿性蓄電池，當蓄電池發(fā)生欠壓保護后可充分利用堿性蓄電池的化學反應來恢復部分電能，使蓄電池電壓達到欠壓保護值以上，實現(xiàn)動車組的重新啟動，具體操作如下：

蓄電池虧電欠壓保護后，切除各車緊急通風逆變器、廁所有無人指示燈、配電柜照明、風笛、儀表照明、聯(lián)解控制、外接電源控制、在線直流絕緣監(jiān)測、制動系統(tǒng)、安全回路、保溫控制、軸溫系統(tǒng)、撒砂系統(tǒng)、溫度采集裝置控制、轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)裝置、空調(diào)控制、應急燈、視頻監(jiān)控、單相逆變電源、給水衛(wèi)生、煙火報警、旅客信息系統(tǒng)，前照燈、標志燈、24V電源1、24V電源2、24V電源3、車內(nèi)壓力釋放、ATP、無線傳輸裝置、刮雨器、車載地震、過分相等設備斷路器，等待至少30分鐘以上，待各車蓄電池電壓上升至欠壓保護恢復值（92V，建議93V以上）以上時，投入主控，操作蓄電池開關(guān)，待網(wǎng)絡系統(tǒng)啟動后，升弓、閉合VCB，若蓄電池在啟動過程中再次欠壓保護，則不應該在短時間內(nèi)嘗試再啟動，以免蓄電池虧電情況進一步加劇。

（2）外接AC380V電源供電方式實現(xiàn)蓄電池充電若通過第一步作業(yè)辦法蓄電池再次保護或網(wǎng)絡系統(tǒng)一直不能啟動，可采用外接電源供電方式進行充電機的自啟動，給各車蓄電池進行充電

（3） 外接應急蓄電池的非常啟動方式

若現(xiàn)場無外接AC380V電源條件，可通過設置在6車控制柜內(nèi)外接應急蓄電池的非常啟動電路應急啟動動車組，非常啟動步驟如下：斷開6車【輔助空氣壓縮機】、【升弓】、【真空斷路器】，斷開7車【牽引變流器控制1】，將6車非常啟動盤【緊急啟動負線】斷路器閉合，將6車接地開關(guān)盤處常OFF接地開關(guān)100N1閉合，將7車接地開關(guān)盤處常OFF接地開關(guān)100N1、100Q2閉合，通過地面應急蓄電池連接緊急啟動連接器；閉合非常啟動開關(guān)盤【輔助空壓機啟動】斷路器，6車輔助空壓機啟動后，安排人員在輔助空壓機處觀察壓力值，風壓達到750kpa時斷開【輔助空壓機啟動】斷路器；閉合非常啟動開關(guān)盤【受電弓升起】斷路器，到車外確認6車受電弓已升起；閉合非常啟動開關(guān)盤【VCB閉合】斷路器，在6車車內(nèi)確認VCB已動作；閉合非常啟動開關(guān)盤【充電機啟動】斷路器，延時15s后，6車牽引變壓器風機低速啟動，7號車牽引變流器風機低速啟動， 7車輔助逆變器啟動，1、8車所有充電機啟動，充電機開始給蓄電池充電，直流柜和司機室電壓表指數(shù)上升，應急啟動完成；蓄電池充電維持至少1小時后，斷開應急啟動開關(guān)盤電路，操作順序為斷開【充電機啟動】斷路器-斷開【VCB閉合】斷路器-斷開【受電弓升起】斷路器-斷開【緊急啟動負線】斷路器-拆外接應急蓄電池和開關(guān)盤盤的連接器；閉合6車【輔助空氣壓縮機】、【升弓】、【真空斷路器】，閉合7車【牽引變流器控制1】，將6車接地開關(guān)盤處常OFF接地開關(guān)100N1斷開，將7車接地開關(guān)盤處常OFF接地開關(guān)100N1、100Q2斷開；按照正常動車組蓄電池投入和升弓閉合VCB作業(yè)程序進行動車組供電。

5 小結(jié)

動車組的蓄電池故障對于動車組運營會產(chǎn)生較大的影響，甚至有直接導致線上停車的風險，并且救援困難。因此本文重點列舉了關(guān)于動車組蓄電池的各類常用故障，以及其故障原因的分析，故障處理辦法等。選取其中一種國產(chǎn)的標準動車組實驗車型作為實例，在其蓄電池發(fā)生虧電無法正常工作時，分析引起該故障的幾種主要原因，最后重點闡述動車組蓄電池的充電方案。