動車組VCB控制電路分析

張明思

摘 要：動車組控制電路是動車組核心技術，掌握控制電路原理就是掌握動車組設計理念、動車組控制原理。動車組主斷路器VCB是動車組最重要的保護開關，其控制電路也是控制系統中比較復雜的，掌握VCB控制電路在了解整個動車組控制電路系統中有重要地位。本文對CRH2型動車組VCB控制電路進行深入解析，了解電路設計原理、故障聯鎖特點，提高控制電路故障分析能力。

關鍵詞：動車組；CRH2；主斷路器；VCB；控制電路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.156

1 VCB電路整體分析

CRH2A型動車組的主斷路器（VCB）是動車組的電源總開關和總保護電器。當VCB閉合時，動車組通過受電弓從接觸網導線上獲得電源，投入工作；若動車組主電路和輔助電路發生短路、超載、接地等故障時，故障信號通過相關控制電路使VCB自動開斷，切斷動車組總電源，防止故障范圍擴大。由此可見，VCB除了擔任動車組總開關的作用之外，最重要的是VCB的保護功能。VCB控制電路就是以VCB的保護功能為設計主題來設計的。

由圖1可見：VCB控制電路主要分布在1，2，6，8四個車，其中1，8車是司機控制臺操作按鈕，2，6車是VCB主電路部分；VCB控制電路每個動力單元一套，幾乎對稱；VCB控制電路主要由102線、103線、7線和8線四條線提供110V直流電源。

2 VCB電路控制線路分析

分析VCB控制電路需從VCB閉合回路和VCB斷開回路兩條通路來進行電路分析，首先我們分析VCB閉合回路：（假設我們選擇1車為主控端）。

（1）使線圈VCBCR1得電：102線→VCBN手動閉合→MCR閉

合（1車）→按下VCBS開關→7線有電→觸點URO1常閉→觸點VCBCR2常閉→線圈VCBCR1和線圈VCBCR2同時得電→①線圈VCBCR1得電→觸點VCBCR1閉合。

②線圈VCBCR2得電→觸點VCBCR2斷開→7A線中的電只能經過限流電阻Re同時給線圈VCBCR1和線圈VCBCR2供電。

（2）使線圈ACMGVR1得電：103線→VCBN手動閉合→ACMGV閉合（當主風管風壓達到780kpa時吸合）→ACMGVR2常閉→線圈ACMGVR1和線圈ACMGVR2同時得電→①線圈ACMGVR1得電→觸點ACMGVR1閉合。

②線圈ACMGVR2得電→觸點ACMGVR2斷開→8P線中的電只能經過限流電阻Re同時給線圈ACMGVR1和線圈ACMGVR2供電。

（3）使線圈VCBOR2得電：103線→VCBN手動閉合→7B線有電→觸點ACMGVR1閉合→觸點VCBOR1常閉→觸點VCBCOR常閉→觸點ACOCRR2常閉→AOCN手動閉合→觸點GRR3-2常閉→觸點ACK1閉合→①CIFR1閉合（CI沒有檢測出接地以外的故障時，線圈CIFR得電）。

②CORR閉合（當CI發生故障并進行牽引切除時，線圈CORR得電）。

①②兩種情況→CIGRR1常閉→進入動力單元的另外一臺CI（3、7車，同2、6車情 況一樣）進行檢測→線圈VCBOR2得電→VCBOR2閉合。

（4）使VCB-M得電：103線→VCBN手動閉合→OCTN手動閉合→MTOPMN手動閉合→KRR常閉（3、7車）→KRR常閉（2.、6車）→VCBCR1閉合→VCBOR2閉合→線圈VCB-M得電→VCB閉合。

（5）VCB自保持電路：103線→VCBN手動閉合→OCTN手動閉合→VCB閉合（當VCB閉合時此觸點才能吸合）→VCBOR2閉合→線圈VCB-M一直得電→VCB一直閉合。

由以上是VCB閉合電路的分析可知，在VCB閉合過程中，只要有其中任一設備出現故障VCB都不能閉合，一次VCB的閉合操作包含了多個設備的聯合控制，體現了VCB控制的復雜性，這種復雜性也確保了VCB不僅僅是動車組電源的總開關還是動車組的總保護開關。

接下來就是VCB斷開電路的分析，VCB斷開分為兩種情況，一種是正常操作斷開VCB，另一種是故障斷開VCB。

（1）VCB正常斷開：102線→VCBN手動閉合→按下VCBOS開關→8線有電→線圈VCBOR1得電→觸點VCBOR1斷開→線圈VCBOR2失電→VCBOR2閉合觸點斷開→線圈VCB-M失電→VCB斷開。

（2）故障斷開VCB。這部分主要由VCB自保持電路中的兩個觸點：觸點OCTN和觸點VCBOR2來控制VCB，保證發生以下幾種故障時VCB馬上斷開保護動車組安全。

1）OCTN斷開→發生一次側過流故障。

2）VCBOR2斷開→①ACMGVR1斷開——主風管壓力不足。

②ACOCRR2斷開——一次側過流故障。

③GRR3-2斷開——三次側接地故障。

④AOCN斷開——三次側過流故障。

⑤ACK1斷開——主變三次側輸出故障。

⑥CIFR1斷開——主變流器CI發生故障（除接地故障）。

⑦CIGRR1斷開——主變流器CI發生接地故障。

不管是VCB的閉合回路還是VCB的斷開電路都體現了多個設備的檢測，傳輸和控制技術的融合。掌握VCB控制電路是動車組控制技術設計理念的經典電路，也是掌握CRH2型動車組控制原理的必經之路，還是了解新一代動車組控制原理的基石。