鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組的保護探討

梁志榮

（廣州局集團有限公司，廣東 廣州 510800）

隨著我國社會經濟的快速發展，鐵路客車的乘車環境也更加舒適。尤其是通過PLC能夠加強對于鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組的管理，一旦客車的電氣系統或者空調機組出現了故障問題，能夠及時針對故障信息進行判斷，并且做出迅速的保護反應。更好地維護鐵路客車電氣控制系統的整體運行質量保障行車安全，提高鐵路客車空氣質量。

1 鐵路客車空調機組

根據我國目前的鐵路客車空調機組的類型進行劃分，主要包括通風系統、制冷系統和加熱系統且空調機組的主要部件包括了壓縮機、通風機、換熱器和電氣控制柜等部件。空調機組中電氣控制柜通常安裝在配電室的內部，所以能夠直接通過電氣控制柜對車頂空調器進行控制［1］。進一步實現轉換開關繼電保護等操作，通過運用PLC保證車廂內的空氣進行自動調節，提高空氣濕度和溫度。一般情況下鐵路客車空調機組包括三種類型，包括車頂單元機組、車上單元機組以及分體式機組。

2 PLC技術的電氣綜合控制柜

運用PLC將模擬輸入點接入到電氣綜合控制柜中的空調機組，能有效控制供電主回路的三相電壓以及總電流通過在PLC控制之下，保證客車的空調機組通風機和冷凝風機的運載效率降低。對于整個空調機組具有多層次的保護功能，同時，壓縮機不僅需要承載電子保護，而且還必須針對過流繼電器和熔斷器進行保護。

通過選擇Beckhoff嵌入式PC控制器作為主控器，能夠幫助電氣控制系統實現PLC運動控制和可視化任務。通過對于PLC技術在電氣控制保護單元中的運行效果進行分析，能夠明確PLC技術最主要的功能就是對于電氣控制保護單元運行的狀態進行檢測。首先是為PLC技術控制器，另一部分就是現場裝置［2］。由于PLC技術的可編程特點，所以能夠實現電氣控制保護單元電氣自動化控制的工作環境的適應性，最主要的特性就是可靠性與安全性。針對電氣綜合控制柜空調機組設計的過程中，通過采用PLC技術，必須要針對PLC技術的工作環境進行分析，由于電氣控制保護單元的PLC技術新硬件需要針對環境進行檢測。PLC安裝完成之后，能夠有效發揮出PLC技術的自動檢測功能［3］。可以對電氣系統的設備進行自動控制。此外還可以針對電氣控制保護單元的各個部件進行自動化的感應，當PLC技術接入到電氣控制保護單元之中，能夠針對自動化遙感信號進行收集與整理，并且及時的加以反饋。通過PLC技術能夠進一步滿足普通計算機控制系統，也能夠明顯的提高裝置的運行效率，減少運行成本。此外PLC技術的協議具有開放式的通信特點，所以能夠保證，信號之間的接線方式更加的簡單，尤其是在智能化系統之中，工作人員還可以直接對皮爾西進行編程改造，并且排查出電氣自動化控制系統中存在的故障。不僅功能強大，而且具有豐富的通訊保障。進一步縮減了電氣控制保護系統的體積，實現拆裝便利、無限擴展、簡單操作的功能。

圖1 鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組

3 鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組的保護措施

（1）鐵路客車綜合控制柜，空調機組保護工作的基本原理。首先在鐵路客車電氣綜合控制柜，空調機組運行的過程中，最主要的就是針對空調壓縮機進行保護［4］。如果壓縮機三項工作電流超過了PLC控制電流值，并且超出了電流值的1.5倍，持續在1min左右，則會觸發過載保護裝置。通過切斷負載部分電源的方式來保護壓縮機，在顯示屏上顯示過載數據。通過PLC的檢測如果空調機組壓縮機的三相電流出現最大值或最小值與電流平均值超過15%，并且持續10s左右，則會自動觸發空調壓縮機三相電流不平衡保護。因為如果電流過大或者電流過小都很容易導致壓縮機工作異常，影響壓縮機的使用壽命。

此外在PLC檢測之下，如果空調機組的壓縮機，三相電流的極值與平均值之間的差額超過20%則會自動發出警報，及時的提醒相關的工作人員針對存在的問題進行判斷與分析，如果差值超過30%，則PLCP會立即切斷電源，并且自動顯示故障數據通過這樣的工作原理進行判斷，PLC電氣綜合控制系統能夠有效的針對客車壓縮機進行保護，保障空調機組的穩定運行。電氣系統設計的主要核心是電氣控制保護單元的標準化設計，標準化電氣控制保護單元，在空調機組控箱的內部能夠具有信號采集、信號整理、信號保護、參數設置、通訊等功能。現階段電氣控制保護單元包括I/O模塊、通訊模塊、數據采集模塊、信號采集模塊、隔離模塊等不同的接口。通過操作箱、電氣照明燈、報警裝置、瓦斯斷電儀等設備能夠保證電氣控制系統的基本保護功能。也能夠有效的針對電磁閥控制箱、數據采集器、狀態監測顯示器等設備進行有效連接，提高空調機組的整體操作水平。

電氣控制保護單元必須要通過外部信號采集模塊來監測、采集電氣的漏電情況。如果一旦發生電機或者電纜的絕緣水平下降到標準值以下，必須要立即采取漏電保護動作。通過所有的熱敏電阻值增大來加強過熱保護單元動作，控制檢測常閉節點的斷開，切斷過熱回路，保證電氣系統停止運轉［5］。電氣控制保護單元的繼電器能夠幫助外圍設備輸出起屏信號，有效控制電氣照明燈報警裝置等控制繼電器。

（2）空調制冷裝置故障及保護。盡管機組人員對針對空調機組進行日常維護，但是有很多的安全隱患無法通過人工的方式進行排查，所以空調制冷裝置依然會產生故障。在這種情況下，必須要及時的針對故障進行精準定位，并且及時采取必要的保護措施。

通常情況下，在空調機組運行過程中，除了壓縮機受到PLC的保護之外，在制冷裝置發生故障時，機組人員必須要采取必要的措施進行人工調節，首先機組人員應該針對空調制冷裝置進行判斷，在診斷的過程中，應該嚴格按照顯示屏中的數據異常情況進行分析，從而重點檢查空調出風口、回風網是否發生故障。如果存在電源出現聲響異常的情況，則必須及時切斷電源，并且制定初步的保護方案還應該向上級部門進行反應，從而制定具體的措施，及時處理［6］。

4 結語

本文通過針對鐵路客車電氣綜合控制柜，空調機組的保護進行探索，進一步說明，電氣綜合控制柜的關鍵核心在于PLC控制系統，通過利用PLC控制，能夠自動保證空調機組在電流出現異常情況自動切斷電源保證空調機組的使用壽命，進一步促進鐵路客車車內環境保障鐵路客車的穩定運行。