鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組的保護探討

王立志

摘要：一般情況下，鐵路客車空調機組的運行監控都是通過PLC實現的，其能夠實現對于空調機組運行狀態的實時監測，一旦發現機組出現異常，能夠及時采取相應的控制措施，保證設備及人員安全。本文從當前鐵路客車電氣綜合控制柜具體情況著眼，就其保護措施進行了探討，希望能夠切實保障空調機組的穩定可靠運行。

關鍵詞：鐵路客車;電氣綜合控制柜;空調機組;保護

前言：

科學技術的發展不僅使得我國鐵路運輸的速度一再提高，乘車環境也得到了優化，在運用PLC實現對鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組的管理后，機組運行的穩定性和可靠性顯著提高，而且即便機組或者電氣系統出現問題，PLC也能夠在第一時間做出反應，在判斷故障信息的同時，提供有效保護，切實保證行車安全。

1 鐵路客車電氣綜合控制柜具體情況

以PLC技術為支撐，在電氣綜合控制柜空調機組中接入模擬輸入節點，能夠實現對于供電主回路三相電壓和電流的PLC控制，從而降低鐵路客車空調機組的運載效率，也能夠為其提供相應的保護功能。利用Beckhoff嵌入式PLC作為主控器，能夠實現電氣控制系的PLC運動控制，其作為核心的功能，是針對電氣控制保護單元的運行狀態進行檢測。考慮PLC技術本身所具備的可編程特點，其能夠有效適應電氣自動化控制的工作環境，保證控制的可靠性和安全性。在對電氣綜合控制柜空調機組進行設計時，想要發揮PLC技術的優勢，需要做好其工作環境分析，因為電氣控制保護單元中的PLC技術必須能夠對環境進行有效檢測。PLC安裝完成后，自動檢測功能就可以發揮出來，能夠實現對電氣系統及相關設備的自動化控制，也可以自動感應電氣控制保護單元中的各個部件。如果在電氣控制保護單元中接入PLC技術，則可以對自動化遙感信號進行收集和整理，整理出的信息能夠被及時反饋到控制系統中。運用PLC技術，可以為普通的計算機控制系統提供可靠支撐，在提高設備運行效率的同時，減少其運行成本。另外，PLC技術所具備的開放式通信協議保證了信號的可靠傳遞，接線方式更加簡單^[1]，在智能化系統中，還可以直接進行編程改造工作，對電氣自動化控制系統中存在的缺陷和問題進行排查，以此來縮小電氣控制系統的體積（見圖1）。

2 鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組保護措施

2.1保護原理

對鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組的運行情況進行分析，其中最為關鍵的就是針對空調壓縮機的保護，因為在運行過程中，如果空調壓縮機三相電流超出PLC控制電流的數值1.倍，并且持續時間超過60s，則會導致過載保護裝置的觸發。通常來講，過載保護裝置對于空調壓縮機的保護是通過切斷負載電源的方式實現的，在相應的顯示屏上，會將引發保護的過載數據顯示出來。配合PLC檢測，若壓縮機在空調機組運行過程中，三相電流最值超出電流平均值15%，維持時間超過10s，則同樣會導致空調壓縮機三相電流不平衡保護的觸發。無論是電流過大還是過小，都會引發壓縮機工作異常，導致其使用壽命的下降。

在PLC技術檢測中，如果發現空調機組壓縮機三相電流的最值與平均值差距超過20%，則控制系統會自動發出告警信息，提醒工作人員注意，并將相應的數據傳輸到控制終端，輔助工作人員對可能存在的問題進行分析和判斷;若上述差值超過30%，PLC控制系統會直接切斷電源，同時將故障數據顯示出來，工作人員可以對照正常數據與故障數據，完成對于故障的判斷工作。通過這樣的方式，PLC電氣綜合控制系統能夠實現對于鐵路客車空調機組壓縮機的有效保護，切實保障機組的穩定可靠運行。在針對電氣系統進行設計時，核心工作是必須實現電氣控制保護單元設計的標準化和規范化，通過標準化的電氣控制保護單元來確保習題保護功能的有效發揮，將其應用到鐵路客車空調機組控制箱內，還能夠實現更多功能，如信息傳遞、信號保護、參數設置等。在當前的技術條件下，電氣控制保護單元通常都會采用模塊化設計，比較重要的包括通訊模塊、信號采集模塊、數據采集模塊、I/O模塊以及個隔離模塊等，配合電氣照明燈、操作箱、報警裝置、瓦斯斷電儀等相關設備，能夠實現對于電氣控制系統的有效保護，也可以將數據采集器、電磁閥控制箱以及狀態監測器等設備連接在一起，促進鐵路客車空調機組整體操作水平的提高^[2]。

一般情況下，電氣控制保護單元對于電氣設備的監測工作都是通過外部信號采集模塊實現的，如果因為各種因素影響，導致電機或者電纜的絕緣水平降到標準值以下，則需要采取相應的漏電保護動作。通過增加熱敏電阻值的方式，能夠對過熱保護單元的動作進行強化，繼而控制檢測常閉節點斷開，將存在過熱問題的回路切斷，使得電氣系統能夠停止運行。

2.2故障保護

從保障安全的角度，工作人員每天都會對鐵路客車上的空調機組進行維護，但是即便如此，也不可能完全杜絕安全問題，尤其是空調制冷裝置，更是容易出現各種各樣的問題。對此，需要工作人員做好故障的快速準確定位，采取有效的保護措施來減少故障可能帶來的影響。通常來講，空調機組運行過程中，壓縮機會受到PLC的保護，但是如果制冷裝置出現問題，需要機組管理人員做好相應的人工調節工作，依照顯示屏上的異常數據，對故障進行診斷，對于出風口、回風網等部分做好重點檢查，如果發現電源存在聲音異常，需要及時切斷電源，初步執行保護方案，向上級部門提交故障報告，制定切實可行的故障處理措施，保證空調機組的正常穩定運行^[3]。

3 結語

總而言之，鐵路客車電氣綜合控制柜的核心是PLC系統，通過PLC控制，能夠確保電氣綜合控制柜空調機組的穩定可靠運行，而且一旦檢測到數據異常，控制系統會自動做出反應，啟動保護方案來對空調機組進行保護，減少故障對于設備造成的損害，為鐵路客車提供一個良好的車內環境。

參考文獻

[1]梁志榮.鐵路客車電氣綜合控制柜空調機組的保護探討[J].時代農機，2018，45（07）：217，227.

[2]朱曉泉，王寧，杜恒良.淺談電阻檢測方法在鐵路客車電氣系統調試中的運用[J].科技創新與應用，2017，（32）：91-92.

[3]房艷.鐵路客車電氣綜合控制柜檢修流水線[J].機車車輛工藝，2017，（02）：38-39.

（作者單位：中車南京浦鎮車輛有限公司）