動車組救援故障梳理及應對措施

周建升

摘? ?要：受線路條件或動車組車輛自身故障的限制，動車組在正線無法自運轉時，需要停車進行救援來保證其運行。動車組停車救援過程會影響動車正線的運行秩序，因此在設計時需要提前采取相應的規避措施，最大可能地避免動車停車救援。本文通過分析自主化平臺動車組的典型故障因素，總結對應的應對規避措施，為動車組的設計改進提供參考。

關鍵詞：動車組救援? 高壓系統原理? 單點故障? 應急自走行

中圖分類號：U266? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0103-02

1? 高壓系統原理

動車組高壓系統由受電弓、真空斷路器+接地保護開關、避雷器、高壓隔離開關、電壓互感器、電流互感器、高壓接頭、高壓電纜等組成，高壓設備連接采用高壓設備箱整體密封結構，除受電弓和網側避雷器外的其它高壓設備均安裝在車下高壓設備箱內，車頂高壓電纜采用內絕緣直接電纜跨接，高壓系統設備布置詳見圖1。

真空斷路器置于受電弓后級，受電弓故障時可通過真空斷路器隔離。真空斷路器可控制兩個高壓單元，工作時僅需一個真空斷路器動作，受電弓側故障可通過斷路器隔離，主干路故障可通過真空斷路器保護，某一個高壓單元故障可通過隔離開關切除。

2? 高壓系統設備故障分析

2.1 受電弓

動車組（8輛編組）設置2套相同的受電弓，互為備用。單個受電弓故障后啟用備用受電弓供電，能夠維持車輛到前方站。僅當整列升弓控制回路失效時才會導致全列受電弓不能升起，失效模式：EGS異常閉合無法斷開、VCB異常閉合無法斷開、受電弓異物擊打受損（全列）、【受電弓】扳鍵故障。

2.2 主斷路器

動車組（8輛編組）設置2套相同的VCB，互為備用，單個VCB故障后啟用備用VCB供電，能夠維持車輛到前方站。僅當整列VCB控制回路失效時才會導致全列受電弓不能升起，失效模式包括：【VCB】扳鍵故障、VCB控制指令線斷開、全列受電弓異物擊打受損。

2.3 高壓隔離開關

每個基本高壓單元設置1個高壓隔離開關，當其中一個基本高壓單元故障后，通過打開相應故障單元的高壓隔離開關，將故障高壓單元隔離。

由于高壓隔離開關8輛編組設置兩個，高壓單元發生故障需要切除高壓隔離開關，當其中一個高壓隔離開關因故障無法打開時，可操作另外一個高壓單元的高壓隔離開關，同樣可以實現隔離故障單元的功能。

2.4 保護接地開關

EGS用于車輛檢修時的車輛放電，若車輛運行過程中EGS異常閉合將會導致車輛高壓系統直接接地，車輛報網側過電流故障，導致地面變電所跳閘。

根據動車組升弓控制電路的連鎖邏輯，動車組任一EGS閉合會導致全列受電弓無法升起，但是該閉合狀態的連鎖繼電器可通過高壓隔離開關的輔助觸點來進行隔離，若其中一個EGS異常閉合無法斷開，可操作故障單元的高壓隔離開關切除，換升正常的高壓單元，使用一半動力仍可維持運行至前方站。

2.5 車頂高壓電纜

動車組車頂高壓電纜全列貫通，中間設置高壓隔離開關，當發生高壓隔離開關之間的特高壓電纜單點接地時，可采用斷開兩個高壓隔離開關的方式隔離故障斷高壓母線，車輛損失一個基本高壓單元動力，使用另一個高壓單元維持運行。

2.6 避雷器

一個基本高壓單元的VCB前、后均安裝1臺避雷器。若車輛運行中發生避雷器被擊穿放電，將會導致車輛報網側過流，導致地面變電所跳閘。由于基本高壓單元為冗余設計，當一個基本高壓單元避雷器被擊穿故障后，可通過切除故障單元高壓隔離開關的方式隔離故障基本高壓單元，使用另一單元維持運行。

2.7 網壓互感器

一個基本高壓單元的VCB前端安裝1臺網壓互感器，可以在升弓的后顯示網壓，網壓互感器的二次側有兩個繞組，分別給本高壓單元和另外一個高壓單元的牽引變流器做網壓同步信息，車輛正常運行中只使用一個網壓互感器。

若車輛運行中發生網壓互感器被擊穿放電，將會導致車輛報網側過流，導致地面變電所跳閘。由于基本高壓單元為冗余設計，當一個基本高壓單元網壓互感器被擊穿故障后，可通過切除故障單元高壓隔離開關的方式隔離故障基本高壓單元，使用另一單元維持運行。

2.8 網流互感器

每個基本高壓單元設置一個列車總網流互感器、牽引變壓器的原邊繞組前后各設置一個支路電流互感器，進行整車的網側過電流保護、牽引變壓器過流和接地保護，當網流互感器故障后，牽引變流器和過流繼電器將無法通過互感器進行主電路和牽引變壓器的保護，可通過切除故障高壓單元的方式，使用正常高壓單元維持運行，保證高壓供電安全。

3? 結語

綜上所述，動車組運行時，高壓系統設備單點、高壓系統設備發生單點或系統性故障時，易引發動車組停車，甚至出現被救援的情況。為了節約救援時間，減小對動車組運行秩序的影響，需要對動車組的高壓系統進行全面的分析。一般系統設備都有備用的設備，一方故障時，隔離故障單元，啟用備用設備，動車組可以維持運行到下一站。目前受電弓已經采用了冗余設計，當任一受電弓無法升弓時，可以采用備用受電弓維持到下一站。但如果發生全列受電弓故障，車輛將無法受流，牽引系統供電中斷。具備蓄電池牽引的車輛可實現應急自走行至附近站點，否則車輛需要等待救援。

參考文獻

[1] 嚴翰新， 黎莎， 喻貴忠. 一種和諧型電力機車和動車組救援懸輪裝置[J]. 鐵道機車與動車， 2015（1）.

[2] 孫惠琴. GPRS在動車組車載故障信息無線傳輸過程的應用[J]. 鐵路計算機應用， 2011， 20（10）：21-22.

[3] 曹宏發， 喬峰， 溫熙圓. 和諧號動車組制動系統故障再現及分析[J]. 鐵道機車車輛， 2011， 31（5）：43-47.