CR200J動車組重聯DC110V漏電故障分析及改進方案

劉威

(中國鐵路沈陽局集團有限公司長春車輛段，吉林 長春 130000)

1 引言

CR200J動車組在初始短編重聯運行階段，發現餐吧車經常報DC110V漏電故障，對車組運行安全產生嚴重影響。因此，研究分析DC110V漏電故障原因，提出有效的改進方案非常重要和迫切。

2 DC110V漏電監測原理及功能

CR200J動車組DC110V絕緣監測系統(漏電監測系統)主要由列車級絕緣監測、車輛級絕緣監測、中點電阻以及Lonworks網絡等組成[1]，系統示意圖如圖1所示。

圖1 CR200J動車組DC110V在線絕緣監測系統示意圖

列車級絕緣監測由DC100V漏電報警器、餐吧車母線對地電壓傳感器組成，通過對地電壓傳感器采集DC110V正線對地電壓，與采集的DC100V母線電壓同時接入PLC，以判斷絕緣性能，當干線絕緣下降時，DC110V漏電報警器紅燈、綠燈交替閃爍，且蜂鳴器報警。電壓型檢測漏電報警值是“正或負對地占總電壓比例小于 16.7%”，例如總電壓DC110V，正對地為18.3V，正極報警。

車輛級絕緣監測由漏電傳感器、調理模塊(TLMK)組成，通過漏電流傳感器監測本車DC100V的漏電電流，當單車漏電流大于30mA時，TLMK對應正漏(＋L)或負漏(－L)指示燈亮，指示相應漏電，TLMK輸出的電壓模擬信號供PLC采集、顯示和記錄，報警時PLC顯示屏漏電電流數值通過閃爍提示。

中點電阻由DC110V線間電阻和對地電阻組成，列車級、車輛級絕緣監測與中點電阻配套使用，每組車僅餐吧車有一套中點電阻。

安全環路供電開關前端從DC110V母線取電，經過了DC110V漏電檢測，在兩列短編重聯時，供電電源通過電鉤并聯；塞拉門集控和照明集控供電±109從應急負載供電±113取電，±113經過了漏電檢測，在兩列短編重聯時，供電電源通過電鉤并聯；塞拉門集控干線 750、751、752、753、754、759 通過電鉤聯通，照明集控763、764未通過電鉤聯通，電路示意圖如圖2所示。

圖2 CR200J動車組集控及安全環路電路示意圖

3 漏電故障檢查及分析

經過對線路的檢查和對電氣原理的分析梳理，發現故障原因和存在的隱患:

原因一:兩列車集控供電±109都在供電，因兩列車的母線未通過電鉤貫通，電壓存在一定的壓差，操作塞拉門集控時和安全環路正常運行時，會有電流流動不均的現象。例如第一列車電壓較高(DC114V)、第二列電壓較低(DC98V)時，塞拉門集控時和安全環路運行時電流會有一部分從第一列的正線流向第二列的負線，在兩列車的餐吧車上，均會出現正負線電流不對等導致漏電報警。

原因二:每個餐吧車都有DC110V中點電阻，在重聯時通過電鉤±109并聯后，導致重聯列車等效中點電阻值減半，漏電檢測值產生偏移。

4 改進方案

根據電路判斷產生的漏電并非負載的漏電，因此可對集控供電的電源端只進行電壓型漏電檢測，不進行電流型漏電檢測。

同時，中點電阻在短編重聯時電阻進行了并聯，等效阻值減半，對漏電檢測計算電路產生了影響。因此短編組重聯時只需要一個中點電阻，需斷開其中一列的中點電阻，斷開其中一個中點電阻后的重聯編組中的中點電阻和漏電檢測電路等同于長編組的相關電路，對列車的正常運行無影響。

4.1 改動集控電源±109供電線路漏電檢測的方案

將±109供電前端從DC110V母線取電，通過鑰匙鈕SA10控制通斷，即集控電源取電與安全環路取電方式一致，且將取電線路從漏電檢測JK14中脫出。

圖3 ±109改動方案示意圖

4.2 改動中點電阻并入母線的方案

4.2.1 手動操作方案

在中點電阻前端增加雙路斷路空開Q102，空開上粘貼說明:“兩列車重聯時斷開一個”。此方案可避免餐車因重聯報漏電，且兩列車集控電源互為備份，有一列車的器件損壞時不影響列車運行。

圖4 手動斷開中點電阻

4.2.2 根據列車占用和重聯自動切換(硬線)

將原有的主從信號干線(757、758)啟用，并且主從干線不接入電鉤。主從信號線經過司機室占用繼電器常開觸點和重聯繼電器的常開觸點，±109給主從信號線供電，主從線上串一個中點電阻工作繼電器，中點電阻工作繼電器的兩對常閉觸點接中點電阻。

4.2.3 網絡判斷并通過PLC斷開一個中點電阻(軟件)

動力車將重聯信息傳輸給拖車，餐車電氣網絡單元VCU收到重聯數據后，根據本車車廂號(大小號)判斷斷開中點電阻，例如處于“小號”(即4號)時斷開。

比較中點電阻并入母線的三種方案，若選擇硬線自動切換方案，需要將±109接入主從信號線并增加繼電器，對電氣線路改動較大，需要進行報備；若選擇網絡斷開中點電阻的方案，需要進行軟件升級、相關試驗和運行考核；根據在段改造實際情況，選擇在中點電阻前端增加雙路斷路空開Q102手動操作的方案，同時將集控取電線路從漏電檢測JK14中脫出僅進行電壓型漏電檢測。建議后續在鼓型車產品上采用硬線或網絡切換方式，進行相關試驗考核后批量升級改造。

圖5 自動斷開中點電阻的方案

圖6 網絡控制斷開中點電阻的方案

5 結束語

通過分析研究，CR200J動車組短編重聯時DC110V漏電故障的主要原因是集控供電取電方式以及中點電阻并聯時阻值減半導致電路判斷產生的漏電，并非負載的真實漏電。對段配屬的所有短編動車組進行改造，改造后重聯運行時未再出現此類故障。