關于和諧號某型重聯(lián)動車組貫通線過電流預防措施

劉斌普　李海濤　吳臻易

摘 要：不同編組動車組蓄電池存在電壓差，重聯(lián)工況下，存在蓄電池電壓差的兩編組通過重聯(lián)時貫通的降弓回路線形成通路，蓄電池間的較大的充放電電流使降弓回路線過流，回路中降弓用繼電器常開觸點因過流粘連，造成升弓條件無法建立，受電弓無法升起，文章提出多種阻斷貫通回路過流方案，并且選取其中一種方案試驗驗證，效果良好，已在現(xiàn)車批量完成改造，應用效果良好。

關鍵詞：重聯(lián)動車組 貫通線 過電流 蓄電池

1 和諧號重聯(lián)動車組貫通線過電流導致受電弓無法升起故障

受電弓是動車組的唯一受流部件，對動車組正常運行尤為重要，8編組動車組配置2架受電弓，1架作為受流弓，另1架備用，運行中若其中1架受電弓故障則需盡快更換車組，避免因兩架受電弓全部故障后車組停車救援，影響運行秩序。

經(jīng)調(diào)查和諧號重聯(lián)動車組某起受電弓無法升起故障的原因是重聯(lián)動車組因蓄電池修程不同，在車組存放一段時間后蓄電池電壓下降程度不同，兩列動車組直流電路之間存在電壓差，在重聯(lián)車組按下降弓按鈕后，兩列不同電壓的蓄電池正極通過降弓貫通線貫通，和諧號蓄電池直流電路負極共地，兩列蓄電池電壓不同的動車組直流蓄電池通過貫通線形成并聯(lián)，電壓高蓄電池向電壓低蓄電池放電，回路中電阻小，形成大電流超過繼電器觸點額定電流，繼電器觸點黏連無法斷開，降弓回路持續(xù)導通，降弓信號持續(xù)存在導致受電弓無法升起。

2 貫通線過電流路徑分析

為研究防止過電流措施，以下對過電流路徑具體分析，具體路徑如圖1中箭頭所示，本列蓄電池母線103線電流通過降弓貫通線1170線到達另一列蓄電池母線103線，因所有蓄電池負極均共地，且回路僅包含蓄電池內(nèi)阻及線纜自身電阻，電阻極小導致形成較大電流，輔助降弓PanDWR1繼電器3-5常開觸點通過大電流時發(fā)生黏連，因常開觸點黏連后無法斷開，蓄電池母線103線通過該黏連觸點持續(xù)向降弓PanDWR繼電器供電，松開降弓按鈕后，通過黏連觸點的電流反向到達降弓貫通線，形成降弓自保持電路，升弓電路無法建立，受電弓無法升起，兩動車組蓄電池電壓差持續(xù)存在導致降弓貫通線持續(xù)過電流，存在較大安全隱患。

3 阻斷貫通線回路過電流方案

因重聯(lián)車蓄電池電壓不同是導致故障的根本原因，自保持電路一旦建立，在蓄電池壓差的持續(xù)作用下降弓貫通線持續(xù)過電流，為避免該類貫通線過電流故障，設計不同方案阻斷貫通線與蓄電池之間的較大電流，貫通線無阻斷方案時，貫通線通過重聯(lián)車鉤插針直接連接，連接導線自身電阻極小，原理圖如圖2所示。

3.1 阻斷方案1：貫通線隔離繼電器

隔離繼電器方案：在重聯(lián)端各自增加隔離繼電器，繼電器線圈由它編組蓄電池供電，繼電器觸點控制本編組蓄電池直流電源103線正極向本編組降弓回路供電，形成繼電器僅負責傳遞信號回路，電流不再直接通過貫通線流向它列負載，隔離繼電器之后的電源均使用本列蓄電池電源103母線，它列蓄電池不再向隔離繼電器之后傳遞，兩動車組蓄電池直流電路相互獨立，編組之間蓄電池無法形成并聯(lián)回路，不會通過貫通線產(chǎn)生過電流，原理圖如圖3所示。

3.2 阻斷方案2：二極管正極阻斷

二極管正極阻斷方案：在重聯(lián)端各自蓄電池母線的設備側增加單向二極管，電流只可以由直流電源蓄電池母線103線向負載流動，不可由負載側向103母線流動，也就是電流僅可以由蓄電池流出，不可將蓄電池作為負載電流流入蓄電池，當重聯(lián)車的蓄電池母線103線通過貫通線107線并聯(lián)時，由于二極管的存在反向逆止電流，編組之間蓄電池無法形成并聯(lián)回路，不會通過貫通線產(chǎn)生過電流，原理圖如圖4所示。

3.3 阻斷方案3：回路內(nèi)串聯(lián)分壓電阻

回路內(nèi)串聯(lián)分壓電阻：在重聯(lián)端各自增加一個分壓水泥電阻R，規(guī)格：阻抗值：25歐姆，功率20瓦特。串聯(lián)在貫通回路中50歐姆，電路后續(xù)并聯(lián)3個繼電器等效電阻約7.6瓦特，電阻分壓約為3.8伏特，直流電源系統(tǒng)繼電器負載動作電壓在70伏特以上，動車組直流電源系統(tǒng)欠壓保護為77伏特，因此分壓電阻分壓約3.8伏特，對100伏特直流電回路無任何影響，當貫通線導致過電流時在繼電器觸點額定電流0.2安培時，電阻分壓為10伏特，遠大于修程不同蓄電池壓差，且通過前期試驗發(fā)現(xiàn)繼電器觸點超過觸點額定電流15倍即3安培時發(fā)生黏連，達到繼電器觸點發(fā)生黏連電流時電阻分壓將達到150伏特，因此由于分壓電阻的存在貫通線電流無法達到繼電器觸點黏連電流，可有效防止電流超過繼電器觸點額定值導致的觸點黏連，原理圖如圖5所示。

3.4 阻斷方案4：直流電路負極不共地

和諧號動車組直流電源系統(tǒng)負極在車體共地，只要是與車體接觸的金屬都與蓄電池負極等電位，導致和諧號動車組直流電源系統(tǒng)的正極可到達的位置均可以通過車體形成回流，此類直流電源系統(tǒng)使得重聯(lián)貫通線存在通過車體形成回流的途徑。直流電源不共地方案：蓄電池的正極與負極接線分別獨立，負極不再與車體連接等電位，蓄電池正極接通的負載必須通過原蓄電池負極回流，才可形成回路途徑。

直流電路負極不共地方案在復興號動車組已有成熟經(jīng)驗，如圖6所示，PE處為蓄電池110V+正極及110V-負極串聯(lián)直流絕緣檢測電阻的唯一接地點，蓄電池直流電源系統(tǒng)僅圖6中直流絕緣檢測系統(tǒng)連接車體，蓄電池正極或者負極接通車體時將報出正線絕緣報警或負線絕緣報警故障，提醒直流電路出現(xiàn)異常及時入庫檢查處理，負極不再共同接地，重聯(lián)動車組貫通線無法通過車體形成回路途徑，可有效避免該類故障。

4 總結

本文通過對和諧號重聯(lián)動車組一次無法升弓故障根本原因的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)修程不同蓄電池電壓不同，導致貫通線過電流問題進行了多種預防措施的探索，給出了不同的預防方案，二極管正極阻斷方案已通過評審在現(xiàn)車整治完成，整治效果良好未再發(fā)生類似故障，其它方案同樣具備極高的實際應用價值，可在后續(xù)類似回路設計中廣泛應用。

參考文獻：

[1]姚芳，李志剛，李玲玲，et al.繼電器觸點失效預測的研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制， 2004，32（16）：28-31.

[2]朱鐵錘.繼電器觸點粘連原因分析及消除措施[J].電工技術，2006，000（002）：84-85.

[3]姜東升，張翼，柳新軍.航天繼電器觸點粘連故障機理分析及保護技術[J].航天器環(huán)境工程，2016，33（6）：4.

[4] 王學峰.消除繼電器觸點粘連的有效措施[J].電工技術，1997（5）：2.

[5]江道灼，敖志香，盧旭日，等.短路限流技術的研究與發(fā)展[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報，2007，19（3）：13.

[6]朱鐵錘.繼電器觸點粘連原因分析及消除措施[J].電工技術，2006.