CRH6A-A型动车组高压母线过电流故障原因分析及处置

CRH6A-A型动车组高压母线过电流故障原因分析及处置

许健

中国铁路成都局集团有限公司成都动车段   四川 成都 610057

摘要：本文通过对CRH6A-A型动车组高压系统介绍，简要分析了高压母线过电流故障报出原理，同时梳理了一厕系列动车组与四厕系列动车组在应急处置的区别，为线上应急处置提供参考。

关键字：CRH6A-A型；高压母线过电流；应急处置

中图分类号：U279.5 文献标志码： A

1 概况

2021年XX月XX日，CRH6A-A动车组运行途中，HIM报03车高压母线过电流故障，司机施加制动停车，随车机械师通过受电弓监控视频检查，确认故障时刻03车高压部件有放电现象，其余高压部件可见部位状态均正常，切除2单元受电弓、VCB，断开03车母线隔离开关，升02车受电弓，维持运行入检修库处置故障。当CRH6A-A车组报出高压母线过电流时会直接导致车组VCB开，此时影响会影响车组正常牵引，故障未确认清楚盲目闭合VCB可能造成车组高压系统二次放电，从而带来严重后果。

2 原理分析

2.1  高压系统介绍

CRH6A-A型短编动车组主供电系统主要有受电弓、真空断路器VCB、保护接地开关EGS、高压隔离开关、电缆及电缆连接器、主变压器组成，25kV电网高压首先由受电弓引入动车组，然后经过高压隔离开关接入到高压设备，并旁路连接了保护接地开关EGS。高压设备内有避雷器、真空断路器VCB、电缆接头。从高压设备出来的高压电直接连接到牵引变压器的原边绕组。

CRH6A-A型短编动车组一厕系列车组2号车和3号车车顶各设受电弓、保护接地开关EGS、高压隔离开关一套。

图1  CRH6A-A型短编动车组一厕系列车组主供电系统

CRH6A-A型短编动车组四厕系列较一厕系列在03车车顶高压主回路增设了一台高压隔离开关和一台电流互感器，采用在03车配电柜内指示灯及网络弹屏的方式实现隔离开关状态和故障报警的方案。

图2  CRH6A-A型短编动车组四厕系列车组车顶高压设备

图3  CRH6A-A型短编动车组四厕系列车组主供电系统

2.2  故障原理分析

CRH6A-A型短编动车组四厕系列在03车车顶高压主回路增设一台高压隔离开关和一台电流互感器（CT6），车内增加过流继电器、指示灯等硬件，出现高压母线过电流故障后，可通过受电弓升弓状态及过流指示灯判断故障位置，实现车内操作隔离开关隔离故障单元。

当CT6检测到高压母线过流后，驱动车内过流继电器ACOCR3励磁，其一组常开触点闭合后驱动ACOCRR3继电器励磁、过流指示灯ACOCLP点亮,另一组常开触点使8号线加压，断全列VCB；ACOCRR3继电器的2个常开与1个常闭触点动作后其作用分别为：形成过流保护自锁回路、使107号线加压降全列受电弓、反馈至终端报出过流故障。

高压母线过流故障（代码0121）报出逻辑：终端装置通过M200线判断是否存在高压母线过流故障，当M200由1变为0且持续时间超过0.5s时，报出高压母线过流故障故障。

图4  CRH6A-A型短编动车组高压母线过流电路

3现场排查

故障动车组入检修库，检查详情如下：

（1）查看HMI屏故障记录界面，06:26:15秒03车报高压母线过电流故障（代码0121）。

图5  HIM屏故障显示界面

（2）检查03车交流柜内【母线高压隔离开关】断路器状态正常，母线过流继电器ACOCRR3安装状态良好，继电器内部无烧损、电蚀等异常。

图6  03车【母线高压隔离开关】及过流继电器

（3）登顶检查发现03车受电弓表面缠绕异物（疑似孔明灯），受电弓碳滑板存在轻微放电电蚀痕迹。

图7  03车受电弓弓头及碳滑条

（4）检查发现03车高压隔离开关闸刀表面挂有异物，高压隔离开关闸刀、簧片及底座存在明显电蚀痕迹。

图8  3车高压隔离开关

（5）检查03车接地保护装置处电缆终端及铜导体，发现电缆终端顶部及铜导体紧固螺栓均存在电蚀痕迹。

图9  03车接地保护装置电缆

（6）根据现场检查情况，分析判断本次故障系外部异物（孔明灯）搭接在03车高压隔离开关上引发对车体放电，导致车顶高压母线电流瞬时增大报出高压母线过电流。检修人员清理车顶异物，更换03车车顶电蚀紧固件，对车顶其余电蚀部分进行打磨，通电试验正常。

4 应急处置

4.1  未加装母线高压隔离开关车组处置方法

（1）司机施加制动停车，报告列车调度员，确认接触网供电状态，若排除由于接触网供电原因导致，通知随车机械师

（2）随车机械师通过所有受电弓视频监控对故障时刻全列车顶高压设备可视部分进行状态确认，并查看故障时刻升弓车厢受电弓升降状态。

（3）若未发现异常情况，进行换弓，闭合VCB操作，故障消除时，维持运行。

（4）若故障时刻车顶高压设备有闪络放电等异常现象，或无异常但受电弓未升起，随车机械师按规定程序登顶，检查车顶高压设备状态。将02、03车之间的特高压电缆（线号：2501）拆除，每侧过桥跳线安装的紧固件包括：1个M16X65螺栓，1个M16螺母。拆除过桥跳线后，远程切除接地点侧受电弓，隔离接地点后，维持运行。恢复安装过桥跳线的扭力为120N·m。处理完毕，通知司机维持运行。

（5）若接地点无法隔离且需救援时，通知司机报告列车调度员，并请求救援。

4.2  已加装母线高压隔离开关车组处置方法

（1）司机通过网压表确认网压异常，则操作降下受电弓并施加制动停车，通知随车机械师。

（2）随车机械师通过所有受电弓视频监控对故障时刻全列车顶高压设备可视部分进行状态确认，并查看故障时刻升弓车厢受电弓升降状态。

（3）随车机械师确认03车【母线高压隔离开关】断路器状态，若断开，则闭合；若闭合，则执行母线高压隔离开关切除操作。

（4）确认03车[母线过流]指示灯点亮，按照母线高压隔离开关操作说明断开母线高压隔离开关。

（5）若通过弓网视频未发现闪络放电位置，则切除另一单元受电弓及VCB，不换弓后闭合TB维持运行。

（6）若通过弓网视频检查确认闪络放电位置且闪络放电位置非母线高压隔离开关附近，则以母线高压隔离开关为界限切除故障侧受电弓及VCB，升非故障侧受电弓，闭合TB维持运行。

（7）若通过弓网视频发现闪络放电位置为母线高压隔离开关附近，则根据故障时刻升弓车厢进行处置：若故障时刻升03车受电弓，则通知司机切除02车受电弓及该单元VCB，升03车受电弓，闭合TB维持运行；若故障时刻升02车受电弓，以母线高压隔离开关为界限确认放电侧，切除故障侧受电弓及VCB，升非故障侧受电弓，闭合TB维持运行。

5 总结

通过对比CRH6A-A平台短编动车组一厕系列车组与四厕系列车组，得出一厕系列车组车顶高压母线未设置隔离装置，当母线发生接地故障后，需登顶进行破拆作业，将故障单元切除后维持车辆运行或等待救援，处置时间均需2小时以上，严重影响线路运行秩序；四厕系列车组加装了母线高压隔离开关，可将高压系统分为两个单元，当高压设备接地后，可断开母线高压隔离开关，升非故障侧受电弓，维持运行，大大减少占用正线的时间。因此建议在一厕系列车组车顶加装高压隔离开关及母线电流互感器，以满足动车组高压系统可检测、可隔离、可运行的要求。

参考文献：

[1] 中车青岛四方机车车辆股份有限公司.CRH6A-A型动车组电气原理图[S].青岛：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，2018.

[2] 中车青岛四方机车车辆股份有限公司. CRH6A-A型动车组途中故障应急处理指导手册[S].青岛：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，2020.