黃繼林，李永柳

（南寧局集團公司南寧車輛段，1、高級工程師，2、助理工程師，廣西 南寧 530001）

近年來因動車組蓄電池故障造成列車嚴重晚點、影響鐵路運輸秩序的問題時有發(fā)生。南寧鐵路局南寧車輛段結合全局配屬CRH2A/380A統(tǒng)型動車組實際情況，以動車組出現(xiàn)蓄電池虧電后如何及時處置為研究課題，重點就動車組檢修、運用中可能出現(xiàn)的直流電源故障提出了應對措施。

1 蓄電池配置及電路原理分析

1.1 蓄電池配置CRH2A/380A統(tǒng)型動車組用堿性蓄電池分為控制、應急和列車無線共用，全車電池系統(tǒng)由6組組成，公稱電壓DC86.4V。2、7號車各裝有一組蓄電池，3、5車號車各裝有兩組蓄電池。在無高壓電情況下，滿足輔助設備工作90min以上的容量，當來自動車組外部的供電停止應急供電時，通過蓄電池能夠向車廂內(nèi)照明、廣播系統(tǒng)、前后車外部標識燈等裝置提供120min以上的供電。圖1為蓄電池配置局部電路系統(tǒng)圖。

圖1 蓄電池配置局部電路系統(tǒng)圖（03車）

1.2 檢測回路原理分析蓄電池電壓檢測回路局部電路如圖2所示。蓄電池102回路通過BatN2斷路器等完成閉環(huán)檢測回路。動車組投入主控后，主控單元蓄電池向105（全列貫通）供電，繼而使03、05、07車蓄電池接觸器BatK1閉合，此時全列蓄電池向103供電。若電壓檢測器監(jiān)測到蓄電池電壓異常下降（低于DC77V），使BatN2斷路器斷開，蓄電池停止向負載供電，防止蓄電池虧電。蓄電池初始直流電源檢測關聯(lián)順序為：Bat（蓄電池單位）→102 A→BatN2（檢測電源未低于DC77V時閉合）→102線→BatVDN2(電壓檢測器斷路器)→102AA線→BatVD(電壓檢測器)→102AC線→BatTD(時間檢測繼電器)→102AD線→BatVDR（得點觸點閉合）→BatN2,完成蓄電池直流電初始直流電壓檢測。

圖2 蓄電池電壓檢測回路局部電路系統(tǒng)圖

1.3 102回路原理分析102最初由蓄電池直接提供公稱DC86.4V電壓。當動車組完成受電弓升弓供電取流，主斷路器（VCB）閉合，輔助電源裝置（APU）正常工作后，由通過蓄電池接觸器BatK1常開觸點將102線與103線接通，蓄電池通過輔助整流器（ARf）輸出的DC100V電源對蓄電池進行充電。102線以〔T1c-1，M1-2〕、〔M2-3，T2-4〕、〔T3-5，M 3-6〕、〔M4-7，T4c-8〕組成直流取電單元。在車組投入主控上電前，各自由本單元蓄電池提供直流電，主控取后，通過BatK1觸點接通103線，貫通全列車組控制用電設備。

1.4 103B加壓回路原理分析為考慮在應急情況下一些必要設備能正常工作，動車組在兩車頭及客室內(nèi)設有應急轉(zhuǎn)換用設備，在非正常情況下可通過操作相關設備實現(xiàn)應急照明燈等用電設備工作，包括標志燈、應急燈、廣播系統(tǒng)以及刮雨器等。在動車組無投主控取電情況下可通過操作相關應急取電 ，關 聯(lián) 順 序 為 ：102線 →BatKCN→102E→RrLpCgS→170線→RrLpCgN→RrLpCgK(得電常開觸點閉合)→103B線加壓→應急用電設備。實現(xiàn)非正常情況下直接取蓄電池組電源對設備進行供電。103B加壓局部電路系統(tǒng)見圖3。

圖3 103B加壓局部電路系統(tǒng)圖

1.5 172F線加壓電原理分析動車組在每節(jié)車廂設有應急通風設備。在應急情況下通過啟動應急通風設備，在一定程度上可提高客室空氣流動性，防止發(fā)生旅客因車內(nèi)空氣流動不暢導致胸悶現(xiàn)象發(fā)生。關聯(lián)順序為：102線→EVCN（應急通風控制）→EVCS（EVOS）應急蓄電池合/斷→172（172C）→EVCKN（EVORN）應急通風控制斷路器→EVCR（EVOR）→應急通風機，實現(xiàn)了應急通風機投入工作與停機控制。圖4為172F線局部電路系統(tǒng)圖。

圖4 172F線局部電路系統(tǒng)圖

2 故障現(xiàn)象分析

從上述直流電源取電、應急設備取電原理分析可以看出，動車組蓄電池發(fā)生虧電原因是多方面的，需要根據(jù)不同的因素進行分析及采取不同的措施，確保出現(xiàn)類似故障時能及時果斷處置。

2.1 蓄電池虧電現(xiàn)象分析

2.1.1 主控車蓄電池單元虧電 在主控車發(fā)生蓄電池虧電或電壓檢測器故障投入主控取電的情況下，由于取電由主控端蓄電池單元供電，當電壓不能滿足取電時，由于BatVD(電壓檢測器)檢測到低于欠壓保護值（低于DC77V）動作，斷開本單元BatN2斷路器，車組無法取電。運行途中若主控車BatN2跳閘，會造成105線失電，5min后全列通風機停止，牽引無流。若動車組進入過分相區(qū)段時，VCB斷開，主控端由于蓄電池虧電或電壓檢測器故障，使BatN2斷路器跳閘，全列105線失電導致BatK1接觸器無法保持，103線失電，全列斷電觸發(fā)緊急制動UB，且因全列BCU失電，動車組無法進行防滑控制，若高速運行時發(fā)生此問題，可能造成全列輪對擦傷現(xiàn)象。

2.1.2 中間車蓄電池單元虧電 8輛標準動車組分別在3、5車各配備并聯(lián)式的2組蓄電池組。當蓄電池組出現(xiàn)虧電時，蓄電池電壓檢測監(jiān)測到蓄電池電壓低于77V時，斷開本單元BatN2斷路器，蓄電池停止向本單元用電設備提供直流電源，本單元102線失電。由于4、6車置有ACM、VCB及Pan裝置，除出現(xiàn)前述部分故障，在102線失電后，由于102線為輔助空氣壓縮機供電，102線失電導致輔助空氣壓縮機中ACMGV風壓檢測裝置失電，主故障顯示屏報出“準備未完”，風壓檢測開關無法閉合，使得ACMGVR1觸點斷開，7B線與8C線處于斷路狀態(tài)，從而斷開單VCB。PanUV失電，受電弓自動降弓。同時因102線失電，BatK2無法得電，導致103無法向115線供電，伴隨出現(xiàn)本單元空調(diào)、客室燈不能工作。

2.2 電壓檢測器故障現(xiàn)象分析電壓檢測器主要功能作用是在蓄電池虧電或欠壓（低于77V）情況下斷開BatN2斷路器，禁止向設備供電，保護了電氣設備在低壓下通電及保護蓄電池自身過度放電。當電壓檢測器自身存在異?，F(xiàn)象時，可能出現(xiàn)自動動作等現(xiàn)象。簡要控制邏輯為：電壓檢測器自身異?！鶥atN2斷路器動作→全列105線失電→全列BatK1失磁→VCB斷開情況下，全列103線失電→全列車組緊急制動。

2.3 其他相關電氣元件分析在直流電源取電閉環(huán)回路中，涉及到較為復雜的控制元件，如蓄電池接觸器、控制繼電器時間繼電器、各操作開關旋鈕故障等，都可能引起蓄虧損或不能正常取電。如EVCS（EVOS）應急蓄電池合/斷旋鈕異常，易造成車組在無上主控的情況下應急通風機持續(xù)工作，蓄電池過度放電和出現(xiàn)虧電等情況。

3 應對措施

3.1 隔離電壓檢測器投入主控，如司機室直流電壓表無直流電壓顯示，檢查司機室蓄電池接觸器斷路器、2車或7車組合配電柜〖直流電源2〗、〖蓄電池接觸器〗、〖電壓表〗斷路器閉合狀態(tài)。若斷路器斷開則閉合，若〖直流電源2〗斷路器無法閉合，檢查電壓檢測器BatVDN斷路器外觀狀態(tài)是否有變色、接線是否有松動等現(xiàn)象，然后嘗試將電壓檢測器斷路器斷開，閉合BatN2斷路器，投入主控取電，如取電正常，判斷為電壓虧電或檢測器作用不良引起。操作升弓供電，待APU工作正常向蓄電池充電，觀察司機室直流電壓表顯示電壓87V以上，可嘗試恢復BatVD(電壓檢測器)或維持現(xiàn)狀。

3.2 應急升弓取電若為中間車蓄電池單元虧電，可嘗試隔離電壓檢測器斷路器，閉合BatN2斷路器，采用便捷式應急升弓電源升弓取電。若為頭車其中一端蓄電池單元虧電，可通過到04車或05車（CRH 380A為05車或06車），打開組合配電柜門，將車端解除開關打到〖解除位〗或閉合主控端司機室總配電盤中應急短接開關102B-110、102B-111排，受電弓升起正常供電后，恢復04車或05車（CRH380A為05車或06車）車端解除開關或主控端應急短接開關102B-110、102B-111排。如車組在運用狀態(tài)，防止因換端后主控單元BatN2斷路器斷開造成全列斷電觸發(fā)緊急制動，可強制通過非虧電端頭車蓄電池給105線加壓，避免主控端單元蓄電池BatN2斷路器跳閘造成的全列105線失電，引發(fā)牽引無流及緊急制動。

3.3 103B線和172F線異常加壓103B線、172F線一般在應急或特殊情況下加壓取電，即在車組無上主控情況下的應急取電，以滿足某些必要設備工作。從電路關聯(lián)原理分析，導致103B線、172F線異常加壓的情況主要原因為RrLpCgS（應急燈切換）旋鈕、EVCS（應急通風合）旋鈕處于閉合位。103B線、172F線異常加壓后，如車組無升弓取流情況下，應急設備持續(xù)工作下就導致蓄電池過度放電。103 B線異常加壓可通過結合查看RrLpCgS（應急燈切換）旋鈕位置與測量170線點是否加壓來判斷，172 F線異常加壓可通過結合查看EVCS（應急蓄電池合）旋鈕位置與測量172線點是否加壓來判斷。如是旋鈕位置異常，可通過恢復旋鈕，消除故障，如是觸點故障，側(cè)可通過隔離RrLpCgS（應急燈切換）旋鈕進端102E線消除103B線異常加壓。斷開EVCN斷路器，EVCS（應急蓄電池合）旋鈕進端172 A失壓，消除172F線異常加壓。

3.4 加強蓄電池運用檢修管理一是加強對相關斷路器檢查及管理，避免出現(xiàn)動車組無升弓受流狀態(tài)下蓄電池長時間放電現(xiàn)象。二是強化定期檢修，嚴格按照有關標準對蓄電池及各類儀表進行檢查，確保蓄電池作用良好。

4 結束語

動車組蓄電池虧電造成動車組無法升弓，影響鐵路運輸秩序，通過上述分析及采取相應對策，可快速有效處置蓄電池虧電造成車組無法取電等問題。通過系統(tǒng)分析電路原理，不斷積累故障處置的現(xiàn)場經(jīng)驗和應對舉措，能更好地快速應急處置動車組出現(xiàn)的各類故障，確保動車組運行安全。