广州地铁6号线牵引变流器接地故障原因分析

宋加庆

(株洲时菱交通设备有限公司，湖南 株洲 412007)

一、绪论

在牵引电机等电气设备中，绝缘材料是最为薄弱的环节。绝缘材料的性能尤其容易受到高温、潮湿环境的影响而加速老化并损坏。广州地铁车辆由于受到当地常态的炎热、潮湿环境的影响，尤其是在闷热的雨天，其牵引电机故障频发，绝大多数是由于电机的绝缘性能遭到破坏引起的。

二、故障现象

2016年1月29日，检修人员在库内对广州地铁6号线025026编组检车时，06B025车发生了牵引变流器(后续用简称VVVF表述)严重故障、接地故障，并引起库内高压电源跳闸断电。恢复供电后，检修画面显示故障无法消除。

三、故障调查

(一)故障信息调查

故障车辆处于半年检修程作业阶段，故障发生时刻为车辆检修后首次通高压电进行牵引试车时，之前车辆经过检修后已经通过了各项检查。下载故障编组车的列车管理系统故障数据后发现，06B025车报有接地故障信息(故障代码6234，故障简称DFD)。图1。

图1 列车管理系统故障数据

图2 06B025车VVVF故障数据

根据列车管理系统故障数据确定故障车号为06B025车后，下载相应的VVVF故障记录，发现06B025车有接地故障信息。图2。

(二)故障数据分析

VVVF接地故障的检测原理为：当VVVF的输入电流与输出电流的差值在100A以上时，即差动电流ID大于100A时，VVVF将会报接地故障。下载的VVVF故障数据显示，发生故障时母线电流IS瞬间上升到了约2000A，差动电流ID瞬间上升至约1000A。图3。

图3 故障时的母线电流和差动电流

(三)故障调查过程

根据牵引系统主电路图，使用逐一排查法，对可能导致故障的部位进行检测。

图4 牵引系统主电路图

图5 LIM2电机线圈处的水珠

1.对牵引变流器的调查

打开VVVF箱盖，未发现有异味，箱体内各模块外观无异常，无碎片。用万用表测量各电阻值，均符合要求。随后用兆欧表测量VVVF主电路的绝缘电阻，发现绝缘阻值仅有约3兆欧，正常值应大于10兆欧。断开VVVF输出后，再次测量VVVF主电路的绝缘电阻，发现阻值约200兆欧，符合要求。初步判断VVVF负载电路绝缘不良。

2.对牵引电机的调查

分别目视检查直线电机LIM1、LIM2、LIM3、LIM4，均未发现表面有烧损点。但在检查LIM2时，发现电机线圈处有很多水珠，如图5。测量其对地绝缘电阻值小于2兆欧，正常情况下，电机对地的绝缘电阻值应不小于3兆欧。测量其它3台电机，绝缘阻值均在20兆欧左右。

对025026编组车的电机绝缘电阻值进行追踪，其最近一次测量记录为2015年6月2日车辆年检时，当时测得的电机绝缘电阻值均大于1000兆欧。

四、故障结论和处理措施

此次接地故障发生在车库内，TMS数据显示故障发生时刻处于车辆刚刚牵引时(VVVF为牵引指令，车辆速度为0KM/Hr)。由故障调查时确认06A025车二架电机对地绝缘值低于标准值推测，故障原因应该是由于电机的绝缘不良，在给VVVF通高压电启动时，绝缘值进一步降低，导致了主电路接地故障的发生。

025026编组车是半年检车辆，在库内试车前已经停止运行了有一周的时间。故障发生时环境湿度大于80%，电机的绝缘性能应该是受此影响出现了严重的下降。由于电机表面未发现烧损点，仅是绝缘电阻偏小，在将电机进行干燥后再测量电机绝缘阻值，发现干燥状态下电机阻值仍然小于正常值(3兆欧)，最终判断为电机烧损。更换电机后，故障排除。

五、结语

电气牵引系统设备绝缘性能的好坏直接影响到车辆的安全、可靠运行，在进行车辆维修和正常的检修时，应对易被环境影响而造成绝缘低下的设备和部件予以特别关注。广州地区常年多处于潮湿状态，为避免天气原因导致相同的故障，对于因年检、半年检、镟轮等导致连续数天不能上电，或其它原因导致电机表面有水渍的列车，应先干燥电机，测量电机阻值无异常后，再进行动车试验。其它车辆也应在动车前给予足够的上电热备时间。

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