浅析动车组蓄电池的应用

张庆光

摘 要：高速动车组作为我国重要的发展项目，有着高效、安全的运能体现。并且高速动车组作为科技成果的高体现具有结构复杂、功能繁多、配件模块体系大等特点。动车组蓄电池，作为高速动车组极为重要的一类设备蓄电池，为动车组辅助设备、网络传输、部分车载设备提供电源输出。本文主要论述，高速动车组蓄电池的故障研究。

关键词：动车组 蓄电池 故障处理

1 研究意义与背景

高速动车组的发展对经济具有非常强有力的推进作用，也是不断采用现代科技成果并从低水平向高水平推进的产物。高速动车组之所以得到快速发展并受到世人青睐，是由于高速动车组具有其他交通工具难以比拟的技术优势。一是行车速度高；二是动车组运能大，高铁车次的间隔时间可达到5分钟，这是公路和航空做不到的；三是安全性高，列车运行控制系统是利用成熟的电子技术和智能化软件所集成的，能确保两列车间的安全距离；四是全天候运行，高速列车可以全天候运行，不受雨、雪、雾、风的影响；此外还具有能耗低、节约用地、环境污染轻、舒适度高等特点。

铁路高速技术的发展主要优点在于能够满足旅客对缩短旅行时间需求，舒适方便且经济性良好。为了保证动车组能够安全有效的在高铁线路上运行，针对与动车组运行故障的整理、统计和分析则成为了一项非常重要的工作。

2 动车组蓄电池的功能与应用

动车组的蓄电池是车组上非常重要的一类设备，蓄电池为高速动车组的辅助电源设备，为列车控制设备、网络系统等负载提供DC110V电源。同时，当列车遇到特殊情况，处于无网压状态时，按照要求蓄电池要保持车组应急通风至少大于90分钟，其余应急用电如应急照明、应急显示、维修用电、通讯及其控制等辅助设备在120分钟时间内保持运行状态。而蓄电池一旦发生故障，那么动车组的升弓供电作业，日常低压供电功能均无法顺利完成。

3 动车组蓄电池故障

蓄电池箱及电气组件的典型故障、原因分析，以及处理方案：（如表1-1）

4 动车组蓄电池典型故障分析

4.1 故障现象

以我国国产的标准动车组实验车型为例，车辆从无电停放状态下恢复供电时，操作蓄电池开关至“开”，司机室TCMS系统HMI显示器一直黑屏或启动时突然断电，动车组蓄电池不进行电压输出，检查司机室及1、8车直流柜内单车蓄电池表电压显示直流电压小于92V，可认为动车组蓄电池发生亏电故障，动车组无法启动。

4.2 原因分析

导致蓄电池亏电的原因有如下几个原因：

蓄电池故障，无法正常充电；

充电机故障，无法对蓄电池正常充电；

车辆在未升弓供电状态下蓄电池持续放电导致充电机欠压保护动作。

4.3 应急处理措施

（1）切除部分蓄电池直流负载实现应急启动

标准动车组实验车型全列配置4组碱性蓄电池，当蓄电池发生欠压保护后可充分利用碱性蓄电池的化学反应来恢复部分电能，使蓄电池电压达到欠压保护值以上，实现动车组的重新启动，具体操作如下：

蓄电池亏电欠压保护后，切除各车紧急通风逆变器、厕所有无人指示灯、配电柜照明、风笛、仪表照明、联解控制、外接电源控制、在线直流绝缘监测、制动系统、安全回路、保温控制、轴温系统、撒砂系统、温度采集装置控制、转向架失稳装置、空调控制、应急灯、视频监控、单相逆变电源、给水卫生、烟火报警、旅客信息系统，前照灯、标志灯、24V电源1、24V电源2、24V电源3、车内压力释放、ATP、无线传输装置、刮雨器、车载地震、过分相等设备断路器，等待至少30分钟以上，待各车蓄电池电压上升至欠压保护恢复值（92V，建议93V以上）以上时，投入主控，操作蓄电池开关，待网络系统启动后，升弓、閉合VCB，若蓄电池在启动过程中再次欠压保护，则不应该在短时间内尝试再启动，以免蓄电池亏电情况进一步加剧。

（2）外接AC380V电源供电方式实现蓄电池充电若通过第一步作业办法蓄电池再次保护或网络系统一直不能启动，可采用外接电源供电方式进行充电机的自启动，给各车蓄电池进行充电

（3） 外接应急蓄电池的非常启动方式

若现场无外接AC380V电源条件，可通过设置在6车控制柜内外接应急蓄电池的非常启动电路应急启动动车组，非常启动步骤如下：断开6车【辅助空气压缩机】、【升弓】、【真空断路器】，断开7车【牵引变流器控制1】，将6车非常启动盘【紧急启动负线】断路器闭合，将6车接地开关盘处常OFF接地开关100N1闭合，将7车接地开关盘处常OFF接地开关100N1、100Q2闭合，通过地面应急蓄电池连接紧急启动连接器；闭合非常启动开关盘【辅助空压机启动】断路器，6车辅助空压机启动后，安排人员在辅助空压机处观察压力值，风压达到750kpa时断开【辅助空压机启动】断路器；闭合非常启动开关盘【受电弓升起】断路器，到车外确认6车受电弓已升起；闭合非常启动开关盘【VCB闭合】断路器，在6车车内确认VCB已动作；闭合非常启动开关盘【充电机启动】断路器，延时15s后，6车牵引变压器风机低速启动，7号车牵引变流器风机低速启动， 7车辅助逆变器启动，1、8车所有充电机启动，充电机开始给蓄电池充电，直流柜和司机室电压表指数上升，应急启动完成；蓄电池充电维持至少1小时后，断开应急启动开关盘电路，操作顺序为断开【充电机启动】断路器-断开【VCB闭合】断路器-断开【受电弓升起】断路器-断开【紧急启动负线】断路器-拆外接应急蓄电池和开关盘盘的连接器；闭合6车【辅助空气压缩机】、【升弓】、【真空断路器】，闭合7车【牵引变流器控制1】，将6车接地开关盘处常OFF接地开关100N1断开，将7车接地开关盘处常OFF接地开关100N1、100Q2断开；按照正常动车组蓄电池投入和升弓闭合VCB作业程序进行动车组供电。

5 小结

动车组的蓄电池故障对于动车组运营会产生较大的影响，甚至有直接导致线上停车的风险，并且救援困难。因此本文重点列举了关于动车组蓄电池的各类常用故障，以及其故障原因的分析，故障处理办法等。选取其中一种国产的标准动车组实验车型作为实例，在其蓄电池发生亏电无法正常工作时，分析引起该故障的几种主要原因，最后重点阐述动车组蓄电池的充电方案。