CR200J动车组重联DC110V漏电故障分析及改进方案

刘威

(中国铁路沈阳局集团有限公司长春车辆段，吉林 长春 130000)

1 引言

CR200J动车组在初始短编重联运行阶段，发现餐吧车经常报DC110V漏电故障，对车组运行安全产生严重影响。因此，研究分析DC110V漏电故障原因，提出有效的改进方案非常重要和迫切。

2 DC110V漏电监测原理及功能

CR200J动车组DC110V绝缘监测系统(漏电监测系统)主要由列车级绝缘监测、车辆级绝缘监测、中点电阻以及Lonworks网络等组成[1]，系统示意图如图1所示。

图1 CR200J动车组DC110V在线绝缘监测系统示意图

列车级绝缘监测由DC100V漏电报警器、餐吧车母线对地电压传感器组成，通过对地电压传感器采集DC110V正线对地电压，与采集的DC100V母线电压同时接入PLC，以判断绝缘性能，当干线绝缘下降时，DC110V漏电报警器红灯、绿灯交替闪烁，且蜂鸣器报警。电压型检测漏电报警值是“正或负对地占总电压比例小于 16.7%”，例如总电压DC110V，正对地为18.3V，正极报警。

车辆级绝缘监测由漏电传感器、调理模块(TLMK)组成，通过漏电流传感器监测本车DC100V的漏电电流，当单车漏电流大于30mA时，TLMK对应正漏(＋L)或负漏(－L)指示灯亮，指示相应漏电，TLMK输出的电压模拟信号供PLC采集、显示和记录，报警时PLC显示屏漏电电流数值通过闪烁提示。

中点电阻由DC110V线间电阻和对地电阻组成，列车级、车辆级绝缘监测与中点电阻配套使用，每组车仅餐吧车有一套中点电阻。

安全环路供电开关前端从DC110V母线取电，经过了DC110V漏电检测，在两列短编重联时，供电电源通过电钩并联；塞拉门集控和照明集控供电±109从应急负载供电±113取电，±113经过了漏电检测，在两列短编重联时，供电电源通过电钩并联；塞拉门集控干线 750、751、752、753、754、759 通过电钩联通，照明集控763、764未通过电钩联通，电路示意图如图2所示。

图2 CR200J动车组集控及安全环路电路示意图

3 漏电故障检查及分析

经过对线路的检查和对电气原理的分析梳理，发现故障原因和存在的隐患:

原因一:两列车集控供电±109都在供电，因两列车的母线未通过电钩贯通，电压存在一定的压差，操作塞拉门集控时和安全环路正常运行时，会有电流流动不均的现象。例如第一列车电压较高(DC114V)、第二列电压较低(DC98V)时，塞拉门集控时和安全环路运行时电流会有一部分从第一列的正线流向第二列的负线，在两列车的餐吧车上，均会出现正负线电流不对等导致漏电报警。

原因二:每个餐吧车都有DC110V中点电阻，在重联时通过电钩±109并联后，导致重联列车等效中点电阻值减半，漏电检测值产生偏移。

4 改进方案

根据电路判断产生的漏电并非负载的漏电，因此可对集控供电的电源端只进行电压型漏电检测，不进行电流型漏电检测。

同时，中点电阻在短编重联时电阻进行了并联，等效阻值减半，对漏电检测计算电路产生了影响。因此短编组重联时只需要一个中点电阻，需断开其中一列的中点电阻，断开其中一个中点电阻后的重联编组中的中点电阻和漏电检测电路等同于长编组的相关电路，对列车的正常运行无影响。

4.1 改动集控电源±109供电线路漏电检测的方案

将±109供电前端从DC110V母线取电，通过钥匙钮SA10控制通断，即集控电源取电与安全环路取电方式一致，且将取电线路从漏电检测JK14中脱出。

图3 ±109改动方案示意图

4.2 改动中点电阻并入母线的方案

4.2.1 手动操作方案

在中点电阻前端增加双路断路空开Q102，空开上粘贴说明:“两列车重联时断开一个”。此方案可避免餐车因重联报漏电，且两列车集控电源互为备份，有一列车的器件损坏时不影响列车运行。

图4 手动断开中点电阻

4.2.2 根据列车占用和重联自动切换(硬线)

将原有的主从信号干线(757、758)启用，并且主从干线不接入电钩。主从信号线经过司机室占用继电器常开触点和重联继电器的常开触点，±109给主从信号线供电，主从线上串一个中点电阻工作继电器，中点电阻工作继电器的两对常闭触点接中点电阻。

4.2.3 网络判断并通过PLC断开一个中点电阻(软件)

动力车将重联信息传输给拖车，餐车电气网络单元VCU收到重联数据后，根据本车车厢号(大小号)判断断开中点电阻，例如处于“小号”(即4号)时断开。

比较中点电阻并入母线的三种方案，若选择硬线自动切换方案，需要将±109接入主从信号线并增加继电器，对电气线路改动较大，需要进行报备；若选择网络断开中点电阻的方案，需要进行软件升级、相关试验和运行考核；根据在段改造实际情况，选择在中点电阻前端增加双路断路空开Q102手动操作的方案，同时将集控取电线路从漏电检测JK14中脱出仅进行电压型漏电检测。建议后续在鼓型车产品上采用硬线或网络切换方式，进行相关试验考核后批量升级改造。

图5 自动断开中点电阻的方案

图6 网络控制断开中点电阻的方案

5 结束语

通过分析研究，CR200J动车组短编重联时DC110V漏电故障的主要原因是集控供电取电方式以及中点电阻并联时阻值减半导致电路判断产生的漏电，并非负载的真实漏电。对段配属的所有短编动车组进行改造，改造后重联运行时未再出现此类故障。