动车组真空断路器故障研究

动车组真空断路器故障研究

中车唐山机车车辆有限公司

摘要：

CRH3型动车组重联运行时，车顶上方接触网线断线，02车主断路器瓷瓶破损，受电弓碳滑板及车顶板均有灼烧痕迹。动车组入动车所后检查分析故障原因是由于列车在受电弓升起、主断闭合的情况下，断开蓄电池后，受电弓带负载降弓，导致碳滑板与接触网瞬间产生高温电弧，熔断接触网。接触网熔断后，断线击打动车组02车主断路器导致瓷瓶破损。

一、背景

动车组人员进行终到巡检作业后在01车VIP车厢发现动车组照明无，随后车内照明产生数次闪烁现象后再次消失，同时，动车组侧窗外部有白光，动车组车顶处有异常响声。

随车人员立即到站台上在站台侧对动车组进行检查，可视范围内发现动车组02车受电弓处于降弓状态，主断路器瓷瓶破损，车顶上方区域接触网线呈断开状态，另一端接触网断线在03车车顶处。随车机械师立即将检查情况通知司机，并汇报当地动车台及段应急台。

随车人员再次对动车组车顶高压设备进行检查确认，随车人员赶至05车监控室对故障进行确认，并登顶对CRH380B-3586动车组进行详细检查，发现02车主断路器瓷瓶破损，02车受电弓碳滑板及车顶板均有灼烧痕迹，02车车顶上方区域接触网线断开，其余高压部件未见异常情况。随车机械师对02车主断路器破损部件进行清理。

二、故障检查分析

1.对动车组CCU数据下载分析

CCU主从切换完成（蓄电池再次供电）之间，未见主断断、降弓操作记录，故CCU在断电前依然记录网压正常、主断闭合及受电弓升起状态。当CCU再次激活后监控网压、主断及受电弓状态，此时受电弓降下、主断断开、网压为零，故产生网压异常、主断断开、受电弓降弓协议数据。

通过CCU数据分析可以发现，在列车到站后作业完毕准备离开时，断蓄电池前未操作降弓、断主断。

2.动车组TCU数据下载分析

对动车组TCU数据分析未见异常。

3.动车组MVB数据解析

通过MVB数据解析可以看出：

21点26分29秒为蓄电池断电前最后一条数据，可以看出此时网流为4.63A，网压27.57kV，2车主断处于闭合、受电弓处于升弓状态。

21点27分15秒为蓄电池激活后第一条数据，可以看出此时网流为0A，网压0kV，2车主断处于断开、受电弓处于降弓状态。

4.检查动车组受电弓视频监控系统

通过对动车组受电弓视频监控系统视频分析发现，02车受电弓视频监控在21时26分34秒至21时28分30秒无视频信息，其中在21时26分34秒监控发现02车受电弓处于升弓状态，接触网状态未见异常；21时28分30秒监控发现02车受电弓处于降弓状态，未监控到接触网线。

通过对动车组受电弓视频监控系统现场模拟试验，动车组蓄电池供电后，受电弓视频监控系统启动1-2分钟后能够正常监控受电弓的状态。

5.登顶检查情况

①登顶检查动车组02车发现主断路器瓷瓶破损，接地开关处闸刀及接地编导线处有轻微烧灼痕迹；受电弓碳滑板有灼伤痕迹；受电弓上臂右侧及接地线上有灼伤痕迹，具体情况如下：

02主断路器瓷瓶破损，接地开关处闸刀及接地编导线处有轻微烧灼痕迹

02车受电弓碳滑板有灼伤痕迹，受电弓上臂右侧及接地线上有灼伤痕迹

②检查动车组02车受电弓及高压设备状态，未见异常。

③对动车组02车受电弓进行升弓测试检查，受电弓功能状态良好。

三、原因分析

CRH3型动车组通过安装在2、7车的受电弓与接触网进行电能传输；主断路器为真空断路器，用于接通和断开主回路供电。电能经由变压器向牵引变流器供电，牵引变流器驱动牵引电机运行。同时通过2、7车车顶的隔离开关向相邻牵引单元提供电能。

正常情况下，列车断电过程为断主断、降弓，退出占用，关闭蓄电池。此种情况下，在主断断开时，产生的拉弧效应在主断真空包里被消除，保护了主电路。若在断开蓄电池前未操作断主断、降弓，断开蓄电池时会造成主回路、控制回路、控制单元同时失电，在没有断开负载的情况下，受电弓带负载降弓，导致碳滑板与接触网瞬间产生高温电弧（此时真空断路器内部实现的功能等同于通过碳滑板与接触网断开实现），熔断接触网。

四、故障结论

列车在受电弓升起、主断闭合的情况下，断开蓄电池后，受电弓带负载降弓，导致碳滑板与接触网瞬间产生高温电弧，熔断接触网。接触网熔断后，断线击打动车组主断路器导致瓷瓶破损。

编制：杨卫星 审核：俞其红 批准：肖明明 第 1 页 共计 5 页