CRH3型动车组TCU接地故障分析及改进措施.docx

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CRH3型动车组TCU接地故障分析及改进措施

作者：

陈学军宗振张燕杰周斌

来源：

《科技创新与应用》2014年第14期

摘要：

文章主要基于CRH3动车组TCU接地故障情况进行分析，并提出了相应的原理及产生原因，进而提出了相应的解决措施。

关键词：

CRH3C型动车组；牵引变流器；接地电阻

1概述

CRH3C 动车组车顶高压绝缘端子及MUB电阻箱等部分，在雨季多发季节由于雨水作

用，绝缘级别降低，造成牵引接地故障，使一些车辆出现部分或全部牵引丢失现象，严重影响了动车组的运行秩序，给广大旅客的出行带来了不便，本章重点对由于雨水的作用对接地故障的出现原因进行分析。

2牵引变流器的组成

牵引变流器的设计用于由中国铁道部使用的CRH3高速列车上。

这些列车运行在交流

25kv，50Hz的供电线路上。

此供电电压通过列车上的车载变压器将输入电压转变为1550V。

每个列车包含四个牵引变流器箱。

每个变流器箱包含2个四象限斩波器、一个三相PWM逆变器，用它来驱动四个牵引电机及一个制动斩波器。

变流器有一个用于为辅助变流器供电的中间直流环节输出。

100Hz谐振电路的电容器也位于变流器内。

3接地故障的原因分析

出现接地故障的主要原因是由于牵引变流器（TCU）在检测到接地值大于或小于设定值时，对本车TCU进行了保护，使动车组部分或全部牵引丢失，从而动车组牵引系统停止工作。

根据牵引变流器及其控制原理图，产生牵引系统接地故障的原因分析如下：

图1为牵引变流器内部检测接地故障的电路

其中R21为136KΩ左右的电阻，分成了101：

34两部分；C71为接地故障电容，电容使

连接的电压变得平滑，以便获得规则的信号，以检查是否有接地故障。

U33为接地故障检测模块，与TCU内A100（用于闭环牵引驱动控制）的X2连接，起监控4QC工作状态的作用。

4接地故障检测原理

高欧姆电阻并联到变流器的DC回路电容中。

在牵引变流器由于不规则性停止运行并且额定放电机构不能工作后，这些高欧姆电阻有在限定的时间内给电容放电的任务。

接地故障检测由分压器、带准势绝缘和评估电路的差动放大器构成。

连续放电电阻分成101K？

赘：

34k？

赘比的两个部分。

电阻器的中央抽头接地，一个滤波电容器并联到下部电阻中，监控此电容的电压。

在出现接地故障时，测量电压改变，从而相关的TCU指出接地故障。

在额定运行期间，互感器的值显示为整体DC回路电压的1/4。

必须考虑±30%的公差（指的是由于部件公差导致的DC回路电压的1/4）。

在接地故障的情况下，由于电容值的充电反向，测量电压改变。

值为%UE/Ud或100%。

通过此方法可以检测到接地故障。

检测接地故障最长持续时间为15S，在出现接地故障时，PWMI会先锁闭循环。

如果这仍不能终止接地故障，4QC和ACU电源也会被锁闭，从而本车TCU停止工作。

5由于雨水引起接地故障的原因

RB 为MUB电阻，在下雨时裸露在外面且瓷瓶和电阻表面灰尘比较多，形成了水溜。

在

MUB电阻的RB1与-DC相连，RB2与A6（制动斩波器）的栅极连接，通过反向二极管返回

+DC，使中间直流电路正极接地，出现故障时接地测量值为37.5%，大于设定最大值32.5%，牵引变流器停止工作，牵引丢失。

6检测接地故障各元件数据

7接地值的软件检测

使用Moni32软件进行检测，连接相应车辆TCU

1选择"Connector"回车，出现Single->CNN：

；

2输入"ERDS2.OUT"即可进行检测。

例：

Connector/Single->CNN：

ERDS2.OUTFoundinanotselectedFunctionPacket ！

ERDS2.OUT （0200A4F0）：

23.938%-

此时的值为23.938%在设定值范围内。

8维护措施及建议

由于雨季即将到来，出现接地故障的几率将增加，为了提高CRH3型动车组的运行稳定性，应对绝缘端子及MUB电阻箱增强维护。

8.1一级修时，充分清洗绝缘端子，可以使用含有工业清洗剂的水进行，在清洗绝缘端子时，应注意清洗的方向，正确的方法是：

从绝缘端子端部开始向下依次清洗伞群，不可来回清洗。

来回清洗容易使微小碳粒成分留在伞群及端子上，降低绝缘性能。

8.2清洗完，应使用硅脂膏润滑绝缘子。

硅脂膏可为绝缘子提供保护，有效抑制局部放电并隔绝灰尘，在硅脂的使用上，凡是面和面接触的部位都应涂抹硅脂，对于现在运行的车辆都未进行此项操作，希望在以后的一级修程中添加此项操作。

8.3对车顶高压线的地线及各设备的地线进行加固，端子接头连接可靠且导电性良好，保证接地线缆有效接地。

9结束语

CRH3 型动车组是一种新型的动车组，它的运营、维护、检修还需要我们不断的进行学习和研究，要使其更好的适应我国国情，提高运营效率和质量，这现在也是给我们提出来的一个机遇和挑战。

参考文献

[1]彭俊彬.动车组牵引与制动[M].北京：

中国铁道出版社，2009.

[2]刘超军.牵引系统技术[Z].唐山轨道客车有限责任公司，2010.

[3]王俊杰.动车组牵引系统介绍[J].产业与科技论文，2012.