关于 CRH3 型动车组 紧急断电环路的研究

李书振 白广敬 张松涛

中车唐山机车车辆有限公司 064000

摘要：高速铁路作为快捷舒适、低碳环保、安全系数最高的交通方式，已经成为世界铁路发展的重要趋势。随着我国多条高铁线路的开通运营，我国的高铁建设获得了跨越式的发展，同时中国高铁也成为了一张靓丽的国家名片。安全是一切发展的前提，高压供电是高速动车组的动力来源，其高压供电系统的重要性也不言而喻，为了保证车组在紧急情况下断开高压供电，CRH3型动车组设计了贯穿全列的紧急断电环路，因其有着极其重要的作用，所以它的电路设计也较为复杂，发生故障时，其故障原因查找也比较困难，因此对该控制环路进行研究分析，为故障处理提供参考。

关键词：CRH3型动车组 紧急断电 高压 安全

CHR3型动车组的高压紧急断电环路贯穿全列，在受电弓升起之前闭合形成一个完整的环路。它主要包括紧急断电按钮21-S01、紧急断电旁路开关21-S06、受电弓碳滑板监控继电器、接地钥匙开关状态继电器，旁单元回路状态接触器和本地断电继电器。这些器件环环相扣，有的相互冗余，有的相互制约，在紧急情况下可以切除车组的高压供电，以保证车组相关设备的安全。

一、紧急断电环路的作用与控制原理

紧急断电环路用于在紧急情况下将动车组高压供电与接触网断开，由贯穿全列的硬线组成，与列车控制网络相相互独立。紧急断电环路断开会导致所有主断分开，所有受电弓快速降落，以达到弓网隔离的目的。

正常情况下紧急断电环路在车组激活蓄电池、占用司机室、拨动升弓按钮后，环路可以自行完成建立，其断开条件只要没有被触发，单独的升、降弓操作不会引起环路断开，只有在环路建立后，受电弓控制环路与主断控制环路才能正常工作，否则车组无法进行高压供电。

二、紧急断电环路的建立与触发

1.正常情况车组激活蓄电池从占用端司机室开始，该环路的相关接触器开始相续动作，环路建立完成。当环路发生故障无法正常建立时，可以尝试将紧急情况切除回路开关21-S06打到关位，完成环路建立；也可以理解为在故障时，可以通过21-S06切除另一个牵引单元的相关接触器，只在本单元完成环路建立。

2. 紧急断电环路存在的意义就是在紧急情况下切断高压供电环路，断开主断路器，使受电弓降下，有三种方式可以触发该环路断开。第一种就是碳滑板破损（漏风）会导致紧急断电回路断开，快速降弓电磁阀得电动作，使受电弓快速降下。

第二种方式就是操作紧急断电按钮“21-S01”，可以断开紧急断电环路。在遇到紧急情况或车组网络发生故障无法降弓时，可以操作紧急断电按钮“21-S01”，使受电弓快速降下。

最后一种方式就是需要对车组高压部件进行检修时，为了保证检修人员的人身安全而设置的一种保护措施，检修人员将“A-钥匙”打到接地或锁闭位时，因控制环路无电，所以也就无法进行升弓、合主断，从而保证了检修人员的安全。

三、紧急断电环路的常见故障及处理方法

1.紧急断电环路因其重要及控制的复杂性，导致其加大了发生故障的可能性，其控制线路有许多都是贯穿全列车组，经过了很多终端箱插头，一旦终端箱插头进水，就很有可能导致紧急断电环路中某些接触器的供电产生异常，从而导致环路无法正常建立。还有就是接触器自身老化问题，随着使用时间的推长及动作次数的增多，接触器本身发生老化，发生触点接触不良或者电磁线圈老化使之无法自动吸合。因为紧急断电环路中有许多接触器都是短时间闭合后就会断开，而且CCU还没有监控其反馈状态，即使接触本身发生故障，很多时候CCU中也不会报出故障。这样当紧急断电环路无法建立进行故障处理时，就要重复操作升弓开关21-S02，以此来给环路建立一个激活信号，然后通过人为的来观察具体是哪个接触器动作不正常，进而确定故障点。

2.因为紧急断电环路有着极其的重要性，所以在车组运行时，若该环节发生故障，其产生的影响也不言而喻，轻则导致列车运营晚点，重则有可能导致车组无法行车。在车组运行中发生故障，最简单有效的方法就是通过操作环路切除开关21-S06，旁路掉一部分接触器，使供电线路尽可能的简化缩短，以此来保证环路的建立。但是有时通过操作切除环路开关并不能解决故障，这时为了减小故障的影响，就需要使用一些非常规的方法来临时应急解决故障，应急故障处理与库内故障处理，理论上讲思路相似，首先就是在占用端拨动升弓开关，再次尝试环路建立。如果还是无法建立环路，故障点就有可能在自保持接触器身上，可以逐个检查具体是哪个接触器没有闭合，然后尝试强制闭合该接触器，使环路完成建立。此时虽然环路建立可以升弓、合主断，但是紧急断电环路已经失去了其存在的意义，因为强制闭合某一个自保持接触器后，该接触器失电时就不能自行断开，从而整个环路也就无法断开。所以强吸某个接触器使环路建立，仅仅适用于紧急情况下临时的故障处理。

四、总结

综上所述，紧急断电环路是基于列车高压系统更加稳定运行为目的而设计的一个环路，因其控制与监控的重要性，从而也增加了其发生故障时，故障处理的难度，有时仅仅通过数据分析很难确定故障点，这就需要故障处理人员对该环路有着较强的熟知程度和故障处理经验。所以通过对该环路的系统分析和研究，在车组发生故障时，可以更加快速有效的解决故障。

参考文献：

[1] 郭凤仪.电气学.机械工业出版社.2013-01-01

[2] 胡国文，顾春雷，杨晓东.电器控制与PLC.西安电子科技大学出版社.2016-12-01

4