CRH1型动车组网侧过电流故障分析及防控措施

CRH1型动车组网侧过电流故障分析及防控措施

张见讯

南昌局集团公司安监室  江西·南昌  330000

摘要：CRH1型动车组供电主要依靠接触网送电，车组通过受电弓碳滑板与接触网接触取流，经车顶高压设备将25KV高压电传输至主变压器，最终转换输出供全列各系统使用。统计分析近年来动车组高压设备故障，CRH1型动车组网侧过电流故障率常年居高不下，已极大影响动车组运行秩序，本文主要从故障原理、现场检修、应急处置等方面进行分析，针对现场典型问题提出可行性措施，为后期故障应急处置提供借鉴。

关键词：网侧过电流  故障原因  应对措施

引言：自2009年9月28日温福线开通运营以来，CRH1型动车组在南昌局已运营了13个年头，在10多年运营过程中，网侧过电流故障因接地点多变、故障应急处置流程笼统、现场缺乏处置条件，至使故障处置时长一直居高不下，甚至多次构成一般D21事故。为进一步优化完善故障处置步骤，明确现场检查处置重点，现对近年来CRH1型动车组网侧过电流故障进行统计分析，全面分析故障原因，总结故障应急处置流程并提出可行性防控措施。

1故障发生机理

CRH1型动车组高压系统主要由受电弓、电流互感器、电压互感器、网侧断路器、高压母线等部件组成，其中02、07车受电弓后各装有一个电流互感器，用于监测动车组升弓受流时的网侧电流情况。当任一受电弓升弓取流后，对应车辆的电流互感器开始工作，对全列网侧电流进行监测并将测量的电流值经变比后传输至过流继电器P1.K2.35。当过流继电器检测到电流值超过设定值2.8A时，即向TCMS系统反馈网侧过电流继电器动作，车组报出网侧过电流故障。

2故障发生概况

统计分析2016年至2021年行车故障，在六年运营时间内南昌局集团公司配属的CRH1型动车组共发生网侧过电流故障43起，其中异物入侵接地35件、电缆炸裂3件、绝缘不良2件、网压异常波动2件、取流不畅1件；故障处置平均时长为35分钟，4件故障处置时长超1小时，2件故障构成一般D21事故。

3故障发生原因

3.1异物入侵导致接地放电。对照网侧过电流发生机理可知，当CRH1型动车组车顶高压设备被异物入侵并与车体形成放电通道后即发生网侧过电流故障。

3.2高压电缆组装工艺不佳。核查3起高压电缆炸裂故障，发现炸裂点均在高压电缆伞裙处，炸裂原因为电缆组装工艺不达标导致电缆绝缘层内部形成局部放电点，在长期放电作用下击穿电缆绝缘层，最终导致车顶接地放炮。

3.3车顶设备维护存在差距。核查2起绝缘不良接地故障，发现故障原因为断路器支撑绝缘子顶部金属附件与伞群表面积垢严重，导致绝缘性能下降，在雾霾、雨雾等高湿度天气下，绝缘子表面积蓄逐步形成放电通道，最终漏电电流击穿绝缘层导致车组放电接地。

4故障应急处置难点

4.1放电接地点随机难以确认。一是故障车厢号显示不准确。根据网侧过电流故障原理可知，只要任一受电弓后电流互感器动作即报出网侧过电流故障且故障车厢号为动作电流互感器所在车厢，但实际接地放电点随机，多数与动作电流器车厢号不一致，进而导致IDU显示错误。二是受现场条件限制，异物撞击接地点处于现场检查的视野盲区，随车机械师下车检查无法及时发现。

4.2职工业务素质存在差距。随着动车组运营时间不断增加，车组各系统故障现场已基本发生过，目前站段针对常见故障均已组织随车机械师开展了适应性培训演练，但在现场实际处置过程中，受个人心理素质及业务水平影响，同类故障处置时长仍存在较大出入，甚至发生因处置不当导致二次故障发生，职工业务素质提升仍任重道远。

4.3车组安全与运输秩序难以权衡。CRH1型动车组发生网侧过电流故障后车组将第一时间降弓停车，随车机械师需确认接地点及清除异物后才能再次升弓供电，避免二次接地放炮烧断接触网等次生故障发生。但此套处置流程过长且无有效应急处置方式，致使网侧过电流故障处置时长长期居高不下。

5故障处置优化建议

5.1  优化故障应急处置流程。在现行网侧过电流故障处置流程的基础上，要求随车机械师在发生故障后第一时间回放2/7车弓网监控视频，尽量明确车顶接地放电的大概位置（闪火花点）及接地原因，为下车检查提供方向。同时针对隧道、桥梁等特殊地形导致车顶高压设备存在较多视野盲区时，直接申请临线封锁到线路对面查看，扩大检查范围，确保检查全面细致。

5.2  完善故障报出机制。在现行TCMS软件运转的基础上，结合网侧过电流故障发生原理，通过增设设备或技术手段让系统准确报出接地点的车厢号，为现场处置提供便利。

5.3  优化电缆制造工艺。将高压电缆安装工艺故障纳入动车组源头质量整治，组织设备厂家优化升级高压电缆制造工艺，在源头上解决电缆密封不良和热缩不紧的问题。

5.4  定期开展监听检测。结合动车组一、二级修，组织人员定期监听高压电缆终端，并对录音进行频谱分析，发现异常及时更换隐患电缆；同时组织售后厂家更新完善新型检测方式，结合高级修开展无损检测，提前发现故障并处置。

5.5  落实防污闪涂层喷涂。结合动车组防寒整备工作，组织人员对动车组全列瓷瓶绝缘子表面喷涂新的防污闪涂层并增加对断路器底板组装外表面、传动头组装带电金属面及螺栓处喷涂防污闪涂层，保证断路器绝缘层性能可靠。同时在大雾（雾霾）、冰雪等恶劣天气时，加大绝缘子伞裙下面及柱体面的清洁力度，避免死角积垢。

6措施效果分析

统计分析2022年1月至2023年12月的行车故障，在两年的时间内CRH1型动车组共发生网侧过电流故障12起，故障处置平均时长21分钟，故障处置时长最长为31分钟。对比2016年至2021年故障发生情况，每年故障发生件数虽未有效降低，但故障处置平均时长已从原来的37.56分钟下降至21.08分钟，时间缩短近44%，且处置时长最长也仅31分钟，极大地减少了网侧过电流故障对运输秩序的影响。

7后续工作打算

7.1  提高“人防”能力。按照模块化思路，组织站段在现有故障处置流程的基础上按节点进行拆解，细化明确节点内各步骤的先后顺序，指明关键步骤、确认内容，规范信息汇报标准。同时将闪火花点划分成三个区域（升弓处受电弓区域、非升弓处受电弓区域、两TP车中间车辆），针对不同接地位置搭建相应处置流程，明确各单元下车检查重点及检查方式，将故障处置流程模块化，明确不同区域设备切除范围，进而减少故障处置时长。

7.2  夯实“物防”基础。利用修程修制的技术优势，由CRH1型动车组主导局牵头，联合动车组制造厂家，研究受电弓两侧增加防护侧板、车顶高压设备裸露部分增设绝缘层的可行性，优化完善动车组网侧过电流故障报出机制，为现场车组运营提供技术支持。同时进一步优化动车组高压部件制造工艺，研发高压电缆检测手段，提升车组设备质量，在源头上降低安全隐患。

7.3  丰富“技防”手段。在现行远程指挥系统的基础上，组织力量研发便携式可视化设备，将现场实际情况第一时间反馈至指挥中心，利用业务骨干、售后厂家等技术人才的业务能力，为现场随车机械师故障处置查漏补缺，提供远程支持，避免因个人原因延误故障处置，降低故障处置时长。

8结束语

从CRH1型动车组网侧过电流故障的多样性和现场应急处置的复杂性可以看出，该故障仍是今后动车组运维中的一个难点。在后续工作中如何在源头上解决异物入侵问题、提高高压设备质量、强化职工个人素养，提升远程指挥效率等等仍需动车组运维人员进一步研究完善，在保障动车组运行安全的基础上，不断降低故障发生后对运输秩序的影响，进而提升动车组服务质量。

参考文献：

[1] 许志鹏. CRH1型动车组网侧过电流测量故障分析及对策[J].科协论坛,2013年03期

[2]  CRH1系列动车组途中故障应急处理指导手册

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