CRH2型动车组VCB无法闭合分析及解决方案探讨

瞿国彪 上海铁路局南京动车段

CRH2型动车组VCB无法闭合分析及解决方案探讨

瞿国彪 上海铁路局南京动车段

VCB俗称真空断路器，真空断路器是为了当牵引变压器在二次侧以后的电路中发生故障时，为迅速、安全、确实地断开过电流为目的而安装的，同时它也是平常开闭主回路一种开关，兼具断路器和开关两种功能的机器。阐述CRH2型动车组VCB无法闭合故障的常见原因及处理方法。

VCB；真空断路器；原理；案例；分析

1 概述

VCB（真空断路器）安装在动车组车下高压机器箱内，是牵引变压器二次侧以后的电路发生故障时，对过电流迅速、安全、确实地断开为目的安装的，在对事故电流断开的同时，它也是平常开闭主回路一种开关，是兼具断路器和开关两种功能的装置。

VCB工作原理：它是利用中空中有高的耐绝缘能力和电弧的扩算作用，在被封闭的真空容器中配置动静触头，通过动静触头来断开电流。VCB的操作机构箱是被螺栓固定在高压设备箱上，操作机构箱内内置有空气罐、电磁阀、增幅阀、操作气缸及主操作杆等构成操作机构部，由外部信号开闭电磁阀，由此驱动增幅阀，操作气缸，主操作杆，由绝缘操作杆来开闭断路器部的构造。在断路器左右配置的真空阀，与集电子单元，及与此相连接的中间机构部构成，收纳在T型的绝缘支持瓷瓶内。连接断路器部与操作机构部间的绝缘操作杆，在绝缘与高压部电气的同时，传达开闭的操作力。

了解VCB闭合的条件及工作原理后，以下通过电气原理图及实际故障案例，进行原因分析及解决方案的探讨。

2 电气控制回路原理图

电气控制原理简介：VCB闭合原理（以一单元为例）。

制动手柄投入，103线加压→通过【VCBN】，7B线加压→辅助气压在640±10 kPa（未报准备未完），ACMGVR1励磁，常开触点闭合，8C线加压→无VCB断指令，VCBOR1常闭触点闭合，8D线加压→VCB无远程切除，VCBCOR常开触点闭合，8E线加压→牵引压器1次电流正常，ACOCRR2常闭触点闭合，8F加压→牵引压器3次电流正常，【AOCN】闭合，8G加压→主变压器3次接地正常，GRR3-2常闭触点闭合，8H1加压→无外接供电或ACK2扩展供电，ACK1闭合，8H加压→2车CI无故障，CIFR1常开触点闭合，若CI故障（切除相应M车，CORR常开触点闭合）；CI接地正常，CIGRR1常闭触点闭合，8K线加压→3车CI无故障，CIFR1常开触点闭合，若CI故障（切除相应M车，CORR常开触点闭合）；CI接地正常，CIGRR1常闭闭合，8M线加压→VCBOR2励磁，常闭触点闭合（见图1）。

VCB闭合后，VCB-M通过【103→VCBN→7B→“OCTN”→7B1→VCB→7F→VCBOR2→7G→VCB-M】线路励磁，实现VCB闭合状态的保持。即使【牵引变压器油流】断路器跳闸，单元VCB也不会跳闸。

图1 VCBOR2励磁

3 典型故障名称：VCB无法闭合

3.1 案例

案例一：XXX担当的DXXXX次（XX-XX）CRH2XX9A+ 2XX5A重联动车组，2XX501车主控，运行至XX－XXX区间（过分相后），司机发现全列VCB未闭合，全列车无电，通知随车机械师确认故障现象：VCB红灯亮，1、2、3、4单元红灯亮，电气设备红灯亮，网压表无网压显示。动车组惰行至XXX站正线2道停车后，随车机械师与司机进行RS复位无效，换弓操作仍无效，疑接触网无电，调度派人检查，接触网供电正常。为确保运行秩序，安排机车救援，到达XX站晚点2 h40 min。

案例二：XXX担当的DXXXX次（XX-XX）CRH20XXB动车组，动车组运行至XX-XXX站过分相后，动车组全列VCB闭合状态良好。即将过道岔行驶至侧线股道（3道）停车时（公里标K655），动车组3、4单元(9～16车)突然无电。此时3、4单元VCB仍闭合良好，但00车网压表显示网压为零。同时配电盘信息显示10、14车MTR油流红框、09、00车辅助电源装置IVK1红框。6：38：21，00车网压表显示网压瞬间恢复到25 kV，6：38：45再次无电。

3.2 原因分析

案例一：2XX502车控制继电器盘VCBOR3继电器的常开触点粘连，导致8号线（VCB断指令线）始终得电，VCB无法闭合。

案例二：受电弓上臂与下臂连接处编导线安装角度不符合标准，导致受电弓上升到2 600 mm时卡滞无法继续升高，与正常值3 000 mm相差近400 mm。并且合武线的正常接触网高度已达6 450 mm，致使动车组CRH2113B运行至墩义堂区间时13车受电弓与接触网分离，导致3、4单元发生无网压故障。

4 列车运行途中发生“VCB无法闭合”时操作步骤

4.1 故障现象

（1）相应单元指示灯（亮），司机台故障指示灯（“VCB”和“电气设备”变亮），配电盘信息画面“VCB”、“电气设备”、“无电压”、“MTr油流”变红。

（2）配电盘指示灯（不亮），主故障灯（亮）。

4.2 故障现象确认

从司机台故障指示灯确认“VCB”红灯亮起，相应故障单元指示灯亮起；从MON屏供电分类画面确认无高压电。

4.3 远程指挥操作步骤及效果确认

（1）确认司机室NFB盘上“受电弓·VCB”断路器ON。

（2）此断路器是VCB控制电路从102线获取电源，若此断路器OFF，VCB无控制电源，7线、8线无法手动发出VCB合/断的控制指令，VCB控制失效。

（3）确认司机室故障显示灯“准备未完”灯灭。

（4）若此灯亮，表示控制VCB闭合的空气压力不足。右旋司机室控制开关盘中【辅助空气压缩机控制】自复位旋钮3秒，启动辅助空气压缩机打风，直到“准备未完”灯灭。

4.4 通过MON屏检查

（1）确认VCB没有远程切除。

在“切除状态”画面中查看故障单元的VCB是否被切除，如果被切除，VCB切断继电器（VCBCOR）常闭断开，VCB不能闭合。

操作：在“远程控制切除”画面中选择VCB切除的单元→【VCB合】→【设定】，把VCB从远程切除状态中恢复。

（2）确认牵引压器1次过电流继电器未动作。

在“配电盘信息”中选择故障单元车，查看【一次侧过电流】状态是否为红色。若为红色，表示牵引压器1次过电流，交流过电流辅助继电器2（ACOCRR2）常闭断开，同时，【牵引变压器过电流】断路器断开，VCB不能闭合。

操作：若发生牵引变压器1次侧过电流，则远程切除故障单元VCB，操作ACK2扩展供电维持运行。

（3）确认是否发生3次接地故障。

在“配电盘信息”中选择故障单元车，查看【三次侧接地】状态是否为红色。若为红色，表示主变压器3次接地异常，接地预留继电器3-2（GRR3-2)常闭断开,VCB不能闭合。

操作：按下司机室操作台【复位】按钮，将3次接地的保护电路动作复位。

按“三次侧接地”故障处理步骤进行操作。

（4）确认故障单元【辅助电路过电流AOCN】断路器或【牵引变压器油流】断路器未跳闸。

若【辅助电路过电流AOCN】断路器跳闸，操作【辅助电路过电流】断路器复位无效，则应按“牵引变压器三次侧过电流163”故障操作步骤进行相应操作；正常行驶过程中，【牵引变压器油流】断路器跳闸不会导致相应单元VCB跳闸，但是若报“牵引变压器油泵停止 165”故障，复位无效前提下应操作ACK2扩展供电维持运行。

（5）确认故障单元动车CI是否故障。

确认CI接触器K断开，查看“牵引变流器信息（编）”画面中查看K的状态，若M车的K闭合，则该车的接触器预留继电器（KRR）常闭断开。

操作：确认“方向手柄”回零；确认CI是否报重故障，重故障（断VCB）则切除相应动车，重新合VCB维持运行。若故障VCB仍无法闭合，则远程切除故障单元VCB，操作ACK2扩展供电维持运行。

（6）确认ACK1常开闭合。

ACK1未闭合，VCBOR2不能励磁，VCB不能闭合。在“供电分类”画面中查看该单元是否进行3次电源扩展供电，如果进行了3次电源扩展供电，在“远程控制切除”画面中复位；在配电柜中确认“扩展供电”断路器的状态，如果在OFF，恢复至ON位；

（7）确认VCB断指令线（8号线）无加压（VCBOR3触点粘连）。

检查两头司机室操作台【降弓】、【VCB断】按钮自复位是否正常；若正常则用万用表（测电笔）测量司机室总配电柜中LJB端子8号线的电压，正常应无电，如果8号线加压，断开含VCB车的动车配电柜中【真空断路器】断路器，然后逐个推合，每推合一个，测量8线电压，如果推合到某车时，发现8线加压，断开该单元的【真空断路器】断路器，通过MON屏远程切除该单元的VCB，并操作ACK2扩展供电，维持运行。

5 结论

以上分析了VCB可能出现的常见的一般故障及处理方法，随着CRH2型动车组的不断投入使用，一些问题也渐渐浮现，VCB无法闭合便是其中之一。为能迅速诊断并处理故障，确保动车组的运行质量，首先我们应该重视VCB的检修质量及故障处理，其次应加强随车机械师在途中应急处理的能力，最后也需要加强对车顶高压设备的检查。

责任编辑：王 华

来稿日期：2017-02-21