CRH3型动车组主断路器控制原理及故障分析

高升润

摘要：主断路器作为动车组牵引系统的一个重要电气设备，用于控制主电路的开断和接通，一旦发生故障不仅会影响行车秩序，还会影响行车安全。本文主要介绍了CRH3型动车组主断路器的控制原理以及无法闭合或断开典型故障的原因分析和故障处理，对日常的动车组调试工作有总结推广作用。

关键词：动车组;主断路器;控制原理;故障处理

一、概述

主断路器作为动车组的一个重要电气设备，主要用于控制主电路的开断和接通，同时还可以起到过载保护和短路保护的作用。主断路器发生故障时不仅会影响行车秩序，还会影响行车安全，因此有必要通过了解学习主断路器的控制原理来了解调试作业中的主断路器无法闭合或断开故障的引起原因和控制因素，从而制定科学合理的检修技术，确保调试作业的有序进行。

二、牵引系统主要部件的组成

牵引系统的主要组成部件以及相互关系见图2.1。

受电弓2、主断路器3、车顶隔离开关4、接地开关5、避雷器6、互感器7、主变压器8、牵引变流器等部件

三、影响主断路器闭合或断开的相关部件工作原理

3.1受电弓升起和降落

3.1.1升弓原理

首先是紧急关断回路的建立即21-k61吸合.本牵引单元21-k44，21-k45，21-k48和另外牵引单元21-k48激活两秒，两个牵引单元21-k66吸和，21-k42从另外牵引单元得电吸和，21-k54吸合并自锁，最终主从牵引单元21-k61吸合。

同时21-k74得电CCU发出使能升弓命令，从牵引单元A212_03，A222_03闭合，21-k01得电给受电弓供风，20s内风压达到3bar压力开关DS2作用21-k62吸合，20s后继电器21-k10动作不会使21-k66失电，保证了紧急关断回路的建立，受电弓升起。

3.2主断路器

CCU和TCU对VCB的逻辑控制过程：VCB闭合前21-k25，21-k35吸和主断闭合。故障情况可将车顶隔离开关断开旁路另外牵引单元。

主断闭合条件：网压正常，CCU监测整个控制网络WTB、MVB正常，受电弓保护控制没有异常，变压器油流和瓦斯继电器反馈信号正常，TCU检网压网流测车顶隔离开关及主断的反馈正常，复合信号监测正常，上述条件满足时CCU和TCU通過内部通道闭合主断路器。

3.3隔离开关控制

当用一个牵引单元故障时车顶隔离开关用于断开两个牵引单元的高压连接，忽略另外一个牵引单元，21-K27、21-K28、21-K25吸和不再受另外牵引单元的控制。

主断没有闭合前，21-K74吸和，既可以使RLD闭合，也可以使其断开，当主断闭合后21-k74失电，车顶隔离开关保持原来状态不再允许操作，防止负载变化时造成拉弧。紧急模式下可以通过21-K73，21-K67使其闭合这时候不受CCU控制。

四、主断路器无法闭合或断开典型故障分析

4.1主断路器压力开关故障

4.1.1故障现象

CRH380BL35XX动车组在高级修调试过程中发现主断路器无法闭合，查询HMI屏故障信息显示界面报TC02车真空主断路器故障（故障代码6304）。故障发生时现象为占用EC01车，升TC02车受电弓，待主断路器闭合信号变蓝后将主断闭合，发现TC02车的主断路器无法闭合， 故障反馈报EC02车6304（主断路器失效）、630B（主断路器闭合反馈失效）。

4.1.2故障原因分析

由图4.1中主断路器气路控制原理图可知，主断路器气路控制部分由压力调节器L、气缸RE、气缸压力开关C1、电磁阀EV及压力缸K组成。压力调节器L可维持气缸RE内设定的恒压，压力开关C1监控主断路器闭合的最小压力，电磁阀EV控制着气缸中的气流，压力缸K可将气压转化为激活主断路器的机械作用力。主断路器激活后，压力缸K内的活塞运动到行程终点，主触点吸合，之后通过吸持电磁线圈Mm保证主断路器闭合，电磁吸持后压缩空气从压力缸K中逸出。

通过逻辑分析可以判断：主断路器气缸的压力开关漏风，导致风压降低，压力开关动作，主断路器气缸风压监测反馈断开，自保护禁止闭合，导致主断路器无法闭合故障。

拆开顶板检查TC02车主断路器时，能听到漏气声，拆开罩板后对主断路器气缸的压力开关进行漏风检测，确定了故障点。

4.1.3故障处理

更换2车主断，库内多次闭合断开2车主断，主断动作正常，故障消除。

4.2主断路器激活使能故障

4.2.1故障现象

CRH380B-35XX动车组在三级修调试作业中在EC08车主控，升TC02车受电弓，HMI屏故障显示界面报TC02车主断无法自动闭合，作业人员进行大复位操作后，TC 02车主断自动恢复正常，继续进行一段时间试验后， TC02车主断再次自动断开，HMI屏故障显示界面未报故障代码，作业人员换升TC07车受电弓后，继续进行调试。

4.2.2故障原因分析

CRH3型动车组的主断路器控制分为主断激活使能和主断保持使能两部分，其电路控制原理如图4.4所示。当受电弓升起，=21-K61接触器得电吸合，此时主断激活使能开始，本牵引单元激活使能继电器=21-K35得电吸合，另一牵引单元激活使能继电器=21-K25得电吸合，此时主断进入准备闭合状态。当列车发出主断闭合命令后，CCU通过KILP站输出CCU激活VCB命令，通过主断使能控制接触器=21-K17、=21-K18、=21-K27、=21-K28的辅助点，主断路器闭合电磁阀激活得电，同时保持线圈得电，主断路器闭合。

4.2.3故障处理

更换TC02车主断路器后，故障消除，主断闭合正常。

结束语

本文以CRH3动车组主断路器为主要研究对象，详细介绍了主断路器的控制原理以及影响主断路器闭合或断开的重要电气元件，并对在调试作业中主断路器无法闭合或断开的故障进行简单原因分析，用于优化调试作业流程，提高检修效率。同时，对牵引系统中的典型案例进行分类整理，不断进行技术积累，并做好故障处理手册的编制工作，更好地服务于现场检修作业。

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