关键字：DC600V客车车下逆变电源故障原因分析及措施
引言
由于我国DC600V供电客车已经逐步运用于列车行业中，其客车车下逆变电源的有效性、稳定性将会直接影响车内的空调通风及其电茶炉系统的运行。所谓的DC600V供电客车主要采用直供电机车从接触网取电后，经过调频调压、三相逆变器逆变整流相机后客车供电。使用的逆变器电源装置主要是一层50kVA，能够保证冬夏季的模式有效输出。现如今，我国客车在运行过程中已经突发了逆变器的故障，导致通风空调系统和电茶炉无法正常工作，严重制约了铁路运输企业的发展。特别是在2007年的提速以后，我国的列车逆变器故障较为多发，因此需要及时针对逆变电源故障的原因进行分析，及时采取相应措施进行解决，保证供电客车的有效运行。
一、DC600V客车车下逆变电源的概述
我国的电气化铁路在不断的发展当中，电气化铁路客车接触网DC600V的供电形势将逐渐成为我国铁路客车的重要供电方式，其中客车逆变器主要是针对DC600V客车空调电源研发的，利用了DC-AC变换技术。如果逆变器出现故障时无法正常输出，则需要通过另一台逆变器转化向两路负载供电，保证客车用电设备的正常工作。目前，一部分25G行车通常只有一台逆变器，如果故障出现时需要利用临车互背实现。逆变器通过客车控制柜接入的DC600V电源，结合充电电阻到中间支撑电路，然后回到IGBT功率开关键上。因此，对于客车车下逆变电源出现故障的原因需要进行统计，编制车下面电源的售后服务台账，进而筛选出故障率出现较高的数据。针对相关数据探究相应的故障解决措施。
二、DC600V客车车下逆变电源出现故障的形式及其原因
（一）由于逆变器短路出现逆变器烧损现象
DC600V客车车下逆变器电源装置在雨天雪天容易出现内部电路短路的故障，进而导致逆变器出现烧损的现象，主要的原因如下：
首先是散热风道底部和电器柜间未满焊，因此当散热风道出口和客车运行方向相同时，客车在运行时卷起的积雪，利用焊缝处及其散热风道出口处进入了逆变器电气柜，进而引起逆变器的故障。其次，一部分逆变器箱门因密封胶条老化锁闭不严，进而形成了严重的积雪和雨水进入箱体内部，长时间的堆积容易造成逆变器故障。最后是针对个别车因箱体上部焊缝砂眼在积雪融化时一部分水深入到逆变箱内部，最终引起逆变器出现故障的现象。
（二）充电电阻排、电容的烧损现象
由于2007年客车提速以来，我国DC600V供电客车多次发生客车车下逆变器电源集中烧毁烧损的故障。根据大量的烧损故障的调查统计分析得出，造成事故发生的原因是由于机车对列车的供电电压不稳导致的。在供电电压较低时，容易造成短时电流过大，进而引起逆变器的电源烧损。如果机车供电电压频繁超出逆变器的正常工作电压范围值，车下充放电电阻排以及电容反复充放电，进而形成电阻排烧损和电容烧损的现象，严重时出现电容崩裂的状态。其次，电解液进入了电路板元件时，也会造成烧损现象。由于DC600V客车主要是通过直供电气机车通过接触网取电后，然后变压整流相机后进行供电的。因此，在电气化线路区域接触网每隔一段距离就有一个无电区。在过分相点时，一旦共电电压正常时刻车车下面电源不会出现故障。如果过分相点后，上电池的电压过高则会引起逆变器电源箱内的元件出现损伤，多次冲击后就会导致逆变电源出出现严重的故障。
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如果机车供电出现异常时造成电压波动较大，容易引起接触器不能有效吸合，造成线损发热烧损导致逆变器故障。与此同时，较为平凡的过电压冲击后，容易引起充电电容故障，进而导致逆变器不能正常工作，严重时造成充电电容炸裂。
三、DC600V客车车下逆变电源故障的应对措施
(一) 解决逆变电源箱体内部的进雪问题
针对我国DC600V客车车下逆变电源箱体内部进雪问题，需要综合考虑散热风道夏季散热以及冬季如何将封口进行临时关闭。相关部门在春秋季整修时需要检查逆变电源箱门的密封条，如果发现老化或者变形问题需要立即更换，保证设备的全部更新，同时在箱门四周涂抹密封条，只有在彻底解决问题后才能杜绝箱内进入雨雪，抱枕逆变器不被损坏。
(二)解决充电电阻的烧损现象
根据绕线式充电电阻排烧损的形式后容易引起逆变电源出现故障，需要采取陶瓷电阻更换传统的绕线式电阻，作为新的电阻排形式。与此同时，需要将单只150Ω的电阻转换为300Ω的电阻，同时采用每十只并联然后串联的方式。一定要保证在串联后，R1的阻值为60Ω，进而使充电电阻排不易受到烧损。
(三)解决充电电阻和充电电容的故障问题
其次，需要解决充电电阻及其充电电容出现故障的问题。首先生产厂家可以针对逆变电源的控制电路进行更新改造。将母线电压检测电路从充电电阻排之后转移到充电电阻排之前，进而保证检测点一致接触器KM的前端。这样一来，母线电压超出了逆变器的正常工作，电压范围为内造成接触器KMD的不吸合状态，充电电阻排R1无电流通过，有效杜绝了异常电压造成充电电阻排R1和充电电容的烧毁现象发生。
（四）改进机车供电控制板程序
如果是根据DC600V客车机车过分相点时脉冲电压较高的现象，可以建议厂家针对机车供电控制板程序加以改进。首先需要不改变牵引供电的情况下，尽可能的延长机车对于客车的供电时间，有效保证机车过分相点时上店时间间隔大于20秒，保证机车在残留电压较低时可以对客车进行供电，杜绝过分相时，电压过高冲击逆变器电源的电器部件，有效降低逆变器电源出现故障的几率，进而提高客车供电的稳定性、安全性和可靠性。
（五）加强逆变器电源装置的检修和试验环节
随着列车事业的不断发展，我国DC600V客车成为了列车行业的重中之重，因此相关部门需要加强对于逆变器电源装置的检修和试验工作。由于我国逆变器电源的生产厂家较多，资历不一，结构上存在不同。各大厂家需要增加兼容性较强的DC600V客车车下逆变电源的检测试验设备，保证客车能够拥有专属的逆变电源装置，达到相应的标准。对逆变电源装置进行试验检测，通过模拟之后的过分相点以及过压欠压的试验达到标准数据方可运行。
四、小结
综上所述，DC600V客车车下逆变电源器的有效性是保证客车安全运行的基础，因此需要对DC600V供电客车车下逆变器及时更换充电电阻排、改进电压保护，及时检测电路和加装充电电容。通过更新均压电阻，保证均压电阻不会由于老化造成电容炸裂故障的出现。对各个接触零件进行定期检修，筛查不好性能的接触器。将逆变器出现的故障几率降低，保证客车车下逆变器的正常运行。
参考文献
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[2]卢桂云,李钊.DC 600V供电客车车下逆变电源故障原因分析及措施[J].机车车辆工艺,2009(02):43-44.
[3]刘为国,王开军,卞士军.电动机车逆变电源辅助启动电路的故障分析及改进[J].工矿自动化,2005(01):60-61.
论文作者:翟立杰
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
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