摘要：CRH2动车组牵引变流器（CI）是给动车组牵引电机提供电源的装置，工作在高电压、高电流的状态下，为了防止在牵引变流器在工作出现接地，并在发生接地情况下及时切断电源防止故障扩大，设计了牵引变流器的接地检测电路。在发生接地故障后如何进行检查处理。本文旨在写出调查该问题的方法、分析原因并提出解决该问题的措施。
关键词：CRH2；牵引变流器；接地检测电路；
一、背景
接地检测电路分电压比较型、接地电流检测型接等接地检测电路，CRH2牵引变流器的接地的检测就是采用接地电流检测主电路是否接地。从牵引变流器的主电路图（图1）可以看出当主变压器二次侧任一点接地，主电路的中间直流中间点（即零电位点）与地点就会产生电压差，通过GRR电阻—GCT互感器—接地点产生电流，当GCT检测到电流等于3±1A时报“GD1”，执行断开牵引变流器输入接触器K级别保护，当接触器K断开300ms后电流仍大于等于3±1A报(GD2)，则执行断开VCB进行保护。这样就能第一时间采取保护措施，防止故障扩大。
图1
二、原因分析
CHR2动车组牵引变流器是采用接地电流报判断主变压器二次侧是否存在有接地发生。接地的情形可以归纳为一下几种情形：
1、主变压器二次侧没有真实的接地点，而是接地检测装置及信号检测部分异常。
2、主变压器二次侧产生了接地点，接地点在牵引变流器。
3、主变压器二次侧产生了接地点，接地点在主变流器的负载部分。
2.1处理此类问题的一般性思路
动车报接地（GD）故障，首先要判断故障是否真实存在。也就是要确定接地检测装置是否正常，传输、处理接地电流的通道是否正常。确定了接地装置正常后，就可以判定确实存在真实的接地点。再进一步确认接地点是牵引变流器本身还是牵引变流器的负载（牵引电机包括牵引变流器到牵引电机的连接线）。
下面就3种引起无触点控制装置报接地故障的三种情形逐一进行分析处理。
2.1.1主变压器二次没有真实的接地点，而是接地检测装置及信号检测部分异常。
接地电流检测电路相对简单，电路上的设备较少，因此其故障率相对于电压比较型接地电测电路要低。电路包括接地电阻GRR、电流互感器GCT和并联在牵引变流器零电位与地点之间的电容GRC和接地闸刀GS1。这种电路在设计上就具有抗干扰能力。当主电路零电位点相对于地的电压有瞬间的波动时，由于GRC的作用加在GRR和GCT两端的电压不会突变，只有当零电位的电压变化持续一定的时间（由GRC容量大小来确定），GRR和GCT之间的电压达到一定值才会产生3±1A的电流，报出接地。另外一个可能故障的点就是ISO插件。现场确认ISO插件是否正常最快捷更换或与正常ISO插件互换。确认故障点后更换即可。
2.1.2主变压器二次侧产生了接地点，接地点在牵引变流器。
这种情况的确认相对来说比较麻烦：首先将GS1接地闸刀断开——甩开牵引变流器输出线——甩开控制线（可通过试验端子方便实现）然后用兆欧表测量主电路对此绝缘来确认牵引变流器主电路是否接地。从主电路可以看出如果GS1闸刀不断开直接用兆欧表测量的话，GS1本身就是一个认为的接地点，测量的结果主电路一定是接地的。就不能判断是否有故障点接地。由于CRH2动车组的牵引变流器是采用三电平结构即正、零、负，中间零电平与正负线之间串有DRa1和DRa2电阻。 甩开牵引变流器的控制线是为了保护弱点电路，防止被兆欧表产生的高电压损坏。兆欧表的使用应该遵循测量前先将摇表进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。试验时先将摇表两测量连接线开路，摇动手柄，指针应指在“∞”位置，然后将两连接线短路一下，轻轻摇动手柄（注意时间不可太长，转速不可太快，以免烧坏表头），指针应指向“0”。
有了这些准备工作，选择合适的量程兆欧表（一般为电路正常工作电压的1.414倍）可以进行测量了。确定了牵引变流器侧有接地点的话，可以先观察是否有明显的烧损点，再从容易故障的点查找，比如DRa1和DRa2电阻阻值是否异常，当然也只有阻值发生变了。如无法确认故障点还可以通过甩电路的方法，分段测量各部分对地绝缘是否正常。直到最终确定故障点。
2.1.3、主变压器二次侧产生了接地点，接地点在主变流器的负载部分。
确认牵引变流器的负载是否有接地点，相对于牵引变流器的确认要简单些。首先要从牵引变流器的输出端甩开牵引电机接线，可以用2500V的兆欧表测量电机对地的绝缘值。在实际测量中实测值不低于2M欧即可，值得注意的测量牵引电机对地绝缘良好，不是确定牵引电机正常的充分条件。牵引电机匝间绝缘值也是电机的重要指标。牵引电机部分的确认就不展开详细叙述。
以上是对牵引变流器接地故障的3种情况分析和处理方法。下面结合CRH2动车在实际运用中的案例进行分析处理。
三、典型案例
3.1 故障现象及处理经过
2010年郑西客运专线运行动车组2089列运行中偶尔报GD1故障，库内检查试验正常。测量了牵引电机部门的对地绝缘值正常，测量牵引变流器对地绝缘也没有问题。后更换了接地检测装置以排除接地检测装置是否异常。第二天车出库就报出了GD1故障。第二天库内检查了中间电阻GRa1、GRa2电阻正常。更换了ISO模拟量输入插件。第三天车出库同样报GD1故障。第三天入库再次检查确认牵引电机对地绝缘值正常，同时请南车电机相关人员通知他们公司派专业人员携带专门设备检查牵引电机其它性能是否正常 。为了进一步排除控制方面的故障，对换了故障车的无触点控制装置。库内试验正常。第四天车出库依然报GD1故障。后来南车电机人员用专业设备测量，发现第三位牵引电机内部匝间绝缘值异常。后更换牵引电机后正常。
3.2 原因分析
该接地故障的特点是故障库内部能重现，只有当车运行速度较大（大于20km/s）是才报出故障。最初分析可能最大的是接地检测部分异常造成，比如接地电阻GRR短路，或ISO板故障。后经查实是牵引电机匝间绝缘异常，因牵引电机功率较大电机相间电阻值较小，当匝间短路时，相当于牵引变流器的输出三相电源有相间短路，引起牵引变流器的零电位电压异常变化造成接地。
四、结束语
本文就CRH2动车组牵引变流器（CI）报接地故障可能原因及处理方法进行了较为详细的分析说明。对初学者解决此类问题提供了操作性较强的思路和方法。文中所述解决问题的思路和方法不只适用于CRH2动车牵引变流器，对接地类故障也有一定可参照性。
匆忙之中因手边资料有限，对此文中如有不对和疏漏之处，请批评指正。
参考文献:
1、《200公里动车组牵引变流器维修手册》 2010年 陈建
论文作者:陈平
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/12
标签：变流器论文; 故障论文; 电机论文; 电路论文; 测量论文; 车组论文; 电压论文; 《基层建设》2017年第27期论文;