摘要：针对CRH380A型动车组运用时高压供电系统故障原因进行统计和分析，根据分析结果，探讨并提出改进高压供电系统设计、提高部件质量、加强高压供电系统检修动态管理、提高高压供电系统技术水平等一系列改进建议与措施。
关键词：动车组；高压供电系统；故障分析
1关于CRH380A型动车组高压供电系统组成简介
CRH380A型动车组高压供电系统由受电弓、电缆连接器、特高压电压连接线、EGS（保护接地开关）、高压设备舱、真空断路器、电压互感器、电流互感器、交流避雷器等关键部件组成[1]。
受电弓、电缆连接器、特高压电压连接线、支撑绝缘子、保护接地开关等安装在动车组车顶。
受电弓：受电弓电磁阀得电后，压缩空气经过节流阀一路向气囊充气，另一路向受电弓的碳滑板气腔内充气，受电弓开始升弓，与接触网接触集取电流；当电磁阀失电时，气囊内的压缩空气迅速减小，压缩空气排出，受电弓靠自重落下。
电缆连接器、特高压电压连接线：采用车顶走线，传到动车组各节车厢间的电流，并受电弓电流传导到相应的车下主变压器。
撑绝缘子：用于固定支撑于受电弓。
EGS：当VCB不能使用主回断路器时，或者是当接触网发生异常、要求接触网变成无电压等情况下，操作EGS可以强制接触网接地。
VCB（真空断路器）、避雷器、高压机箱安装车下：
避雷器：保护从接触网发生的雷电涌或电路开闭引起的过电压对车辆变压器等机器绝缘的影响，具有自动恢复的功能。
高压机箱：内置真空断路器、避雷器、电缆连接器等，内部部件可以单独拆装。
真空断路器：当牵引变压器在二次侧以后的电路发生故障时，对过电流迅速、安全、准确地断开为目的安装的，对事故电流断开的同时，它也是平常开闭回路一种开关，兼具断路器和开关2种功能。
高压供电系统配置图，如图1：
图1：高压供电系统配置图
2高压供电系统故障的调查分析
目前我段配备CRH380A型动车组26组，随着配属动车组、开行交路的不断增加，对高压供电系统故障处置及分析提出更高要求，对近3年CRH380A型动车组高压供电系统故障进行统计分析，高压供电系统故障共有269件，按照故障部位、故障现象的方式对故障进行分类，如下表1。
表1：高压供电系统故障统计表
通过上表我们可以看出269件故障中，其中有259件源自以下几种情况
（1）异物击打类故障。由于车顶高压供电系统的工作环境较为恶劣且运行速度极快，车顶部件受异物打击概率较高，在所有故障中，异物打击受损故障较为常见。
弓网接触力及受流不稳等故障。接触网接触悬挂的一个重要指标就是弹性均匀，由于接触悬挂本身存在弹性差异，如果在接触悬挂或接触线的某些部位有附加重量、偏斜的线夹和安装不良的分相分段器，动车组高速运行情况下，受电弓就可能出现不正常波动或摆动，甚至出现撞弓、碰弓现象。在已定的接触网结构下列车速度越高问题表现越明显。受电弓受流不稳还会导致拉弧及电火花等问题的发生[2]。
真空断路器故障。真空断路器是当牵引变压器在二次侧以后的电路发生故障时，对过电流迅速、安全、准确地断开为目的安装的，对事故电流断开的同时，它也是平常开闭回路一种开关，兼具断路器和开关2种功能。动车组每次过分相需要3个真空断路器各动作一次，3个断路器动作频次高，使用寿命较低。当其中一个出现故障就会导致高压供电系统故障发生。
3动车组高压供电系统结构优化改进建议
3.1改进建议及措施
3.1.1高压设备箱数量减少
减少CRH380A型动车组，高压设备箱数量，减少裙底板的拆装及高压设备箱的打开，从而降低日常检修工作量，也避免接地、漏装等故障的发生。
3.1.2车顶设备的减少及安装结构优化
将动车组车顶只放置受电弓和网侧避雷器，其他高压设备均安装在车下高压设备箱内。将CRH380A型动车组受电弓、避雷器、高压隔离开关及 EGS 保护接地开关都安装在车下高压设备箱内，这样就降低高压隔离开关、EGS 保护接地开关等设备被击打的可能性，从而减少检修中对高压隔离开关、EGS 保护接地开关等设备目视检查，同时还可以取消对高压隔离开关刀夹和EGS保护接地开关刀夹自由状态下两弹簧片间距离测量、两个设备闸刀接触部分厚度的测量，及其相关紧固螺栓规格及扭力值校核，从而大大减少工作量，解放劳动力。
3.1.3受电弓控制检测精细化
将目前CRH380A型动车组受电弓升降的被动控制，改为主动控制/闭环控制，增加更多检测设备，从而提高弓网接触力调控精细性，提高受流性能，提升弓网接触柔顺性，从而避免受电弓与高压线缆之间拉弧及电火花问题。同时精细化的信息反馈，也使得故障项点查找变的更简洁。
3.1.4减少真空断路器动作次数
目前CRH380A型动车组来说，每次过分相需要3个真空断路器同时动作一次，如果将动车组每次过分相只需要1个真空断路器动作一次，提高断路器使用寿命，降低真空断路器发生故障的可能性。与此同时，当受电弓升起车辆的真空断路器无法闭合或者运行中真空断路器无法断开的时候，如果CRH380A型动车组运行过程中只闭合一个真空断路器，相对于目前CRH380A型动车组闭合三个真空断路器，降低故障发生的概率，也减少一定量的排查工作。
3.1.5避雷器安装位置的变化
将CRH380A型动车组将避雷器由原来安装在真空断路器后面调整到安装在真空断路器前面，提高雷击过电压防护性能。减少雷击造成的设备损坏数量，同时也减少故障处置时更换损坏设备的作业量。
4 结束语
动车组高压供电系统故障原因涉及面较广，动车组设计生产企业、科研机构、中国铁路总公司、动车组运用检修部门、机务部门要进一步加强合作与沟通。希望各部门完善本文优化方面的改进建议，从产品自身设计结构、使用环境进行分析，通过结构、工作机理及试验验证的方式，进一步完善CRH380A型动车组高压供电系统在日常检修工作及故障处置的方式方法，有效降低检修人员的工作压力。最终实现提高CRH380A型动车组检修效率，同时降低CRH380A型动车组高压系统故障率。
参考文献：
[1]王伯铭.动车组运用与检修[M].北京：中国铁道出版社，2011
[2]张建辉，杨炯，姚勇.高速列车受电弓减阻的风洞试验研究[J].铁道科学与工程学报，2010，7（6）：116-121
论文作者:侯宁波,曲世宏,苏宪聚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/26
标签：车组论文; 高压论文; 供电系统论文; 故障论文; 真空断路器论文; 避雷器论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第36期论文;