浅谈动车组高压电气系统的检修方法及其优化

浅谈动车组高压电气系统的检修方法及其优化摘要：随着经济的发展，我国的电气工程建设的发展也有了改善。动车组是我国铁路旅客运输的主力军，动车组安全稳定的运行是确保国家稳定发展的重要命脉。高压供电系统是动车组的重要组成部分，若运行途中发生故障，将会给动车组运行安全和运输秩序带来极大影响。深入研究高压供电系统产生故障的原因，并制定相应的优化控制措施具有重要意义。关键词：动车组；高压电气系统；检修方法；优化引言动车组单车调试是在车辆装配完成后，针对单台车辆进行的电气调试项目。其主要目的是为了测试每台车是否存在线路故障、部件故障，通过单车调试排查车辆是否存在制造缺陷，从而保证列车编组连挂完成后，每台车故障数量较少，便于顺利开展后续列调工作。纵观各类动车组单车调试工艺，常见的主要是基于自动化线缆测试设备、硬线模块模拟器和MVB(多功能车辆总线)网络的控制设备进行功能测试，信息化、智能化水平相对较低。当前基于MVB、无线网络控制、可编程序的自动化调试系统正在应运而生，将成为未来动车组单车调试工艺的发展趋势。本文将对几种典型的传统单车调试工艺进行对比，并对智能单车调试系统进行分析研究。1高压系统简介动车组的高压系统核心设计基于交流２５ｋＶ供电系统电压。动车组分为８辆编组，通常构成包含两个高压供电单元，而列车的牵引及辅助供电电源由２个相同的牵引单元负责提供。高压电气系统的主要部件有受电弓、避雷器、电压互感器、主断路器、接地开关、电流互感器、高压隔离开关等，此外还具备一套高压回路的监护与保护系统，通常，动车组都是由ＴＣＭＳ网络系统控制。核心部件分布在车顶及车底，车顶分布着受电弓、电缆、避雷器，隔离开关等部件，车底分布电压互感器、主断路器、电流互感器等。１．１受电弓动车组目前大多采用单臂受电弓，弓头为单滑板受电，其中受电弓安装在车顶，控制器和气动控制阀板则分布在车内，最终通过ＭＶＢ总线与列车网络进行通信。１．２避雷器避雷器由于安装位置的不同有两种不同功能。安装在受电弓后面的用来保护列车电气系统避免过电压，如雷电过电压，安装在变压器前端的避雷器用于吸收变压器开关过程中产生的操作过电压。１．３电压互感器电压互感器安装在受电弓和主断路器之间。它的作用是将检测的接触网电压发送至网络控制系统及牵引变流器，以便系统进行随时监测与保护。１．４主断路器主断路器是高压系统中十分重要的部件，起到关键保护作用。主断路器由弹簧式压缩空气作动器和真空灭弧室组成，目前主流主断路器为单极真空主断路器，两个电磁阀线圈用于供电，进风口进入的压缩空气，通过气缸推动主触点闭合，同时锁死开启弹簧。2PLC控制系统在动车组应用中的抗干扰措施2.1合理选择性能良好的电源PLC控制系统在动车组中的应用，电源变压器属于电源中较为主要的元器件，为增强电网系统的抗干扰能力，通常情况下应该选择具有隔离性能的变压器，容量比之前应用的高1.3倍左右，并在电源变压器方面设置屏蔽性能较为良好的接地系统，将双绞线当做是次级线圈的连接线，这样可以有效预防电源线网出现干扰问题。在使用PLC控制系统的控制器电源的过程中，如若条件允许，就应该在隔离变压器中合理设置低通滤波器，这样可以有效滤掉交流电源当中的高频分量或者是脉冲电流。在直流供电方面，主要采用电容滤波的形式，有效消除干扰问题对PLC控制系统所产生的影响。在此过程中，变压器的初级与次级连接线，都需要采用双绞线，这样可以有效进行干扰信号的隔离，提升系统的抗干扰能力。2.2选择抗干扰性能良好的电气设备在选择电气设备的过程中，应该确保产品的抗干扰能力符合要求，增强电磁兼容性。尤其在选用抗外部干扰能力较高的产品过程中，必须要严格进行分析，尽量选用浮地技术并且隔离性能符合标准的PLC控制系统。与此同时，在实际工作中还需针对生产厂家所给出的抗干扰指标进行分析，例如：分析共模拟制比、差模拟制比等环境之下的工作指标，了解实际情况。除此之外，还需对PLC控制系统在其他工作领域中的应用情况进行分析，明确是否存在问题，并了解实际情况，有效开展各方面的处理工作与管理工作。2.3完善相关接地系统动车组中PLC控制系统在实际运行的过程中，必须要完善相关接地系统，保证接地点选择的准确性，只有确保解析系统的完善下，才能保证动车组PLC控制系统的良好运行。在此过程中，可以采用浮地、直接、电容三种接地方式，在PLC控制系统方面，由于使用电平控制设备，所以可以采用直接接地的措施。与此同时，受到信号电缆分布电容与输入装置滤波因素的影响，各个装置之间在信号交换频率方面，在1MHz之上，因此，在PLC控制系统运行期间可以采用一点接地、串联一点接地的措施，集中布置PLC控制系统中的并联一点接地措施，每个装置中的枢体中心接地点，都是将独立接地线引入到接地点中，如若各个装置相互之间的距离较高，就需要使用串联一点接地的措施，采用界面较高的铜母线进行各个装置的连接处理，保证其抗干扰能力符合要求。2.4做好抗干扰设计工作为保证动车组中PLC控制系统的抗干扰性能，应做好相关的设计工作，可先进行输入信号与输入线相互的干扰模拟，然后通过输入模块滤波的形式，了解是否能够提升抗干扰能力，如果可以提升抗干扰能力，就能够将其应用工作中。与此同时，对于输入线与大地之间的共模干扰而言，也可以模拟采用控制器接地的方式有效抑制，以此提升其抗干扰能力。另外，为了预防出现电路信号突变的感应电势干扰问题，应采用可靠性容错与容差设计技术进行硬件的改良，保证相关系统在运行期间抗干扰能力符合要求。2.5主断路器的检修与优化主断路器的检修应该要先对主断路器的各零部件无损伤或变形现象进行检查，以保证连接器的插头没有出现破损、插针没有出现烧损或是弯曲，同时也要检查配线无老化现象。同时，还要对绝缘支撑瓷管内有无异物或是积水的现象进行检查，如存在积水情况，便需要利用柔软的干布进行擦拭直至干净，将进水路径进行检查以及修复。对于动车组而言，每次过分相需要１～３个（视动车组型号而定）真空断路器同时动作一次，运行过程中频繁动作，所以要在源头上提升主断路器的动作寿命，降低故障几率。同时要优化控制逻辑，主断路器无法闭合和断开时系统自动优先排除控制电路故障，再排查主断路器本身故障，可以降低产生的故障影响，同时也减少故障排查工作量。结语动车组运行过程中，会产生过分相过电压、升降弓过电压、弓网离线过电压，过电压随机性较大且不可避免，动车组可以通过采用并联ＲC滤波器从根本上抑制或减少过电压;增加保护接地数量可以抑制车体过电压的峰值。并联ＲC滤波器方案还需要进行各种详细的设计和试验验证;增加保护接地方案已经在正线进行了测试验证效果良好，但对整车电磁兼容的影响还需要进一步研究。参考文献［1］郭旭刚，郭晨曦，杨斯泐．动车组车顶绝缘子预防性试验研究［J］．铁道机车车辆，2015，35(5):67－71．［2］韩伟锋，胡学永，肖石，等．雷击接触网高速列车车体过电压分析［J］．铁道科学与工程学报，2013，10(4):117－123．［3］高国强．高速列车运行状态暂态过电压机理与抑制方法的研究［D］．成都:西南交通大学，2011．［4］方鸿波．牵引网线过电压分析［D］．成都:西南交通大学，2010．［5］杨帅，曹保江，高国强，等．高速动车组降弓浪涌过电压分析［J］．铁道学报，2015，37(7):46－50．［6］黄可，刘志刚，王英，等．动车组过分相的车