CRH2型動車組真空斷路器故障分析及改進建議

摘 要：文章針對CRH2型動車組真空斷路器（VCB）故障的原因進行分析，并結合運用實際提出檢修改進建議，解決了CRH2型動車組VCB故障造成牽引動力丟失影響運輸秩序的問題。希望對相關工作提供參考。

關鍵詞：CRH2型動車組；VCB；改進建議

1 概述

CRH2A型動車組是時速200～250公里動力分散型的電動車組，列車編組為8輛編組，分為2個動力單元，每個動力單元有1個真空斷路器（通常稱為VCB）。CRH2A型動車組通過受電弓將接觸網(wǎng)25kV AC交流電引入高壓機器箱內(nèi)，再通過VCB將25kV AC交流電引入牽引變壓器，從而為動車組牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)提供電能。VCB用來斷開、接通25kV電路，并作為故障狀態(tài)的保護器件，兼有斷路器和開關兩種作用。VCB發(fā)生故障意味著CRH2A型動車組相關動力單元丟失動力以及不能為其它輔助用電設備提供電能，對動車組列車安全、正點、舒適運行造成較大的影響。自CRH2A型動車組列車開行以來，隨著動車組運行里程的不斷增加，曾經(jīng)多次發(fā)生過VCB故障。為了提高動車組運用質(zhì)量，需對VCB故障原因進行分析并改進。

2 真空斷路器（VCB）故障檢查情況

2013年8月19日，由CRH2060A動車組擔當D5205次列車運行至陳家湖段，過分相區(qū)后，CRH2060A動車組2車VCB未閉合，司機手動操作VCB合，該單元VCB仍未合上，復位后故障未消除。

2車VCB故障發(fā)生后，隨車機械師檢查故障信息，司機室駕駛臺故障燈“準備未完”燈未亮，02、03車K斷開后，因無故障代碼（170）基本排除ACK1導致VCB不閉合的可能性；由于第2單元VCB正常閉合，排除8號線得電引起VCB不閉合的可能性；切除02、03車動車，閉合VCB，VCB不閉合，同時未報牽引變流器故障及牽引變壓器油溫高故障，可以排除由牽引變流器、牽引變壓器故障導致VCB不閉合的可能性；隨車機械師切除該單元VCB，閉合ACK2，進行擴展供電，牽引切除2/4動力運行。

為了確認故障在庫內(nèi)對VCB故障進行了檢查。

（1）下載IC卡數(shù)據(jù)進行分析，只記錄了VCB斷開動作，即由VCB斷開引起的相關故障，無引起VCB斷開的故障原因記錄。

（2）通過VCB控制原理圖（單元）（見圖1）進行分析判斷檢查。

投入主控后，測量8G有電，將CRH2060A動車組02車運行配電盤M2-2（KHB256）控制板及M2-3（KHB260）控制板（該兩板上分別有影響VCB閉合的VCB0R2和GRR3-2繼電器），與06車運行配電盤的相同控制板互換后，06車VCB能閉合，02車VCB仍不能閉合，確認ACK1接通良好，100B線接地正常。初步判斷故障在牽引變流器接地或者VCB控制空氣管路上。

在檢查確認輔助空壓機電氣及空氣管路正常后，閉合EGS，用04車輔助空壓機高壓機器箱鑰匙開啟02車高壓機器箱，發(fā)現(xiàn)VCB-M繼電器吸鐵座松動，其限位銷無法正常打開該繼電器空氣管路，VCB無閉合空氣壓力，導致VCB無法閉合。

3 真空斷路器（VCB）故障原因分析

（1）發(fā)生VCB無法閉合的原因：VCB-M繼電器線圈緊固螺栓

松動，防松標記位置變動，導致線圈下的橡膠密封的厚度由1.5mm變?yōu)?mm，線圈向上移動0.5mm，（見圖2）電磁閥的行程不夠，導致電磁閥不動作。最終導致VCB動作不良。

（2）動車組運行中，動車組運行線路復雜，VCB動作次數(shù)過多。

對2012年7月～2014年8月發(fā)生的6起VCB不閉合情況進行了調(diào)查，經(jīng)調(diào)查導致VCB不閉合的原因均是由于VCB機構箱內(nèi)部VCB-M繼電器緊固螺栓松動所引起的。

4 真空斷路器（VCB）改進建議

4.1 螺栓規(guī)格由M5×25變更為M5×30

作為更換對象的電磁閥的螺栓共有2根，緊固扭矩為38±1kgf·cm。需用扭矩扳手切實緊固。進行螺栓更換時為了防止螺栓頭部破損需小心緊固。更換時要注意防止異物混入。

4.2 通過采用涂敷螺紋膠（螺紋膠材質(zhì)：LOCTITE 204）

螺栓相對以往的緊固扭矩（38kgf·cm）硬化1小時后可達到100kgf·cm的強度。（最終強度：130～160kgf·cm）更換為涂敷螺紋膠螺栓時，在螺栓更換完畢后需要1個小時的硬化時間。螺栓更換完畢后務必確保干燥時間。安裝前的涂敷螺紋膠的保管期限為5～30℃·相對濕度50%以下的屋內(nèi)環(huán)境下保存1年。

4.3 對VCB-M繼電器底座螺栓緊固方式進行改進，增加防松技術措施

更換螺栓時需輪流拆卸、緊固。電磁閥涂敷螺紋膠螺栓的緊固部位（M5）的防松緊標識變更（變更前藍色→變更后紅色）。變更前后進行區(qū)分管理。

5 結束語

作為評價項目將涂敷螺紋膠螺栓安裝到已經(jīng)開發(fā)完畢的30萬次VCB上，在螺栓松動再現(xiàn)條件下，確認沒有發(fā)生松動、脫落。通過此項變更和以往的構造相比較，螺栓更加不易松動，進一步提高了優(yōu)越性、可靠性，減少了CRH2型動車組VCB故障率，提高了動車組的運用質(zhì)量。

參考文獻

[1]張曙光.CRH2型動車組[M].中國鐵道出版社.

[2]陳富.一種電動車組用真空斷路器的設計開發(fā)[J].鐵道機車車輛，2015（3）.

[3]趙玉明.軌道交通真空斷路器觸頭彈簧位置的設置[J].城市軌道交通研究，2014（12）.

[4]王連鵬.真空斷路器彈簧操動機構優(yōu)化設計與可靠性分析[J].高壓電器，2005（3）.