中國標準動車組輔助供風系統(tǒng)原理及故障分析

1、 中國標準動車組輔助供風系統(tǒng)原理及故障分析 金沖 林偉東 曹狀Summary：通過輔助空壓機機系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)設備的技術特點以及基本功能進行研究，分析輔助空壓機常見的故障，由故障產(chǎn)生原因到查找故障點進行逐一分析。Key：輔助供風系統(tǒng);受電弓;主斷路器一、引言把空氣進行壓縮而獲得高壓空氣的機器，稱為空氣壓縮機（簡稱空壓機）。在低壓情況下把空氣進行壓縮而獲得的高壓空氣，為受電弓、車頂隔離開關、主斷路器提供風源的設備，稱為輔助空壓機。在低壓供電時，且車輛風壓低，此時主空壓機無法啟動，高壓設備動作的風源，依靠輔助空壓機供給，滿足壓力或啟動時間后停止。同時輔助空壓機具有優(yōu)良的可靠性能，振動小、噪聲低、操

2、作方便、易損件少、運行效率高等特點。二、輔助供風系統(tǒng)的組成和功能輔助供風系統(tǒng)是由一個單級無油活塞式空壓機、DC110V直流電機、單塔吸附式干燥器、安全閥、單向閥、再生風缸和安裝框架等組成，輔助壓縮機具有可持續(xù)工作能力。中國標準動車組配備兩套輔助供風系統(tǒng)，分別安裝在兩個受電弓車。輔助供風系統(tǒng)為車輛的受電弓、主斷路器、車頂隔離開關控制提供風源。在低壓供電且主供風系統(tǒng)無法工作時，輔助風缸中的空氣壓力低于工作壓力時，此時由輔助供風系統(tǒng)提供壓縮空氣。當風壓足夠時不啟動輔助空壓機，此時由主空壓機為受電弓、主斷路器、車頂隔離開關提供風源，由此可見輔助供風系統(tǒng)對動車組的重要性。三、輔助空壓機的控制（一）輔助空

3、壓機的控制和啟動條件1.網(wǎng)絡啟動車輛網(wǎng)絡檢測升弓壓力低于550kPa時，TCMS（中央控制單元）控制網(wǎng)絡觸點閉合，啟動輔助空壓機。當車輛檢測升弓壓力高于700kPa時或達到啟動時間5min后，輔助空壓機自動停止工作。TCMS接收主電路和控制電路的斷路器反饋狀態(tài)，監(jiān)視其空開反饋狀態(tài)，作為輔助空壓機啟動條件;TCMS監(jiān)視直流電機溫度開關狀態(tài)，當電機溫度開關斷開時，TCMS將斷開信息發(fā)送到顯示屏上，報出電機溫度超溫故障，當電機溫度開關正常時，監(jiān)視溫度開關狀態(tài)作為輔助空壓機啟動條件;TCMS在確認空開閉合、電機溫度正常、風壓低于550KPa時控制內(nèi)部常開觸點閉合，輸出DC110V電壓，使時間繼電器得電

4、，從而使輔助空壓機控制繼電器得電，給直流電機提供DC110V電壓;同時繼電器常開觸點狀態(tài)反饋給TCMS，將此時輔助空壓機啟動和停止狀態(tài)發(fā)送給TCMS，TCMS將輔助空壓機狀態(tài)反饋到顯示屏上，當輔助空壓機狀態(tài)變綠時，代表輔助空壓機工作;當輔助空壓機狀態(tài)變綠白時，代表輔助空壓機停止。2.手動啟動按下自復位啟動按鈕后，輔助空壓機啟動。當車輛檢測升弓壓力高于700kPa時或達到啟動時間5min后，輔助空壓機自動停止工作。輔助空壓機啟動時綠色指示燈亮起，輔助空壓機停止時，指示燈熄滅。（二）保護功能1.空開斷路器保護主電路和控制電路分別有空開斷路器，斷路器具有過流短路、過壓和欠壓保護，過載電流保護，對電機

5、進行保護。2.繼電器和時間繼電器保護輔助供風單元正常工作時，25L的輔助風缸壓力由0kPa升至700kPa時所需時間小于5min+5s;同時輔助供風單元配備單塔吸附式干燥器，需停機后通過存儲在反吹風缸內(nèi)的干燥空氣對干燥劑反吹實現(xiàn)再生，長時間連續(xù)工作將降低干燥劑的干燥能力。所以輔助供風單元按照10min工作制執(zhí)行，即輔助供風單元單次連續(xù)工作時間10min，停機5-10min后允許再次啟動。3.輔助空壓機溫度保護電機溫度開關控制輔助空壓機啟動繼電器，正常時溫度開關為常閉狀態(tài);當電機內(nèi)部溫度達到保護值時溫度開關斷開，輔助空壓機停機，防止電機過熱燒毀。當恢復為保護值以下溫度開關自動閉合。四、常見故障分

6、析1.輔助空壓機斷路器21-F05斷開，故障代碼3394，故障產(chǎn)生原因分為3種情況;（1）第一種情況：斷路器已閉合，中央控制單元和輸入輸出模塊軟件問題或者兩者之間的通訊線路問題所導致的故障。RIOM輸入輸出模塊軟件問題或者器件自身有問題，斷路器已閉合，輸入輸出模塊接收到正確的反饋信號，輸出錯誤的信號，導致中央控制單元做出錯誤的判斷;需要更新輸入輸出模塊軟件來解決故障。CCU中央控制單元軟件問題，斷路器已閉合，接收正確的反饋信號，在中央控制單元進行換算后，輸出錯位的結果，導致故障報出;需要更新中央控住單元軟件來解決故障。（2）第二種情況：空開未閉合，反饋正確。斷路器自身器件有問題，閉合后自動斷開

7、。解決此問題需要更換斷路器。斷路器控制的線路中存在線路短路，混路，或器件內(nèi)部存在短路或者混路的，造成瞬間電流大于額定電流致使空開斷開。此時需要查找具體故障線路和故障設備，比較常用的方法是斷路法進行測量。（3）第三種情況：空開已閉合，反饋不正確。空開輔助觸點故障，閉合空開后，輔助觸點沒有動作，此時需更換輔助觸點。反饋線路存在線路對地以及混接或輔助觸點之前存在斷路、對地以及混接的情況，導致輸入輸出模塊接收不到空開的反饋信號。此時需要用測量工具進行故障排除。輔助觸點與輸入輸出模塊之間線路存在線路對地，混接、斷路等情況，導致接收不到反饋信號，此時需要用測量工具逐步測量進行故障排除。2.輔助空壓機故障，

8、故障代碼3393，故障產(chǎn)生原因：在軟件為最新版本和網(wǎng)絡通信正常時進行以下判斷，斷路器=21-F05空開閉合且反饋正確、斷路器=21-F06空開閉合且反饋正確、繼電器=21-K38得電且反饋正確、司機室占用、升弓管路壓力檢測低于5.5bar、受電弓升弓指令或由輔助空壓機啟動信號，在上述信號同時滿足時等待300s后沒有復位信號時報出故障，復位信號為升弓管路壓力檢測正常時進行復位，復位信號優(yōu)先級高。故障查找方向：判斷輔助空壓機是否能正常啟動，在啟動中過程中是否有間歇啟動，或者啟動過程中嚴重異音。判斷輔助供風管路是否存在漏風，安全閥、單向閥、過濾器及各管路接頭是否存在漏風，以及安全閥和單向閥、過濾器功

9、能正常;如圖4所示。五、結論動車組出故障時，臨時處理或者利用合理的分析方法快速排查故障點，是動車組快速、安全、正點運營的重要技術保障。動車組輔助空壓機電器故障共分為四大類。第一類故障是軟件故障，由于軟件上載時版本號不匹配或者軟件本身缺陷所引發(fā)的故障，發(fā)生時往往帶有普遍性和隱蔽性。第二類故障是接線類故障，由于各種原因，發(fā)生混線、錯線、斷線等接線類故障，此類故障在調(diào)試階段基本都能暴露出來且得到處理。第三類故障零部件的穩(wěn)定性差或者性能不良。此類故障在調(diào)試階段很難發(fā)現(xiàn)，具有很大的偶然性，是動車組質(zhì)量控制的難點。第四類故障是供風管路及器件是否故障，此類故障很少出現(xiàn)，從泄露和器件性能方面查找。Reference1 琚林濤.空壓機遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計J.機械管理開發(fā)，2016，31（12）.2 張川寶，高珊，張新永，李丹鶴.基于AMESim的軌道車輛升弓供風系統(tǒng)仿真J.工業(yè)技術與職業(yè)教育，2017，15（04）.3 王群偉，楊偉君，王鵬飛.動車組升弓控制系統(tǒng)J.鐵道機車車輛，2011，31（05）.（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司