动力集中动车组列供故障分析

动力集中动车组列供故障分析

杨祖福 田海

中车株洲电力机车有限公司  湖南株洲  412001

摘要：通过对动力集中动车组列供故障的分析，阐述了此故障是由于列车供电柜故障（模块自身失效故障）所导致，为后续类似故障的解决提供思路，并建议对其他车此产品进行相关预防性跟踪。

关键词：FXD1；列供；过流；故障分析

FXD1 型动力集中动车组作为新一代时速 160 公里复兴号动力集中动车组，在性能和故障率方面的表现都受到多方面关注。在FXD1 型动力集中动车组进行正线运行时，发生了一起列供二输出电流传感器故障、列供四象限二A相下管故障、列供二输出四象限输入峰值过流，以下针对该故障进行分析探讨。

一、故障概况

3月18日，某车辆段动车组担当载客运行任务，14:23动力车报列供二输出电流传感器故障、列供四象限二A相下管故障、列供二输出四象限输入峰值过流，14:23司机常用制动停车，14:26进行应急处置，应急指挥指导司机该故障不影响列车运行，可维持运行，司机重启列供装置故障未消除，进行高压绝缘检测正常后，15:01开车。

二、原因分析

1、故障履历分析

1）3月18日14:23:03动力车首次报“列供二输出电流传感器故障”、“列供四象限二A相下管故障”、“列供四象限二输入峰值过流”。

2）3月18日14:44:37动力车报“列供四象限二A相下管故障”、“列供四象限二输入峰值过流”。之后报“列供四象限二输出过压（瞬时）”。

随后多次报“列供四象限二A相下管故障”、“列供四象限二输入峰值过流”。

2、事件记录分析

1）3月18日，14:23:03 动力车操作端，动力车速度85KM/h，受电弓网压由27786V，列供二支路的交流输入电流由96A突增到887A，供电电流由53A突增到452A，列供供电电压由600V突增到642V，列供一支路电压与电流无异常波动；

14:23:19 动力车速度91km/h，司机分主断板键动作一次，动力车主断断开；

14:23:24 动力车速度89km/h，司机动作大闸减压，动力车减速；

14:23:25 动力车速度89km/h，司机降弓扳键动作一次，动力车降弓；

14:23:53 动力车停车；

2）动力车回库后进行高压试验事件记录分析

22：11：24司机室占用信号由0变为1；

22：12：30司机操作升弓；

22：12：38受电弓2升起；

22：12：43网压28516V；

22：12：57司机操作合主断；

22：12：58主断路器2闭合；

22：13：55司机操作分主断；

22：13：55主断路器2分断；

22：14：12司机操作降弓；

22：14：16受电弓2降下。

22：13：50列供二支路的交流输入电流由12A突增到743A；

22：13：51列供二支路的交流输入电流由7A突增到2090A，推断应是此时发生了模块及铜排烧损。

3、列车供电柜分析

通过查询微机屏和列供显示屏故障记录，一个是硬件峰值过流故障，另一个是模块 2-1 下管故障，下面将对产生该故障的机理以及结合现场的现象进行深入的分析。

显示屏故障报出机制：

1）输入峰值电流故障

输入电流传感器实时采集电流传送给列供控制箱，当输入电流传感器采集到电流超过控制箱设定的输入电流门槛值时，触发输入电流报警，并通过MVB上报给TMCS，同时在司机室显示屏进行故障报警提醒。

2）IGBT下管故障

由于模块2输入瞬时电流过大，导致触发了 IGBT模块驱动器自带的短路保护功能，该信号反馈给列供控制箱，并通过MVB上报给TMCS，该故障名称即为IGBT下管故障，同时在司机室微机显示屏进行故障报警提醒。

结合回库之后整流模块升弓之后烧损，与模块IGBT本身故障较大有关。

模块2的IGBT下管由于某种原因出现了内部的软失效，这种软失效表现结果为时好时坏。通过查询网络数据，FXD1-J0063动力车3.18在线上运行连续报了4次模块2输入峰值过流和模块2-IGBT下管故障，故障发生时刻，DC600V正常输出，符合软失效的模式，当内部出现一定的机理变化例如发热之后，就会接近于短路，进而产生短路大电流。回库之后，检查柜子外观无异常，同时故障一直处于锁死状态，断电复位之后，故障消失，升高压，输出正常，三分钟之后再次报出相关故障并出现模块烧损。分析认为是IGBT由于前期的多次故障累计，已经接近于完全短路，列车供电柜来不及保护，导致模块烧损。

初步推断产生大电流的原因是模块2的IGBT下管由于某种原因受损，导致整流桥输入端短路，进而触发输入峰值过流故障和IGBT下管故障。 导致IGBT受损的具体原因待模块返回原厂进行晶圆的剖解分析确定。

三、故障结论

从数据分析并结合列车供电柜具体受损情况来看，动力车FXD1-J0063列车供电柜故障（模块自身失效故障）是导致动力车运行途中显示屏报列供故障（列供四象限二输入峰值过流，列供四象限二Ａ相下管故障、列供二输出电流传感器故障）及库内高压试验时IGBT模块和连接铜排烧损的直接原因。

结束语

通过对动力集中动车组主断无法闭合故障的分析，确认了此故障是由于列车供电柜故障（模块自身失效故障）所导致故障的发生，为后续此类故障处理提供借鉴。

参考文献

   时速 160 公里动力集中动车组电气原理图

作者简介  杨祖福，男，高级技师，从事电力机车调试工作。

田  海，男，高级技师，从事电力机车调试工作。