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【摘 要】CRH380AL动车组真空断路器（VCB）兼有断路器和开关两种作用，在正常工作时，接通或断开25kV高压电路与牵引变压器的连接，当主变压器次级侧以后的电路发生故障时，它能迅速安全地切断动车组电源，保证列车安全；在列车运行中，应快捷有效地处理VCB控制故障。
【关键词】CRH380AL动车组 VCB 不闭合 应急处理
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）07C-0190-03
CRH380AL型动车组最高时速380公里，是我国自主研发的高速动车组之一，主要营运在我国高速城际铁路及客运专线，目前在线运营200列，并正在大批量生产。真空断路器（VCB）是CRH380AL型动车组的电源总开关和电路总保护，全车7个动力单元，每个动力单元配置一台。VCB安装于车底舱高压设备箱内，利用真空的高绝缘性能对电路进行开断，其控制电器安装于车内控制箱内，便于随车机械师处理故障。CRH380AL型动车组运用中， VCB不能闭合的故障现象时有发生，如果不能及时处理，轻者因动力不足，造成列车晚点；重者因动车组设备故障，被迫请求救援。
一、CRH380AL动车组VCB控制电气原理
（一）VCB闭合电路
在主控端司机室操作“VCB合”自动复位开关（VCBCS），则VCB投入指令发出，或者自动过分相装置（GFX-3A）发出VCB闭合指令，如果VCB闭合条件满足，则“VCB-M”励磁，VCB闭合，其控制过程如下：
1.VCB投入指令线“ 7”号线得电条件。
投入主控钥匙后，在确认受电弓升起后，按下“VCB合”自复式按钮或者自动过分相装置（GFX-3A）给出VCB闭合指令后，DC110V电源线102线接通主控继电器MCR，VCB投入开关VCBCS给VCB投入指令线7号线加压，如图1所示。
2.VCB闭合继电器VCBCR1得电条件。
在7号线加压后，若MON监视器没有发出选择单元指令——设备选择继电器URO非励磁，则VCBCR1得电，如图2所示。
3.VCB开启继电器VCBOR2得电条件。
VCBOR2得电的条件有两类，分别为VCB闭合的联锁条件和受VCB保护的电气状态条件，联锁条件有：
辅助风缸风压在780±10kPa，辅助风缸风压压力开关继电器ACMGVR励磁，如图3所示。
无VCB断开指令，即VCB断开继电器VCBR1非励磁，如图4所示。
同时，MON监视器也没有发出断开VCB的命令，VCB切除继电器亦不励磁，即VCBCOR非励磁。
辅助电源输入交流接触器ACK1吸合，通过VCB保护的电气状态正常条件有：主变压器的原边（一次侧）无过流故障，即AOCN断路器闭合；主变压器3次侧无过流故障，即AOCN励磁；主变压器3次侧无接地故障，即GRR3非励磁；单元内两台牵引变流器装置正常，即CIFR1 CIFR2均励磁，或相对应牵引电机被切除，使得CORR励磁；单元内两台牵引变流器装置接地正常，即CIGRR1 CIGRR2非励磁。
以上条件同时满足，则VCBOR2得电，电路如图5、图6所示：
4.VCB—M得电励磁。
VCB—M得电条件也可以分为两类，一类为联锁条件；另一类为保护电气状态正常条件。其中联锁条件有：VCB闭合指令条件，VCBCR1已励磁；VCB开启继电器得电条件，即VCBOR2已励磁；单元内两台牵引变流器接触器K在断开位，即KRR非励磁；VCB—M自身辅助联锁“VCB”闭合（实际作用得电非自持）；牵引变压器油泵已投入，即MTOPMN 断路器闭合。
保护电气状态正常条件：主变压器无过流，过流变压器不动作，如图7所示。
当以上条件都满足时，VCB—M得电励磁，打开VCB闭合气路，VCB闭合，VCB闭合同时，d条件实现，VCB—M持续得电励磁，如图8所示。
（二）VCB断开控制电路
VCB正常断开应该是在主控端司机室操作“VCB断”自复式开关（VCBOS）使VCB断开指令线8号线加压发出断开指令；或者操作降弓按钮（Pan DS）同时发出VCB断开指令；或者自动过分相装置（GFX—3A）发出VCB断开指令；亦或者MON监视器发出切除VCB指令，均使VCB断开，其中前三者均可使断开指令线8号线加压，使VCB断开继电器VCBOR1励磁，后者则是通过VCB切除继电器VCBCOR得电来断开VCB，具体如下：
1.操作“VCB断”自复式开关，如图9所示。
2.操作降弓按钮，如图10所示。
3.自动过分相装置检测到过分相预示信号时，VCBOR3继电器得电，如图11所示。
以上三种情况均使VCB断开指令继电器得电，其反联锁断开，使VCBR2失电，则VCB—M失电，VCB断开。
4.MON监视器发出VCB切除指令，则使VCBOR1得电，其反联锁断开，时VCBOR2失电，进而VCB—M失电，VCB断开。 动车组库内试验利用地面电源时，为保证安全设有外部电源时，则VCB是不可以合闸的，电路如图12所示。
除以上几种情况，通过对VCB闭合条件的分析，一下各种情况发生均可以引起VCB断开：辅助风缸压力小于640±10kPa；主变压器1次侧过电流；主变压器3次侧过电流；主变压器3次侧接地故障；牵引变流器CI故障；牵引变流器接地出现故障；辅助电源交流接触器ACK1断开；牵引变流器接触器K闭合；主变压器油泵空开MTOPMN断开。
以上几种情况任意一种发生，则表明相关部位不是正常状态，为保护电路，VCB是断开的，如果出现这些非正常状态，MON监视屏中可以查得故障显示。
二、VCB不闭合故障原因分析及应急处置对策
VCB不闭合故障现在从其发生范围来看，大致有两种，一种为全部VCB不能闭合，一种为单元VCB不闭合。
（一）全列VCB不能闭合
由前面VCB闭合及断开原理分析可知，VCB全列不闭合的原因在于：
1.VCB闭合指令线不能正常加压，原因有：受电弓·VCB断路器原因；主控继电器MCR原因；“VCB合”自复式按钮VCBCS的原因；辅助压缩机压力开关ACMGV原因；向手柄非“切”位同时“空挡”开关闭合。
2.VCB断开指令线8号线非正常加压原因：外接电源继电器EXR1故障导致8号线非正常加压；自动过分相装置VCBOR3继电器常开触点粘连造成8号线被加压，如图13所示。
针对上述原因，全列VCB不能闭合故障可以采取下列步骤进行应急处理：
第一步：确认主控端司机室的配电盘[VCB·受电弓]断路器是否处于闭合位，若断开，则闭合；若闭合，进入下一步。
第二步：确认“准备未完”显示等是否熄灭，若熄灭，则表明有辅助风缸风压不足的单元存在，该单元VCB合不上，在旋[辅助空气压缩机控制]旋钮3秒，启动辅助空压机打风，直至“准备未完”灯灭，再合VCB，若“准备未完”灯熄灭；进入下一步。
第三步：将方向手柄置“切”位，在合VCB，若仍不能闭合，进入下一步。
第四步：立即断开[2、6车（CRH380A）/[02、08、10、14车（CRH380AL）]组合配电盘中的[受电弓·断路器]断路器，再闭合VCB，若不能，进入下一步。
第五步：将全列VCB[真空断路器]断路器全断开，在逐个闭合，并依次进行RS复位按压“VCB合”按钮，通过这种操作来判断导致全列VCB不能闭合的故障单元。
第六步：找到故障单元后，断开该故障单元对应组合配电盘中的[真空断路器]断路器，并远程切除故障单元，闭合ACK2进行扩展供电。
若故障处在动车过分相区后，则：确认受电弓升起时对应组合配电盘中的过分相VCB控制1、过分相VCB控制2、过分相装置电源、过分相控制1、过分相控制2、检查断路器是否闭合，若有断开，则闭合，若分相区后仍不能闭合，则采取手动过分相办法。
（二）单元VCB不能闭合
由VCB合、断电路分析，单元VCB不能闭合的原因主要有：
1.该单元VCB被远程切除。
2.控制电路联锁条件不满足：如辅助缸压力开关非正常位，主变流器接触器K在闭合位，辅助电源接触器ACK1在断开位。
3.受VCB保护的电气状态不正常，出现故障，如：主变压器1、3次侧过电流，3次接地、牵引变流器基地不正常。
4.供给VCB风源气路不正常，控制电路虽然正常，但是使VCB合、断风压不能达到要求。
根据上述分析，对单元VCB不能闭合可采取下列步骤进行应急处理：
第一步：确认“准备未完”显示灯是否熄灭，若灯未灭，则在旋[辅助空气压缩机控制]3秒，启动打风，直至“准备未完”灯熄灭；若熄灭，进入下一步。
第二步：通过MON监视屏确认故障VCB是否被远程切除，若切除，则恢复，若未被切除，则进入下一步。
第三步：通过MON屏检查故障单元相应车“配电盘信息”有无发生“主电路接地”、“CI故障”、“MT2油流”“三次接地”“三次侧过流”等故障，若有，则进行RS复位后再闭合VCB，若没有，则进入下一步。
第四步：确认故障VCB单元对应车组合配电盘中的[牵引变压器油流]、[辅助电路过电流]、[牵引变压器过电流][真空断路器][扩展供电]断路器是否处于断开位，若断开，则闭合，若是闭合，则进入下一步。
第五步：远程切除故障VCB，并闭合ACK2·扩展供电，若出现2、4车或8、10车或12、14车VCB不能闭合，“准备未完”显示灯亮，确认总风缸压力在780-880kPa，则应确认3车、9车、13车与[辅助控制压缩机]空开的状态，若断开，则闭合，若未断开，风压在780kPa以上，则需要闭合3车或9车或13车组合配电柜中辅助空压机[应急短路开关]后再闭合VCB，并监视辅助空压机风压在6400kPa以上，辅助空压机[应急短路开关]闭合后，静止在旋[辅助空气压缩机控制]旋钮。
本文对CRH380AL动车组VCB的控制电气原理进行了分析，进而对VCB不能闭合的原因进行了详细的论述，将VCB不能闭合的原因分为两类，针对不同的原因，并提出了相对应的应急处理对策，在列车运行中，若出现以上原因，可以安全有效地处理，提高了列车运营的安全性。
【参考文献】
[1]欧阳乐成.车载真空断路器的电应力分析与剩余寿命研究[D].西南交通大学，2013
[2]廖乡萍，王泰杰，朱进.高速动车组CRH380C真空断路器应用故障分析及解决措施[J].电力机车与城轨车辆，2012，35（4）
【基金项目】广西教育科学“十二五”规划课题（2013B053）
【作者简介】周 莉（1965— ），女，柳州铁道职业技术学院副教授，研究方向：铁道车辆教学与研究；王红红（1988— ），女，武汉铁路职业技术学院助教，研究方向：铁道车辆教学与研究。
（责编 丁 梦）
【关键词】CRH380AL动车组 VCB 不闭合 应急处理
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）07C-0190-03
CRH380AL型动车组最高时速380公里，是我国自主研发的高速动车组之一，主要营运在我国高速城际铁路及客运专线，目前在线运营200列，并正在大批量生产。真空断路器（VCB）是CRH380AL型动车组的电源总开关和电路总保护，全车7个动力单元，每个动力单元配置一台。VCB安装于车底舱高压设备箱内，利用真空的高绝缘性能对电路进行开断，其控制电器安装于车内控制箱内，便于随车机械师处理故障。CRH380AL型动车组运用中， VCB不能闭合的故障现象时有发生，如果不能及时处理，轻者因动力不足，造成列车晚点；重者因动车组设备故障，被迫请求救援。
一、CRH380AL动车组VCB控制电气原理
（一）VCB闭合电路
在主控端司机室操作“VCB合”自动复位开关（VCBCS），则VCB投入指令发出，或者自动过分相装置（GFX-3A）发出VCB闭合指令，如果VCB闭合条件满足，则“VCB-M”励磁，VCB闭合，其控制过程如下：
1.VCB投入指令线“ 7”号线得电条件。
投入主控钥匙后，在确认受电弓升起后，按下“VCB合”自复式按钮或者自动过分相装置（GFX-3A）给出VCB闭合指令后，DC110V电源线102线接通主控继电器MCR，VCB投入开关VCBCS给VCB投入指令线7号线加压，如图1所示。
2.VCB闭合继电器VCBCR1得电条件。
在7号线加压后，若MON监视器没有发出选择单元指令——设备选择继电器URO非励磁，则VCBCR1得电，如图2所示。
3.VCB开启继电器VCBOR2得电条件。
VCBOR2得电的条件有两类，分别为VCB闭合的联锁条件和受VCB保护的电气状态条件，联锁条件有：
辅助风缸风压在780±10kPa，辅助风缸风压压力开关继电器ACMGVR励磁，如图3所示。
无VCB断开指令，即VCB断开继电器VCBR1非励磁，如图4所示。
同时，MON监视器也没有发出断开VCB的命令，VCB切除继电器亦不励磁，即VCBCOR非励磁。
辅助电源输入交流接触器ACK1吸合，通过VCB保护的电气状态正常条件有：主变压器的原边（一次侧）无过流故障，即AOCN断路器闭合；主变压器3次侧无过流故障，即AOCN励磁；主变压器3次侧无接地故障，即GRR3非励磁；单元内两台牵引变流器装置正常，即CIFR1 CIFR2均励磁，或相对应牵引电机被切除，使得CORR励磁；单元内两台牵引变流器装置接地正常，即CIGRR1 CIGRR2非励磁。
以上条件同时满足，则VCBOR2得电，电路如图5、图6所示：
4.VCB—M得电励磁。
VCB—M得电条件也可以分为两类，一类为联锁条件；另一类为保护电气状态正常条件。其中联锁条件有：VCB闭合指令条件，VCBCR1已励磁；VCB开启继电器得电条件，即VCBOR2已励磁；单元内两台牵引变流器接触器K在断开位，即KRR非励磁；VCB—M自身辅助联锁“VCB”闭合（实际作用得电非自持）；牵引变压器油泵已投入，即MTOPMN 断路器闭合。
保护电气状态正常条件：主变压器无过流，过流变压器不动作，如图7所示。
当以上条件都满足时，VCB—M得电励磁，打开VCB闭合气路，VCB闭合，VCB闭合同时，d条件实现，VCB—M持续得电励磁，如图8所示。
（二）VCB断开控制电路
VCB正常断开应该是在主控端司机室操作“VCB断”自复式开关（VCBOS）使VCB断开指令线8号线加压发出断开指令；或者操作降弓按钮（Pan DS）同时发出VCB断开指令；或者自动过分相装置（GFX—3A）发出VCB断开指令；亦或者MON监视器发出切除VCB指令，均使VCB断开，其中前三者均可使断开指令线8号线加压，使VCB断开继电器VCBOR1励磁，后者则是通过VCB切除继电器VCBCOR得电来断开VCB，具体如下：
1.操作“VCB断”自复式开关，如图9所示。
2.操作降弓按钮，如图10所示。
3.自动过分相装置检测到过分相预示信号时，VCBOR3继电器得电，如图11所示。
以上三种情况均使VCB断开指令继电器得电，其反联锁断开，使VCBR2失电，则VCB—M失电，VCB断开。
4.MON监视器发出VCB切除指令，则使VCBOR1得电，其反联锁断开，时VCBOR2失电，进而VCB—M失电，VCB断开。 动车组库内试验利用地面电源时，为保证安全设有外部电源时，则VCB是不可以合闸的，电路如图12所示。
除以上几种情况，通过对VCB闭合条件的分析，一下各种情况发生均可以引起VCB断开：辅助风缸压力小于640±10kPa；主变压器1次侧过电流；主变压器3次侧过电流；主变压器3次侧接地故障；牵引变流器CI故障；牵引变流器接地出现故障；辅助电源交流接触器ACK1断开；牵引变流器接触器K闭合；主变压器油泵空开MTOPMN断开。
以上几种情况任意一种发生，则表明相关部位不是正常状态，为保护电路，VCB是断开的，如果出现这些非正常状态，MON监视屏中可以查得故障显示。
二、VCB不闭合故障原因分析及应急处置对策
VCB不闭合故障现在从其发生范围来看，大致有两种，一种为全部VCB不能闭合，一种为单元VCB不闭合。
（一）全列VCB不能闭合
由前面VCB闭合及断开原理分析可知，VCB全列不闭合的原因在于：
1.VCB闭合指令线不能正常加压，原因有：受电弓·VCB断路器原因；主控继电器MCR原因；“VCB合”自复式按钮VCBCS的原因；辅助压缩机压力开关ACMGV原因；向手柄非“切”位同时“空挡”开关闭合。
2.VCB断开指令线8号线非正常加压原因：外接电源继电器EXR1故障导致8号线非正常加压；自动过分相装置VCBOR3继电器常开触点粘连造成8号线被加压，如图13所示。
针对上述原因，全列VCB不能闭合故障可以采取下列步骤进行应急处理：
第一步：确认主控端司机室的配电盘[VCB·受电弓]断路器是否处于闭合位，若断开，则闭合；若闭合，进入下一步。
第二步：确认“准备未完”显示等是否熄灭，若熄灭，则表明有辅助风缸风压不足的单元存在，该单元VCB合不上，在旋[辅助空气压缩机控制]旋钮3秒，启动辅助空压机打风，直至“准备未完”灯灭，再合VCB，若“准备未完”灯熄灭；进入下一步。
第三步：将方向手柄置“切”位，在合VCB，若仍不能闭合，进入下一步。
第四步：立即断开[2、6车（CRH380A）/[02、08、10、14车（CRH380AL）]组合配电盘中的[受电弓·断路器]断路器，再闭合VCB，若不能，进入下一步。
第五步：将全列VCB[真空断路器]断路器全断开，在逐个闭合，并依次进行RS复位按压“VCB合”按钮，通过这种操作来判断导致全列VCB不能闭合的故障单元。
第六步：找到故障单元后，断开该故障单元对应组合配电盘中的[真空断路器]断路器，并远程切除故障单元，闭合ACK2进行扩展供电。
若故障处在动车过分相区后，则：确认受电弓升起时对应组合配电盘中的过分相VCB控制1、过分相VCB控制2、过分相装置电源、过分相控制1、过分相控制2、检查断路器是否闭合，若有断开，则闭合，若分相区后仍不能闭合，则采取手动过分相办法。
（二）单元VCB不能闭合
由VCB合、断电路分析，单元VCB不能闭合的原因主要有：
1.该单元VCB被远程切除。
2.控制电路联锁条件不满足：如辅助缸压力开关非正常位，主变流器接触器K在闭合位，辅助电源接触器ACK1在断开位。
3.受VCB保护的电气状态不正常，出现故障，如：主变压器1、3次侧过电流，3次接地、牵引变流器基地不正常。
4.供给VCB风源气路不正常，控制电路虽然正常，但是使VCB合、断风压不能达到要求。
根据上述分析，对单元VCB不能闭合可采取下列步骤进行应急处理：
第一步：确认“准备未完”显示灯是否熄灭，若灯未灭，则在旋[辅助空气压缩机控制]3秒，启动打风，直至“准备未完”灯熄灭；若熄灭，进入下一步。
第二步：通过MON监视屏确认故障VCB是否被远程切除，若切除，则恢复，若未被切除，则进入下一步。
第三步：通过MON屏检查故障单元相应车“配电盘信息”有无发生“主电路接地”、“CI故障”、“MT2油流”“三次接地”“三次侧过流”等故障，若有，则进行RS复位后再闭合VCB，若没有，则进入下一步。
第四步：确认故障VCB单元对应车组合配电盘中的[牵引变压器油流]、[辅助电路过电流]、[牵引变压器过电流][真空断路器][扩展供电]断路器是否处于断开位，若断开，则闭合，若是闭合，则进入下一步。
第五步：远程切除故障VCB，并闭合ACK2·扩展供电，若出现2、4车或8、10车或12、14车VCB不能闭合，“准备未完”显示灯亮，确认总风缸压力在780-880kPa，则应确认3车、9车、13车与[辅助控制压缩机]空开的状态，若断开，则闭合，若未断开，风压在780kPa以上，则需要闭合3车或9车或13车组合配电柜中辅助空压机[应急短路开关]后再闭合VCB，并监视辅助空压机风压在6400kPa以上，辅助空压机[应急短路开关]闭合后，静止在旋[辅助空气压缩机控制]旋钮。
本文对CRH380AL动车组VCB的控制电气原理进行了分析，进而对VCB不能闭合的原因进行了详细的论述，将VCB不能闭合的原因分为两类，针对不同的原因，并提出了相对应的应急处理对策，在列车运行中，若出现以上原因，可以安全有效地处理，提高了列车运营的安全性。
【参考文献】
[1]欧阳乐成.车载真空断路器的电应力分析与剩余寿命研究[D].西南交通大学，2013
[2]廖乡萍，王泰杰，朱进.高速动车组CRH380C真空断路器应用故障分析及解决措施[J].电力机车与城轨车辆，2012，35（4）
【基金项目】广西教育科学“十二五”规划课题（2013B053）
【作者简介】周 莉（1965— ），女，柳州铁道职业技术学院副教授，研究方向：铁道车辆教学与研究；王红红（1988— ），女，武汉铁路职业技术学院助教，研究方向：铁道车辆教学与研究。
（责编 丁 梦）