CRH3C型动车组受电弓漏风降下未报故障的分析
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【摘 要】CRH3049C列2车在运行过程中发生受电弓自动降弓故障，但未报故障代码，无法给行车人员具体的故障信息，会导致故障处理存在盲目性，对动车组运行产生较大风险。本文结合CRH3型动车组受电弓工作原理，研究分析了此故障产生的原因，并提出了后续发生此故障的处理措施，为CRH3型动车组的持续、安全、可靠运营提供保障。
【关键词】CRH3动车组 受电弓 碳滑板 ADD阀
CRH3049C列2车在运行过程中发生受电弓自动降弓故障，但HMI未报故障，后期检查确认故障点为受电弓碳条与铝基板粘接处漏风。正常情况下如碳滑板处出现漏风，受电弓快速降弓阀动作，HMI会报63C2故障代码。此次故障未报故障代码，无法给行车人员具体的故障信息，会导致故障处理存在盲目性，对动车组运行产生较大风险。因此，探究此故障产生的原因进而提出应对措施就显得尤为迫切和需要。
1CRH3型动车组受电弓工作原理
1.1正常升降弓
TSG19型受电弓通过空气回路控制升、降弓动作。
在司机室按下受电弓升弓按钮，车辆内的升弓电磁阀得电动作，向受电弓供应压缩空气。压缩空气首先进入受电弓气阀板，依次经过气阀板的空气过滤、压力调整、流量调整，再经过车顶空气管道、受电弓绝缘软管和受电弓底架上的气路的传输后，气路分成为两条支路，一条支路向受电弓升弓气囊供气，另一条支路经由自动降弓装置（ADD）向滑板、气阀板压力开关（DS2）供气。
压缩空气进入升弓气囊，气囊膨胀抬升，抬升的气囊带动钢丝绳拉拽下臂杆，使受电弓逐渐升起，直到弓头与接触网接触并保持在规定的接触压力。
受电弓工作时，气囊被持续供以压缩空气，弓、网间的接触压力保持恒定。
在司机室按下降弓按钮后，升弓电磁阀失电，向受电弓供应的压缩空气被切断，受电弓气路的压缩空气经由车辆内的升弓电磁阀排向大气，受电弓靠自重降下。
1.2 ADD自动降弓
正常工作时，受电弓持续保持升弓状态，只有当司机在司机室按下降弓按钮时受电弓降下。受电弓还设有ADD自动降弓系统，当发生滑板破裂等故障时，受电弓气路的压缩空气经由自动降弓装置（ADD）上的快排阀排向大气，受电弓靠自重降下，压力开关DS2压力同时降低，当气压降低到压力开关DS2的设定值，压力开关DS2提供电信号给车辆，可以用于提示车辆紧急停车，切断对受电弓的压缩空气供应。
2 受电弓漏风后降下未报故障的原因分析
针对此故障，对受电弓的工作原理及逻辑控制关系进行分析如下。
CRH3C型动车组报诊断代码63C2的控制逻辑如图1（同时满足三个条件后才会产生诊断代码63C2）。
图1
CRH3049C的TC02车受电弓自动降弓停车，但未产生诊断代码，从逻辑上分析，是未满足63C2的产生条件，结合当时故障具体情况，判断21-k66及21-k54继电器未断开。
根据CRH3C型动车组的硬线电路原理，21-k66未断开，则21-k62未断开（如下图2），也就意味着压力开关DS2未断开，压力开关DS2的设定值为2.8±0.1bar，即受电弓漏风后管路内风压下降，但压力未降至压力开关DS2的动作阈值（2.8±0.1bar）。
图2
从受电弓的升弓原理分析，并通过试验台验证如下：受电弓管路压力增大至3.0bar时，弓头轻微抬起。
约达到3.2bar后，受电弓开始升弓，逐渐升起。升至最高时，高度超过最大工作高度2400mm，风压仍为3.2bar。
通过精密调压阀将主管路压力调至3.8bar（正常静态接触力范围），然后缓慢减小风压，降至3.0bar时，受电弓弓头高度相对最大升弓高度有所下降，但风压稳定在3.0bar后，弓头停止下降，风压继续减小，受电弓开始下降，并降至最低，此时风压显示约为2.8bar，如图3至图4。
图3 主管路压力：<3.0bar 图4 ADD路压力：<3.0bar；
从试验情况看，推断为碳滑板漏风，但漏风量小于1L/min，所以未达到触发ADD阀快速降弓的条件即未达到管路内压力小于压力开关DS2的动作阈值（2.8±0.1bar），但由于管路内风压下降，气囊挡板拉动
钢丝绳的力变小，受电弓在重力作用下下降，脱离接触网。
在换升TC07车受电弓维持运行至长沙南站后，再次试升TC02车受电弓，报诊断代码63C2，说明升弓时，受电弓漏风导致气囊拉动钢丝绳的力不能拉动受电弓，在CCU产生升弓指令超过5S后，弓没有正常升起，报63C2故障。
根据受电弓升降弓原理及试验结果，最终结论为：受电弓自动降弓却未报诊断代码与受电弓缓慢漏风这一特殊工况有关，应是压力开关DS2动作的阈值小于受电弓最小降弓压力阈值；21-k54未断开，则21-k61未断开，亦未触发ADD快速降弓阀（21-k66未断开），所以未报63C2故障。此现象存在偶然性，即碳滑板漏风状态导致管路内压力介于2.9-3.0bar之间，结合以往碳滑板破损情况，此现象为偶发故障。
3处理措施
（1）后续如遇到动车组运行过程中自动停车故障，首先查看HMI信息显示屏，如显示屏报故障代码，则根据故障代码提示内容处理故障；如HMI无故障显示，且无网压，下车查看受电弓状态，如受电弓未升起，则可判定为受电弓漏风，换升其它弓。
（2）建议供应商提高DS2压力开关的控制精度，避免出现压力值的真空区。
4 结语
本文针对CRH3型动车组在运营过程中受电弓漏风未报故障问题进行了分析研究，提出了应对措施，为动车组的安全、可靠、持续运营提供保障。
参考文献：
[1]郭世明.动车组检测与故障诊断技术[M].成都：西南交通大学出版社，2008.
[2]吴积钦.受电弓与接触网系统[M].成都：西南交通大学出版社，2010.
作者简介：张军泰（1979—），男，河北唐山人，工程师，研究方向：高压牵引系统的质量管控。
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