霍虹
湖南省株洲市湖南铁道职业技术学院 412001
摘要：通过故障现象及反复试验、排查定位故障点，对故障处理及分析过程进行了经验总结。
关键词：牵引系统；DCU；差分电流传感器；故障处理；
1 故障现象描述
某地铁列车出现频繁跳高断，查看显示屏故障记录，B1车还报“DCU差分电流大于1A，DCU差分电流大于50A，B1车外部信号跳主断”。司机复位重新合主断，全车主断可以合上。当方向手柄推至向前，B1车报“DCU差分电流大于1A或50A，DCU充电超时，跳主断”。
2 故障分析及排查
“DCU差分电流大于1A或50A”故障和“DCU充电超时”故障为两个主要故障，其他故障均为伴随故障。处理过程先分步逐一进行，同时也时刻注意两起故障之间是否有相关性。
2.1差分电流大于1A或50A
1）故障信息收集：
查看B1车高压电器箱内无烧损痕迹，无烧焦异味；检查牵引模块，没有发现损坏的无烧损痕迹，但在牵引箱背面闻到轻微烧焦味。
2）理论分析和经验判断：
“差分电流大于1A或50A”故障是由于设备绝缘破坏或其他原因使主电路接地，差分电流传感器检测到主电路输入输出电流不一致。电气原理图如图1所示。
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图1 接地故障检查电路原理图
可能原因有两方面：①差动电流传感器本身故障导致误报；②设备绝缘被破坏。根据以往经验判断差动电流传感器本身故障引发的较多，所以故障定位初步判断为传感器故障可能性较大。另外以往也出现过几次电机烧损或绝缘破损导致主回路接地；电抗器以前只出过一次故障，所以电抗器原因引起的故障可能性不大。
3）可能原因的排查及结果：
测量充电电阻阻值为150Ω，阻值正常；对调差分电流传感器，上电试验故障未转移；摇表测量电机的绝缘，结果绝缘正常。
测量滤波抗电抗器的绝缘，结果发现电抗器的绝缘电阻值只有几兆欧姆远低于绝缘标准，所以确定电器绝缘破坏导致主电路接地。更换滤波电抗器后，高压试验故障消失。
2.2 DCU充电超时故障
1）故障信息收集：
查看显示屏牵引系统界面中显示网压、中间电压与用万用表从DCU模拟输入A插件测试孔上测量到的网压和中间电压基本一致。
2）理论分析和经验判断：
中间回路充电过程：当充电接触器KM2闭合经充电电阻给中间支撑电容充电4s后，中间电压仍低于网压的90%。
3）可能原因的排查及结果：
DCU自检时接触器分合都正常；对换模拟输入A插件，故障未转移；更换中间电压传感器，故障未消失。
测量充电电阻阻值为无穷大，充电电阻开路（之前故障排查时测量阻值正常）。更换充电电阻后静态高压试验充电超时故障消除。
2.3 变流器模块CHOP管故障
该列车在动调时报B1车变流器模块2 CHOP管故障，跳主断。
1）故障信息收集：
查看变流器模块的脉冲分配板的指示灯，此时CHOP管故障指示灯已不亮。再查看模块斩波驱动板与脉冲分配板之间的光纤灯都亮红色，可以排除因光纤接触不良或损坏的可能。
2）理论分析和经验判断：
变流器模块CHOP管故障是指斩波过程中斩波管过流或过热而报的故障。报斩波管故障并不代表斩波管一定损坏，而可能经过保护使电流或温度降下后又恢复正常工作，这个故障是在再生制动和过压斩波过程的才会报出来。
可能的故障原因有：①模块斩波回路的IGBT及其控制电路的驱动板、脉冲分配板故障；②DCU控制单元故障；③外部网压波动导致。
3）可能原因的排查及结果：
对换驱动板后CHOP管故障未转移，将DCU机箱对换，动调验证时故障仍然存在。
重新分析故障数据发现中间电压比网压高约100V左右，如图2所示。判断可能是因网压和中间电压检测电路异常导致，更换了中间电压传感器后车辆动调wa故障消失。
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图2 故障数据波形
3 故障原因分析及总结
1）B1车报DCU差分电流大于1A和50A故障，是因为电抗器绝缘破坏，有接地故障。
2）在故障刚发生时报DCU充电超时原因为电抗器绝缘破坏造成主电路接地，对充电电容有分流，电容的充电电流小，从而在一定的时间内电容电压未充到网压的85%，因此报充电超时。而在更换完电抗器后还报充电超时，是因为充电电阻烧损，使充电回路断开，从而不能给电容充电。
3）充电电阻在故障刚发生时正常而后来被却烧损，这是由查找绝缘破坏故障时进行多次中间电容充电试验引起。当时电抗器的绝缘破坏，充电时通过充电电阻的电流要比正常时大很多，电阻严重发热导致烧损。
4）由于中间电压传感器故障而报模块CHOP管故障原因为：列车纯电制动采用的是再生制动方式，变流器在纯电阻制动时将进行斩波，并反馈回电网，由于中间电压传感器故障造成采集的中间电压值比网压要高，斩波时间更长，导致出现斩波管过热或过流现象，从而报斩波管故障。
综上，“DCU差分电流大于1A或50A”故障和“DCU充电超时”故障虽然看似两个独立故障，但从排查过程中发现其之间有相关性，即由电抗器绝缘能力降低导致主电路接地故障，同时使充电电流过大又将充电电阻烧损报出充电超时故障。
参考文献
[1]华平.城市轨道交通车辆电气控制.北京.2011.
作者简介：霍虹，女，民族：汉，1987-7-14，籍贯：内蒙古通辽市，学历：硕士研究生，专业：电力电子与电力传动，职称级别：讲师，研究方向：电气控制、轨道交通。