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动车组DC110V接地故障排查方法和常见故障分析

摘要：本文主要介绍了动车组DC110供电方式和接地检测工作原理，详细介绍接地故障排查方法，并对常见接地故障进行分析。

关键词：动车组；接地故障；排查方法；故障分析；

0引言

随着我国高速铁路建设不断发展，高速动车组已成为出行的主要交通工具，动车组具有运行速度高，行车安全可靠性等问题变得更加重要。动车组采用AC27.5Kv电源供电，控制/辅助回路采用DC110V供电，牵引变流器为动车组提供DC110V电源，DC110V电源负极不接地，且具有接地检测装置。

动车组在调试和运营过程经常会报DC110V接地故障，排查接地故障具有一定的难度，排查范围广，工作量较大，要求调试和检修人员掌握接地故障排查方法。

1动车组DC110V供电方式

动车组采用AC27.5Kv高压接触网供电方式，钢轨作为回流轨，牵引变流器内充电机为车组提供DC110V电源，DC110V电源负极不接车体地，采用悬浮接地方式。理论上正极对车体地为+55V，负极对车体地为-55V。

2动车组DC110V接地检测原理

牵引变流器内接地检测继电器设定值为10kΩ，当检测到DC110V母线正级或负级对地绝缘电阻值小于10kΩ时，车组会报出DC110V控制回路接地故障。

变流器内部采用西门子绝缘监测继电器（3UG4582-1AW30），其接口及对外接线见下图1。

图1绝缘监测继电器接口

注：L+和L-连接整车110V供电母线，KE为控制地信号选择接口（整车多个继电器时，通过此信号通断选择工作继电器），A1、A2为继电器线圈接口，11和12为继电器状态反馈触点。继电器上设置两个阻值调节旋钮R.1和R.2，R.1和R.2的阻值需要根据实际工况进行设置，且R=R.1+R.2表示110V正线或者负线是否存在接地故障的门槛值，当实际110V正线或负线对地绝缘电阻小于设置的门槛值时，即会报出接地故障。

3接地故障排查方法

3.1DC110V正极接地故障

判断方法：万用表测量DC110V母线正极对地电压为0V，负极对地电压约为110V。

排查方法：动车组DC110回路正常供电，可以从每个车厢断开所有负载的供电MCB空开（注意列车激活MCB空开最后断开），同时用万用表测量DC110回路正极对地电压，当断开某个负载后电压值趋于正常55V左右时，便可断定故障点，然后再逐一排除设备内部的接地故障点。

3.2DC110V负极接地故障

判断方法：使用万用表测量DC110V正极对地电压为110V，负极对地电压约为0V。

排查方法：

负极直接接地：负极对地电阻小于100Ω，首先断开动车组各车所有DC110V回路跳接电缆插头，使用万用表测量各单元DC110V负极的母线对地电阻，判断哪节车负极接地。再排查负极接地车厢，测量单节车母线对地电阻小于100Ω，通过分别断开负线端子排上电缆连接，查看电缆对地电阻变化，当断开某根负线后母线对地电阻正常时，便可断定故障点位置。

负极不直接接地：万用表测量母线负极对地电阻为KΩ级，首先断开动车组各车所有DC110v控制回路跳接电缆插头，合蓄电池保险，测量DC110V母线正极对地电压是否异常，再采取分段挑线排查负线端子排电缆，当甩开某几根线后测量母线正极电压为+55V说明正常，再将甩开的线逐根恢复，当出现某根电缆恢复后电压异常时，则可锁定故障点。

4常见故障案例分析

故障现象：

某城际动车组正线运行过程报DC110V控制回路接地故障，5分钟后故障自动消失。

故障分析：

测量DC110V母线正极对电压为65V，负极对地电压为55V，电压正常，见图2所示。

图2DC110V正负极对地电压

断开蓄电池熔断器测量正负线蓄电池端之间的电阻，显示无穷大，说明蓄电池绝缘性能正常，没有短路情况，测量正负线输出端电阻，显示无穷大，没有短路情况。

接地检测继电器设定值为10kΩ，当检测到DC110V母线正级或负级对地绝缘电阻值小于10kΩ时，车组会报出DC110V控制回路接地故障。

该故障出现后又自动恢复，说明车辆DC110V母线没有“完全”的接地现象，而是存在对地绝缘“薄弱点”。当车组运行时电缆或连接器振动、形变等因素造成对地绝缘电阻值在设定值附近动态变化，或者电缆绝缘层损坏，在运行过程中损坏点间歇性搭接到车体，引起HMI报接地故障。

对故障时刻数据进行分析。2020年7月27日13时35分05秒，HMI报DC110V控制回路接地故障

2020年7月27日13时42分49秒，缓解常用制动后，2020年7月27日13时42分57秒，HMI界面DC110V接地故障自动消除。

DC110V接地故障模拟

模拟牵引制动手柄的制动线路发生接地故障，模拟DC110V接地点如图2所示，将牵引制动手柄推至全常用