动车组高压电气系统研究

发表时间：2020-07-22T07:43:07.434Z 来源：《中国科技人才》2020年第7期 作者： 冯建阁 孟斌斌

[导读] 高速动车组列车具有载客量大、运行速度快、准时率高的优势，成为人们日常生活、旅游、工作的首选交通工具。随着我国高速动车组行业的快速发展，高速铁路交通网越来越广阔，运行的车辆也越来越多。随着运营里程的不断增加，人们总结运营检修过程中出现的各类故障，本文通过对动车组高压电气系统运营检修情况进行分析，讨论高压电气系统的可靠性。冯建阁 孟斌斌

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摘要：高速动车组列车具有载客量大、运行速度快、准时率高的优势，成为人们日常生活、旅游、工作的首选交通工具。随着我国高速动车组行业的快速发展，高速铁路交通网越来越广阔，运行的车辆也越来越多。随着运营里程的不断增加，人们总结运营检修过程中出现的各类故障，本文通过对动车组高压电气系统运营检修情况进行分析，讨论高压电气系统的可靠性。 关键词：动车组；高压电气系统；运营检修；可靠性

1.研究背景

随着我国各项推动高铁事业发展的的实行，我国高速铁路事业近些年迎来了突飞猛进的发展。尤其是近些年大力发展的高速化、重载化的铁路车辆，使人们实现了从南到北、从东到西远距离也朝发夕至的伟大壮举。但随着车辆运行速度等级的提升、车辆轴重的增加，使车辆运行环境变得越来越恶劣。高压系统作为车辆运行的核心系统之一，一直保持着整体运行平稳的态势。但随着运行环境的恶劣、服役时间的增加，在检修过程中开始暴露各类故障问题，尤其是绝缘事故的发生，使人们开始关注高压电气系统工作的稳定性。本文通过分析运营检修过程中暴露的高压电气系统故障，讨论高压电气故障的可靠性问题。 2.高压电气系统

动车组高压电气系统是动车组车辆核心系统之一，对车辆运行的安全性稳定性具有决定性的作用。高压电气系统主要包括受电弓、绝缘子、高压电缆、互感器、避雷针、牵引变压器、隔离开关、断路器等部分组成。动车组高压设备需要接收弓网25kV的直流电进行转换，供给车辆运行使用。所以高压电气系统对于其产品的材质选取、工艺要求、结构设计等需要绝对的严格，尤其是绝缘能力方面，在车辆运营过程中也需要重点维护以保持高压电气系统的安全性和可靠性。某动车组高压电气系统原理示意图如图2所示。

图1 高压电气系统示意图 3.可靠性概述

可靠性分析是由航空航天行业引申到铁路行业的概念，经过铁路行业的吸收消化形成了轨道列车RAMS指标，包括可靠性、可用性、维修性以及安全性。可靠性指的是产品能够完成规定要求的能力；可用性指的是产品可以维修的同时依旧可以在短时间内完成要求的功能；可维修性指的是按照技术要求可以完成规定的维修要求；安全性指的是不能发生不可接受的风险，不能造成人员伤亡、危害健康等。动车组高压电气系统的可靠性是经过长期运营跟踪总结出的特性，其RAMS组成关系如图2所示。

图2 高压电气系统RAMS关系 4.高压电气系统常见故障及可靠性分析

随着运行环境的恶劣以及车辆服役时间的增长，高压电气系统各组件在运营检修过程中暴露出不少故障。受电弓是高压电气系统中极为重要的部件，主要故障多为高压放电造成的受电碳滑板灼伤、物撞导致风管或弓头破损迫使受电弓自动降弓、碳滑板常磨损等。绝缘子故障主要集中在异物击打或者由于天气原因导致的高压放电现象。绝缘电缆的故障主要集中在高压放电或者异物击打对线缆表层出现的损伤。高压互感器的故障主要集中异物击打或者本体运行时间过长导致的污闪灼伤。避雷器的故障主要集中在车辆高压放电、异物击打或者本省老化方面。牵引变压器故障包括漏油、散热不良、油温报警和终端放电等。通过对高压电气系统的分析可知，暴露车体外侧的部件主要故障都与异物击打和高压放电影响有关，在运营检修过程中，针对此类部件需要重点外观检查。根据可靠性理论和建模方法，结合动车组高压电气系统的组成结构及电能传输关系，建立动车组高压电气系统可靠性框图如图3所示。

图3 高压电气系统可靠性框图 5.总结

随着动车组列车运行速度的增加以及服役时间的增长，高压电气系统暴露出的各类故障开始变得频繁。本文分析了动车组的高压电气系统以及可靠性理论，针对高压电气系统的故障情况建立高压电气系统可靠性框图。 参考文献：

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[3]胡川，姚建伟.动车组可靠性验证试验抽样方案的研究[J].铁道机车车辆.2013（02）