CRH2型动车组制动系统故障分析改进
时间：2023-03-27 10:20:07 来源：千叶帆 本文已影响人
徐小勇，李永柳
（中国铁路南宁局集团有限公司 南宁车辆段，工程师，广西 南宁 530029）
中国铁路南宁局集团有限公司配属CRH2型动车组（包括CRH2A统、CRH380A统，简称CRH2型动车组）134组，均为8辆编组标准组。投入运营以来，多次发生不明原因紧急制动故障停车（车载信息无故障报出），严重干扰铁路运输秩序，危及动车组运行安全。通过对紧急制动故障深入分析，对动车组不明原因紧急制动故障停车采取有效应对措施，提出处置建议，精准高效为现场应急处置提供技术支持。
1.1 制动控制回路建立条件
制动控制局部系统图如图1所示，动车组激活蓄电池后，103线正常加压，JTRTD加压，主控ATP启机，ATP通过控制EBR继电器得失电，其触点导通或断开，进而控制JTR继电器得失电。回路建立顺序为：103线DC100V加压→MCN2、3断路器→3#加压→JTRTD→154G2#加压→EBR触点→154G1#加压→JTR（TBR同时加压）。
图1 制动控制局部系统图
1.2 制动触发条件分析
1.2.1 紧急制动EB全列紧急制动EB原理图如图2，153#回路主线或154#回路中某部件故障造成断线，JTR继电器失电报红。
图2 全列紧急制动EB原理图
①构成153#建立形成回路：控制集中控断路器→3#→连接切换器（MCR、EBR）→紧急B开关（压紧开关）→紧急制动断路器（153K、JTR）→UVR1→UV电磁阀等。
②构成154#建立形成回路：接线器LJB2→154K→TDRU→紧急B开关→PBR→UVR→TThR→车端接触开关→接线器LJB2等。
上述某一环节非正常触发时导致制动回路无法建立，动车组输出紧急制动EB。
1.2.2 紧急制动UB紧急回路从头车到尾车的153#线控制各个车的UV阀失电施加纯空气紧急制动（MON屏显示单车或全列UVR报红）。
①单车UB时，为单车制动故障，建立回路为:制动断路器→153A→UVR1→153B→UV电磁阀→153D（UVR1-3）。
②全列UVR报红153#线，为输入前端回路开路，造成153K触点开路，建立回路为:制动断路器→3#→触点开关BOFR→153F→触点开关MCR→触点开关MRrAPSR→153K继电器加压。
1.2.3 列控车载设备输出EB或NB制动动车组主控ATP启机后，ATP通过控制EBR继电器得失电，触点开关动作，进而控制JTR继电器得失电。车载ATP在紧急回路构成关联为：制动断路器→3#→触点开关JTRTD→154G2→EBR（车载ATP输出）→154G1→继电器JTR。
1.3 制动回路原理分析
动车组上电后，在车载ATP无输出制动工况下，车辆制动回路中停放制动、紧急B开关、总风压力低、警惕报警、车端解除开关及实时轴温检测等检测系统加压，回路无断路下，操作紧急复位UBRS，继电器UBRSWR得电加压，相应触点动作闭合，继电器JTRTD前端形成回路加压，JTRTD触点动作闭合，继电器JTR加压，相应触点动作闭合，形成自保持通路，车组正常缓解。
2.1 典型案例分析
2.1.1 轴温故障导致制动输出停车2019年某月，D3762次动车组运行途中，MON屏行驶界面显示2单元闪红，动车组触发紧急制动停车，应急处置后开车。动车组入库经分析排查，确定故障原因为07车5位轴箱熔断式轴温传感器线缆线接触不良，154#线回路发生断路，JTR继电器失电，造成动车组自动触发制动停车。
2.1.2 UBS紧急开关发生断路停车2020年某月，D3635次动车组运行途中，动车组自动触发紧急制动停车，检查处置后开车。经分析排查，确定故障原因为05车乘务员室UBS紧急开关受外力作用动作，154#线回路发生断路，JTR继电器失电，造成动车组自动触发制动停车。
2.1.3 车载列控ATP设备输出制动停车2021年某月，D8405次动车组运行途中，动车组不明原因紧急制动停车（MON屏未记录相关故障信息），紧急复位后制动缓解正常，运行再次发生不明原因紧急制动停车，应急处置后开车。动车组入库经分析排查，故障原因为车载列控ATP设备输出常用和紧急制动指令，造成动车组自动触发制动停车。
2.2 案例原理分析
2.2.1 轴温故障分析轴温检测系统由轴温1、轴温2两个回路并联构成（见图3），轴温检测断路器通过103#线给轴温检测回路供电，轴温1回路串联1轴、2轴熔断式轴温传感器、轴温继电器TThRR1，轴温2回路串联3轴、4轴熔断式轴温传感器、轴温继电器TThRR2。当温度超过轴温传感器熔断值165℃时，传感器断开，导致继电器TThRR1、TThRR2失电，向网络反馈轴温1、轴温2故障信号。
图3 轴温检测原理图
2.2.2 UBS紧急开关分析动车组05车UBS为乘务员室紧急B开关，串联在紧急制动回路154#线中，当紧急制动开关动作时触发紧急制动回路154#线失电，导致全列动车组紧急制动（见图3）。当UBS1或UBS2动作时，M251线和M252线导通，中央装置检测到M251线得电，车辆信息界面【紧急B开关】亮红（见图4）。
图4 154#线局部图
2.2.3 列控车载设备ATP分析动车组激活蓄电池后，103#线电压经【ATP主机】断路器→160B2线→CN4-1针→ATP装置，向NBR继电器、EBR继电器供电。当ATP装置供电异常时，导致NBR继电器、EBR继电器无法得电，紧急制动不缓解。
3.1 准确确认故障信息
当列车发生紧急制动不缓解时，需确认故障信息，通过检查MON屏显示器分析判断制动输出是来源于车辆还是车载ATP，可通过以下三种方式判断车辆和车载ATP输出制动：
①通过MON屏行驶界面“制动”信息右侧确认，如显示有红色“紧急”及黄色“快速和常用”字体（快速为ATP输出EBR，常用为ATP输出NBR）可判断为制动输出信息来源于车载ATP施加的制动。
②通过查看MON屏配电盘信息确认“ATP输出”、“NBR”、“EBR”是否填充绿色。
③如ATP输出EBR导致施加紧急制动，确认车载ATP的DMI显示屏显示文本栏是否有故障报出，根据文本信息协调处置。
3.2 隔离故障设备
3.2.1 隔离故障设备动车组车辆设备紧急制动154#线回路中串联有轴温控车触点、实时轴温触点、UBS紧急开关等触点，当设备发生故障时，导致154#线回路断路，触发JTR失电，检查确认具体故障点时，应隔离故障设备，满足车组牵引条件。故障排查时通过MON屏确认车组有无故障信息，按照故障代码表处置，无故障代码报出时，应急给154G2#线端加压，满足车组正常缓解后开车。
3.2.2 隔离车载ATP设备通过MON屏确认故障信息为车载列控ATP设备输出制动时，联控确认车载列控ATP设备输出制动具体原因，查看显示屏文本信息，申请救援或采取隔离车载列控ATP设备改LKJ控车模式（以调度命令为准，CRH2A型有LKJ设备）。
3.3 采取换端应急处置
当故障端车载列控ATP设备无法隔离故障时，采取换端上主控，使用无故障端车载列控ATP设备控车驶离区间，根据限速条件反方向运行至就近车站处置，减少动车组长时间停留在区间干扰运输秩序。
3.4 采取救援方式处置
当发生车载列控ATP设备故障不能缓紧急制动，动车组距离前方车站较近时，建议采取动车组（机车）救援方式处置，优先考虑同型号动车组救援，通过正常连挂按动车组被救援模式限速120km∕h运行。如采用机车救援，列控车载ATP设备制动输出无法隔离，动车组在无上主控状态下，切除全列空气制动救援模式，作业整备耗时长，救援回送需限速5km∕h运行，救援效率低，易干扰运输秩序。
动车组制动系统故障往往伴随着硬件设备和控制系统组合性诱因导致，处置过程繁琐，通过上述几起典型故障案例分析提出相应解决对策，有效处置动车组发生制动故障问题，为现场处置同类故障提供参考。结合打造复兴号动车组运维质量品牌契机，系统性研究此类故障发生机理及原理控制，积累现场处置经验和完善应对举措，提升快速反应能力和精准高效处置效率。
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