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动车组高压系统接地故障检测及保护功能优化方案
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摘要：对既有动车组高压系统接地故障检测及保护功能进行优化，充分发挥动车组冗余设计特点，实现动车组高压系统接地故障精准定位。
关键词：动车组接地故障电流互感器绝缘检测
1问题来源
动车组高压系统接地故障检测存在以下问题：（1）高压母线接地故障无法识别；（2）受电弓至主断路器前端无接地检测及保护。直接影响故障发生后的应急处置决策，通过换弓试验来辅助判断接地故障区段存在二次顶网的风险，造成故障扩大化甚至烧断接触网。
2.既有技术方案
动车组主断路器前端设有CT1电流传感器，牵引变压器原边设有CT2电流传感器，牵引变压器工作接地回流设有CT3电流传感器。利用CT1/CT2/CT3电流互感器实施高压保护功能。
CT1、CT2、CT3电流信号均由网络控制系统的高压控制单元采集，经信号处理后发至CCU用于保护逻辑判断：①瞬时峰值保护（硬件）由高压控制单元硬件判断硬线控制VCB断开；②有效值保护（软件）由I/O模块将CCU的MVB指令信号通过DO控制VCB断开。
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优化方案
为进一步提高动车组的可用性，缩短动车组高压接地故障的应急处置时间，在确保安全的前提下，计划同时实施以下两个方案：
①加装车顶CT4电流互感器，解决高压母线接地故障无法识别的问题；
②加装高压绝缘监测装置，解决受电弓至主断路器前端无接地检测的问题。
在发生网侧过电流故障时，为能够定位所属故障单元，采用以下优化方案：
①为及时保护变压器绕组短路、大A端子炸裂等严重故障，保留既有CT2电流互感器，原有高压保护逻辑保持不变；
②在高压箱外，3/6车车顶高压线缆上各增加一个CT4电流互感器，用于判断故障单元位置，CT4采用硬保护策略。
高压绝缘检测装置将蓄电池提供的DC110V经逆变后输出50Hz/AC100V，在动车组降弓工况下，经网侧电压互感器升压后在车顶高压设备上形成测试电压，如车顶设备发生绝缘不良（比如高压接地等），电压互感器高压侧的测试电压会降低，由于电压互感器变比一定，即高压绝缘检测装置输出侧电压会同比降低，据此可判断车顶设备的绝缘不良情况，故可以避免绝缘不良甚至高压短路情况下盲目升弓造成车辆设备及接触网损坏。
高压绝缘检测装置与受电弓通过硬线电路设置互锁，主机供电串入升弓状态常闭触点，受电弓升起后主机无DC110V供电。绝缘检测设置安全联锁继电器，在进行高压绝缘检测时，利用联锁继电器触点将网侧电压互感器输出至车辆网压检测的电路断开，确保高压绝缘检测不会对动车组网压检测设备造成影响；同时断开列车紧急断电回路，防止受电弓升起和主断路闭合。
按照上述方案优化后，能够实现动车组高压系统接地检测区域全覆盖，可有效防止动车组高压接地故障发生后影响范围的扩大，降低引发火灾或大面积停电风险。
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-全文完-
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