地鐵車(chē)輛電氣系統(tǒng)及其故障系統(tǒng)分析

劉尚帥 李春革

沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司

地鐵車(chē)輛電氣系統(tǒng)及其故障系統(tǒng)分析

劉尚帥 李春革

沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司

隨著我國(guó)地鐵車(chē)輛的日趨完善，乘坐地鐵出行已經(jīng)成為很多城市居民的首選工具。最近幾年地鐵電氣系統(tǒng)的故障時(shí)有發(fā)生，文章針對(duì)電氣設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)各種各樣的故障，論述了工作人員如能迅速找到故障原因，并排除故障，對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少經(jīng)濟(jì)損失和保障安全生產(chǎn)都具有重大意義。

地鐵車(chē)輛；故障分析；電氣檢修

城市軌道交通運(yùn)營(yíng)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其安全保障工作涉及眾多設(shè)備，而在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中所出現(xiàn)的設(shè)備故障中，以電氣設(shè)備故障所引發(fā)的災(zāi)害頻率更大、危害性也更高。工作人員如能有效預(yù)防或及時(shí)找到故障原因，并排除故障，最大限度地消除安全隱患，將能夠更充分滿足地鐵列車(chē)的駕駛?cè)蝿?wù)。對(duì)提高設(shè)備利用率，防止故障的發(fā)展惡化和減少經(jīng)濟(jì)損失都具有重大意義。

1 車(chē)輛電氣系統(tǒng)中部件特點(diǎn)

1.1 車(chē)輛概論

沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線采用的是國(guó)產(chǎn)化B型車(chē)，車(chē)輛編組是三動(dòng)三拖，編組為+Tc-Mp-M-T- Mp- Tc+，即二車(chē)、三車(chē)、五車(chē)為動(dòng)車(chē)(有牽引電機(jī)，可以提供動(dòng)力)，一車(chē)、四車(chē)、六車(chē)為拖車(chē)，沒(méi)有動(dòng)力。

列車(chē)牽引系統(tǒng)和列車(chē)診斷系統(tǒng)采用的是日本三菱公司的產(chǎn)品，制動(dòng)系統(tǒng)采用的是德國(guó)克諾爾公司的控制產(chǎn)品，車(chē)門(mén)采用的是北京博得公司的產(chǎn)品。整車(chē)由長(zhǎng)春客車(chē)廠和大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司組裝。

1.2 受電弓

DC1500V電源是通過(guò)受電弓從架空電網(wǎng)上得到的。受電弓安裝在車(chē)頂。電流經(jīng)由受電弓端子流到車(chē)底架下部的高速斷路器(HB)。受電弓通過(guò)壓縮空氣進(jìn)行升降，由電磁閥控制。如果主風(fēng)缸壓縮空氣壓力過(guò)低，升弓泵就會(huì)啟動(dòng)打風(fēng)，從而將受電弓升起。

1.3 高速斷路器

為了使?fàn)恳到y(tǒng)與直流1500V供電電源連接或斷開(kāi)，在每個(gè)動(dòng)車(chē)裝有一臺(tái)高速斷路器。集成安裝在箱中的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以節(jié)省車(chē)下空間用于其他設(shè)備安裝，并且使HB與外界環(huán)境隔離。高速斷路器安裝在受電弓與VVVF(牽引逆變器)之間，能高效地保護(hù)由于短路、接地等造成的過(guò)流，其保護(hù)范圍與變電所保護(hù)協(xié)調(diào)。它的限流特性和高速切斷能力能防止由于短路或過(guò)載而引起的損壞。高速斷路器HB的分?jǐn)嗄芰κ请p向的，所以它能從電網(wǎng)隔離設(shè)備也可以在再生制動(dòng)過(guò)程中隔離，并且對(duì)地有很高的絕緣等級(jí)，高的分?jǐn)嗄芰?，短的響?yīng)時(shí)間，不受氣候條件的影響，具有長(zhǎng)使用壽命。

1.4 制動(dòng)系統(tǒng)

沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線采用的是蘇州克諾爾公司的制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品，主要組成為：空氣壓縮機(jī)、網(wǎng)關(guān)閥，智能閥等。

沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線電客車(chē)的六節(jié)編組中，每個(gè)車(chē)廂都有一個(gè)網(wǎng)關(guān)閥和一個(gè)智能閥，網(wǎng)關(guān)閥控制一位端轉(zhuǎn)向架，智能閥控制二位端轉(zhuǎn)向架，網(wǎng)關(guān)閥負(fù)責(zé)與列車(chē)總線進(jìn)行通訊。

列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)采用的是電-空混合制動(dòng)，在列車(chē)高速運(yùn)行中時(shí)，如果列車(chē)進(jìn)站需要制動(dòng)，首先動(dòng)車(chē)的牽引電機(jī)將由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，電流通過(guò)VVVF(牽引逆變器)變成1500V直流通過(guò)HB(高速斷路器)回饋架空電網(wǎng)，此時(shí)動(dòng)車(chē)速度降低，但此時(shí)動(dòng)車(chē)的閘瓦并沒(méi)有動(dòng)作，而此時(shí)由于拖車(chē)沒(méi)有牽引電機(jī)，而列車(chē)各個(gè)車(chē)廂要保持一致的速度，列車(chē)控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出控制命令，拖車(chē)的閘瓦接觸踏面，降低拖車(chē)的速度，從而使列車(chē)各個(gè)車(chē)廂的速度保持一致，這樣有助于延長(zhǎng)車(chē)廂之間連接的車(chē)鉤壽命。當(dāng)列車(chē)的速度進(jìn)一步下降，牽引電機(jī)的電流達(dá)不到網(wǎng)壓時(shí)，牽引電機(jī)的電流通過(guò)制動(dòng)電阻變成熱量散發(fā)掉；列車(chē)速度進(jìn)一步降低時(shí)，全列的閘瓦開(kāi)始動(dòng)作，這時(shí)列車(chē)的制動(dòng)就完全變?yōu)榭諝庵苿?dòng)。

當(dāng)列車(chē)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，司機(jī)控制臺(tái)上有專門(mén)的緊急制動(dòng)按鈕，當(dāng)司機(jī)按動(dòng)緊急制動(dòng)按鈕時(shí)，列車(chē)控制系統(tǒng)會(huì)直接給出空氣制動(dòng)的指令，閘瓦迅速動(dòng)作，從而使列車(chē)在短時(shí)間內(nèi)迅速停車(chē)。

在列車(chē)進(jìn)站挺穩(wěn)后，列車(chē)控制系統(tǒng)會(huì)給出保持制動(dòng)的指令，從而防止電客車(chē)溜車(chē)。而當(dāng)司機(jī)發(fā)車(chē)，司控器給出牽引指令后，保持制動(dòng)自動(dòng)緩解，無(wú)需司機(jī)進(jìn)行任何操作，從而列車(chē)建立牽引，可以動(dòng)車(chē)。

2 車(chē)輛電氣系統(tǒng)的故障查詢

當(dāng)?shù)罔F車(chē)輛出現(xiàn)電氣故障不能工作時(shí)，應(yīng)通過(guò)查詢司機(jī)故障報(bào)單及列車(chē)控制系統(tǒng)的故障履歷等了解車(chē)輛的各種情況。這是修理地鐵車(chē)輛中非常重要的一步，也往往是容易被修理人員忽視的一步。這也是在修理過(guò)程中經(jīng)常容易走彎路的重要原因。地鐵車(chē)輛的管理者和司機(jī)是最了解車(chē)輛狀況的人，向司機(jī)和地鐵車(chē)輛運(yùn)用發(fā)生故障時(shí)的在場(chǎng)人員了解故障時(shí)的情況，是列車(chē)剛剛啟動(dòng)時(shí)就產(chǎn)生的異常，還是運(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)生的異常。是明顯存在的故障現(xiàn)象，還是時(shí)有時(shí)無(wú)的故障現(xiàn)象，故障的外部表現(xiàn)，大致部位，發(fā)生故障的環(huán)境，是否靠近明火或在蒸汽等熱源，有無(wú)腐蝕性氣體侵蝕，有無(wú)漏水漏液等，這些條件均會(huì)使絕緣損壞或是導(dǎo)線或是零件損壞，引起故障。是否有人修理過(guò)，有無(wú)修理的原始記錄，修理的內(nèi)容是什么？最好看原始記錄，以便找到合理的途徑，也好對(duì)故障進(jìn)行分割，而找到正確的產(chǎn)生故障的原因，以便采取正確的修理方案。同時(shí)，還應(yīng)了解故障前后車(chē)輛的狀態(tài)及司機(jī)做出了什么應(yīng)急處理措施，行車(chē)調(diào)度給出了什么處理意見(jiàn)，故障是是偶然的還是斷續(xù)發(fā)生的或直到后面發(fā)展嚴(yán)重的情況，應(yīng)及時(shí)作好記錄，這將有利現(xiàn)在和以后的檢修。

運(yùn)行中的故障若為：制動(dòng)系統(tǒng)故障，即某一個(gè)閥報(bào)故障，用網(wǎng)關(guān)閥舉例說(shuō)明，網(wǎng)關(guān)閥會(huì)用自身的通訊模塊將故障代碼傳到列車(chē)診斷系統(tǒng)(TMS)，TMS系統(tǒng)顯示屏?xí)@示故障代碼，司機(jī)報(bào)告行車(chē)調(diào)度員并進(jìn)行初期故障處理，調(diào)度員也將根據(jù)故障情況決定列車(chē)是否維持運(yùn)行，是否下線回庫(kù)由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行處理；若故障嚴(yán)重致使列車(chē)無(wú)法運(yùn)行，則啟動(dòng)三方通話程序，由更專業(yè)的技術(shù)人員與司機(jī)進(jìn)行溝通，指導(dǎo)司機(jī)進(jìn)行故障處理，盡快使列車(chē)故障恢復(fù)。發(fā)生重大故障而無(wú)法修復(fù)時(shí)，列車(chē)將清客并退出服務(wù)，進(jìn)入正線存車(chē)線，待運(yùn)營(yíng)結(jié)束后回段檢修。

3 結(jié)束語(yǔ)

地鐵車(chē)輛電氣系統(tǒng)故障是一個(gè)十分值得關(guān)注的問(wèn)題。工作中一方面應(yīng)注重對(duì)故障前瞻性的研究，優(yōu)化故障處理程序、加大規(guī)章培訓(xùn)、演練的力度；另一方面，應(yīng)通過(guò)對(duì)故障事件的分析總結(jié)，使工作人員故障處理水平實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。在遇到電氣故障時(shí)，能準(zhǔn)確查明故障原因，合理正確地排除故障，為安全運(yùn)營(yíng)提供充分保障。

[1]王玉寶. 城軌車(chē)輛交流傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)析，硅谷，2010年19期

[2]陶生桂，胡兵.城市軌道車(chē)輛電氣傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展綜述，電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛，2007年02期