廣州地鐵三號(hào)線B2型車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路分析與改進(jìn)探討

周文明

摘要：針對(duì)廣州地鐵三號(hào)線B2型車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路工作原理，分析制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路異常斷開時(shí)對(duì)列車牽引動(dòng)車的影響，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)故障處理的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)緩解檢測(cè)環(huán)路電路設(shè)計(jì)的研究，發(fā)現(xiàn)了B2型車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路在電路設(shè)計(jì)存在不足和缺陷，提出了對(duì)電路設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)措施。

Abstract： According to the working principle of B2 vehicle brake release detection loop of Guangzhou metro line 3， this paper analyzes the influence of brake release detection loop on abnormal train traction， combined with the experience of field fault treatment and the design of mitigation detection loop circuit， the shortcomings and defects in the circuit design of B2 vehicle brake release detection loop are found out， and the improvement measures of circuit design optimization are put forward.

關(guān)鍵詞：制動(dòng)緩解；檢測(cè)環(huán)路；B2型車；廣州地鐵

Key words： brake mitigation；detection loop；B2 vehicle；Guangzhou Metro

中圖分類號(hào)：U260.13+8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）04-0092-03

0 引言

制動(dòng)系統(tǒng)是軌道車輛的關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能直接關(guān)系到車輛運(yùn)行性能和乘客安全，制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路是對(duì)整列車氣制動(dòng)和停放制動(dòng)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，確保列車在安全情況下動(dòng)車，本文就列車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路進(jìn)行分析。

廣州地鐵三號(hào)線B2型車是六節(jié)編組列車，目前B2型車在正線運(yùn)營(yíng)時(shí)，出現(xiàn)幾起所有制動(dòng)緩解指示燈不亮，繼而導(dǎo)致列車牽引封鎖、自動(dòng)停車故障。本文通過(guò)對(duì)制動(dòng)緩解檢測(cè)原理及引起牽引封鎖的條件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)列車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路設(shè)計(jì)存在不合理之處，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施。

1 制動(dòng)緩解檢測(cè)原理分析

列車所有制動(dòng)緩解燈只有在停放制動(dòng)和氣制動(dòng)均緩解后才能點(diǎn)亮，氣制動(dòng)緩解環(huán)路貫穿整列車，其未緩解而啟動(dòng)列車會(huì)引起氣制動(dòng)牽引封鎖，導(dǎo)致列車無(wú)法動(dòng)車。氣制動(dòng)緩解環(huán)路建立時(shí)，非操作端司機(jī)室繼電器觸點(diǎn)閉合接入DC110V電壓，經(jīng)過(guò)已經(jīng)形成的氣制動(dòng)緩解環(huán)路到到達(dá)操作端的司機(jī)室，使得所有制動(dòng)緩解指示燈亮，同時(shí)將所有制動(dòng)緩解信號(hào)反饋給Klip，使列車具備牽引條件。

1.1 每個(gè)架氣制動(dòng)緩解原理

每個(gè)架氣制動(dòng)緩解原理[1]：當(dāng)每個(gè)架的氣壓大于0.8bar時(shí)，EP2002閥控制其內(nèi)部壓力開關(guān)動(dòng)作，使DC110V正向電壓導(dǎo)通，相應(yīng)的制動(dòng)緩解繼電器動(dòng)作。如圖1所示。

每個(gè)架的氣制動(dòng)緩解繼電器其中一對(duì)觸點(diǎn)串在了列車氣制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路中，當(dāng)整列車所有轉(zhuǎn)向架的氣制動(dòng)和停放制動(dòng)均緩解時(shí)，相應(yīng)緩解繼電器的觸點(diǎn)閉合，則列車氣制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路建立。

1.2 整列車制動(dòng)緩解檢測(cè)原理

列車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路由非占有端供電，依次經(jīng)過(guò)每節(jié)車的制動(dòng)緩解繼電器觸點(diǎn)，檢測(cè)每節(jié)車的制動(dòng)緩解狀態(tài)，最后回到占有端，完成對(duì)整列車制動(dòng)緩解的檢測(cè)，并將制動(dòng)緩解狀態(tài)反饋給KLIP，同時(shí)所有制動(dòng)緩解指示燈亮，表明列車所有制動(dòng)均已緩解。檢測(cè)原理如圖2所示。（假設(shè)A1車頭為非占有端）

1.3 制動(dòng)未緩解引起牽引封鎖原理

列車剛牽引啟動(dòng)時(shí)，若此時(shí)VCU檢測(cè)到列車機(jī)械制動(dòng)未緩解，持續(xù)5秒后，將觸發(fā)牽引封鎖，列車自動(dòng)停車，邏輯如圖3所示[2]。

分析列車從啟動(dòng)到自動(dòng)停車的過(guò)程撲捉到的數(shù)據(jù)[3]：列車啟動(dòng)時(shí)，檢測(cè)到所有制動(dòng)未緩解（緩解信號(hào)一直持續(xù)為0），牽引力矩輸出增加的情況下，列車速度增加；列車在運(yùn)行5秒鐘后，牽引封鎖，力矩輸出減少，速列車度逐漸下降直至為0，也就是出現(xiàn)列車自動(dòng)停車。如圖4所示。

當(dāng)列車運(yùn)行速度大于0.5km/h，若此時(shí)制動(dòng)緩解回路異常斷開，VCU檢測(cè)到制動(dòng)未緩解，根據(jù)牽引制動(dòng)功能文件[4]，西門子邏輯進(jìn)行限速保護(hù)，在100%牽引情況下，列車最大允許運(yùn)行速度也只能到40km/h。說(shuō)明文件如圖5所示。

機(jī)械制動(dòng)未緩解進(jìn)行限速40km/h的西門子邏輯如圖6所示。

2 制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路存在缺陷和改進(jìn)措施

2.1 制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路存在缺陷

列車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路貫穿了整列車，由15對(duì)繼電器觸點(diǎn)和哈丁插頭等相關(guān)節(jié)點(diǎn)接線組成，具體如表1所示。

由于環(huán)路中繼電器觸點(diǎn)及接線較多，但是狀態(tài)監(jiān)控反饋信號(hào)只有E113_04（奇數(shù)端所有制動(dòng)緩解）和E123_04（偶數(shù)端所有制動(dòng)緩解）。這兩個(gè)信號(hào)只能對(duì)整列車制動(dòng)緩解狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，而無(wú)法具體到環(huán)路的某一點(diǎn)。

分析當(dāng)制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路上任意一點(diǎn)斷開時(shí)，都會(huì)使所有制動(dòng)緩解信號(hào)（E113_04和E123_04）為低電平，因此，我們無(wú)法判斷具體是環(huán)路中究竟是哪點(diǎn)故障，這給故障處理帶來(lái)很大不便，目前故障處理都是將整個(gè)環(huán)路的繼電器以及哈丁插頭進(jìn)行檢查測(cè)量，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效果不好，在測(cè)量都正常的情況下，為避免故障再次出現(xiàn)，也只能將整條環(huán)路的繼電器進(jìn)行更換。

2.2 改進(jìn)措施

針對(duì)制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路任意一點(diǎn)異常斷開，都會(huì)導(dǎo)致列車牽引封鎖無(wú)法動(dòng)車，且因缺少相應(yīng)的監(jiān)控信號(hào)，無(wú)法確定具體的故障點(diǎn)，提出了以下優(yōu)化措施：

從電路結(jié)構(gòu)上，利用Klip反饋信號(hào)的空余點(diǎn)位，對(duì)環(huán)路中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)增加相應(yīng)的監(jiān)控信號(hào)，保證制動(dòng)緩解環(huán)路異常斷開時(shí)，能夠通過(guò)增加的反饋信號(hào)值，縮小故障查找范圍，能快速確定出具體的故障點(diǎn)。

我們截取了B車的氣制動(dòng)緩解檢測(cè)部分[5]，通過(guò)在B車制動(dòng)緩解繼電器觸點(diǎn)（27-K203的11腳和27-K202的11腳）分別加監(jiān)控信號(hào)E212_00和E212_01。如圖7所示。

列車制動(dòng)緩解環(huán)路是從非占有端供電，根據(jù)列車占有端不同，環(huán)路中110V電壓流經(jīng)方向也不一樣。通過(guò)對(duì)比E212_00和E212_01值可以判斷出是哪一段的問(wèn)題（例如斷開），從而縮小故障查找范圍。具體見(jiàn)表2、表3所示。

對(duì)環(huán)路中其他繼電器和節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控同樣也可通過(guò)引入Klip反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)，在環(huán)路中其他位置增加的監(jiān)控信號(hào)如圖8、圖9所示。

通過(guò)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)加監(jiān)控信號(hào)的方式，可時(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)環(huán)路每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通斷情況，當(dāng)VCU檢測(cè)到制動(dòng)未緩解時(shí)，可根據(jù)新增的反饋信號(hào)，迅速確定故障點(diǎn)，一方面可減少故障處理用時(shí)過(guò)長(zhǎng)，適應(yīng)運(yùn)能提升。另一方面可減少因故障原因未確定，而大量更換備件造成的資源浪費(fèi)。

查看7號(hào)線電路設(shè)計(jì)中，制動(dòng)緩解回路的設(shè)計(jì)與B2型車基本一致，也存在同樣缺陷，建議新線在該回路上各節(jié)點(diǎn)加入監(jiān)控信號(hào)，便于以后故障查找。

3 結(jié)語(yǔ)

由于制動(dòng)緩解環(huán)路異常時(shí)對(duì)列車正線運(yùn)營(yíng)有極大的影響，本文對(duì)制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路原理，以及制動(dòng)未緩解時(shí)引起的牽引封鎖故障的原因進(jìn)行了深入分析，在此基礎(chǔ)上，分析出廣州地鐵三號(hào)線B2型車制動(dòng)緩解檢測(cè)環(huán)路設(shè)計(jì)存在不合理之處，并提出通過(guò)在環(huán)路中增加反饋信號(hào)的方法，以減少此類故障處理的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]廣州地鐵集團(tuán)有限公司，車輛檢修工.廣州：廣州地鐵集團(tuán)有限公司，2009.

[2]肖向前.SIBAS-G軟件在廣州地鐵3號(hào)線列車的維修應(yīng)用[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2009（1）：52-53.

[3]Siemens.Expert2 V2.91.0，2013.

[4]南車株洲電力機(jī)車有限公司.廣州地鐵三號(hào)線北延段牽引制動(dòng)功能文件[Z].2012.

[5]南車株洲電力機(jī)車有限公司.GZML3E和GML3S（T1-T10）電氣原理圖[Z].2014.