天津地鐵1號線LB接觸器故障處理

李思睿

摘 要：LB接觸器（線路接觸器）作為地鐵電客車牽引系統(tǒng)主回路的高壓設(shè)備，其作用是通過其主觸點的吸合和斷開來控制對牽引逆變器輸入電壓的傳輸。LB接觸器運(yùn)行狀態(tài)決定了電客車牽引系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。本文根據(jù)天津地鐵1號線25組老列車LB接觸器的原理和結(jié)構(gòu)，分析總結(jié)了電客車運(yùn)行時，司機(jī)室人機(jī)界面LB接觸器的故障分析及預(yù)防處理措施，為電客車牽引系統(tǒng)維護(hù)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：線路接觸器；LB接觸器；充電接觸器；CHB接觸器；VVVF逆變器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.124

1 牽引系統(tǒng)原理及LB接觸器簡介

1.1 牽引系統(tǒng)原理介紹

天津地鐵1 號線25組老電客車使用的是三菱電機(jī)株式會社研發(fā)的牽引系統(tǒng)，其主要組成為MAP-164-75VD138型VVVF逆變器和MB-5114A型3箱鼠籠式感應(yīng)電機(jī)以及KL-6038型司機(jī)控制器。駕駛者通過操作司機(jī)控制器向VVVF逆變器發(fā)送牽引或制動指令；VVVF逆變器接收列車母線的輸入電壓，根據(jù)牽引指令進(jìn)行電壓逆變并輸出至牽引電機(jī)，從而實現(xiàn)列車牽引。

VVVF逆變器逆變控制原理為通過復(fù)位按鈕對列車母線上的HSCB（高速斷路器）進(jìn)行復(fù)位操作后，三軌DC750V高壓通過受流器、MF（主熔斷器）、HSCB輸入到VVVF逆變器箱內(nèi)；當(dāng)VVVF接收到牽引指令后，VVVF對母線電壓進(jìn)行逆變；此時，LB接觸器是斷開狀態(tài)的，CHB（充電接觸器）首先閉合，母線電壓首先通過CHB和充電電阻給FC1（輸入電容）充電，由DCPT1（電壓傳感器）對FC1電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)FC1電壓與母線電壓差達(dá)到50V內(nèi)， CHB接觸器斷開，LB接觸器閉合，預(yù)充電過程結(jié)束。母線電壓通過LB接觸器進(jìn)入FL（濾波電抗器）進(jìn)行濾波后被輸入到逆變器內(nèi)進(jìn)行逆變。

1.2 LB接觸器簡介

1號線25組老列車使用的是賽雪龍公司生產(chǎn)的BMS08.06型的線路接觸器。

接觸器主要組成部分有線圈、可動鐵芯軸、輔助觸點、主觸點、銅排、滅弧罩；其工作原理為線圈接收直流控制電壓，當(dāng)線圈電壓達(dá)到77V以上，使可動鐵芯軸動作，帶動主觸點吸合，主觸點和輔助觸點機(jī)械連鎖，輔助觸點吸合后向VVVF發(fā)送主觸點閉合指令；滅弧罩用于吸收主觸點分?jǐn)?、吸合時產(chǎn)生的電弧。

2 常見LB接觸器故障類型及原因

1號線25組老列車LB故障主要分為TCMS界面LB接觸器顯示紅色，牽引封鎖；TCMS界面LB接觸器顯灰色，無牽引以及LB主觸點卡滯，無牽引三類故障。隨著1號線老列車運(yùn)營公里數(shù)的增加，LB接觸器狀態(tài)持續(xù)下降，故障率隨之升高，故障列車已達(dá)21列，占比全部列車84%，1號線累計更換20臺LB接觸器和4臺CHB接觸器。

2.1 LB接觸器顯紅色故障

在TCMS顯示屏上可以查看LB接觸器工作狀態(tài)，當(dāng)LB接觸器顯示紅色說明LB接觸器故障，需要重新進(jìn)行復(fù)位操作以消除故障。1號線電客車從07年開始出現(xiàn)LB顯示紅色的故障，其中14、15年尤為突出，兩年內(nèi)更換LB接觸器14臺。雖然更換接觸器后故障會恢復(fù)，但是并沒有查出故障點，將故障接觸器返回三菱公司檢測，檢測結(jié)果為正常。更換了接觸器故障就消除，但是接觸器本身又檢測不出問題，令人匪夷所思。最后發(fā)現(xiàn)故障點存在于一直被忽略的滅弧罩。由于1號線25組老列車在返廠大修之前并沒有實現(xiàn)母線重連改造，正線供電線路由不同供電分區(qū)提供電力，造成三軌存在多個斷電區(qū)，列車在施加牽引的時候通過斷電區(qū)，會導(dǎo)致LB接觸器分?jǐn)嗖a(chǎn)生電弧，所以長時間在此工況下運(yùn)作，滅弧罩內(nèi)的滅弧格柵內(nèi)沾滿了主觸點分?jǐn)鄷r產(chǎn)生的金屬屑，導(dǎo)致滅弧格柵導(dǎo)通，從而旁路了主觸點，出現(xiàn)此故障；此故障會導(dǎo)致列車施加牽引的時間延長，造成正線晚點或下線的嚴(yán)重影響。

2.2 LB接觸器顯示灰色

當(dāng)列車在施加牽引時，LB接觸器顯示灰色，說明LB并沒有吸合，但并不會保護(hù)故障，VVVF不認(rèn)為此類現(xiàn)象為故障，所以復(fù)位操作無法使故障消除；通過對故障車輛的邏輯測試發(fā)現(xiàn)，此類故障的現(xiàn)象為，當(dāng)對列車施加牽引后，CHB充電接觸器首先閉合進(jìn)行預(yù)充電，當(dāng)充電接觸斷開后，LB接觸器并沒有吸合；通過檢測發(fā)現(xiàn)，CHB的輔助觸點接口由于氧化出現(xiàn)信號阻斷的現(xiàn)象，導(dǎo)致CHB主觸點斷開后，輔助觸點無法發(fā)送反饋信號，VVVF沒有接收到CHB反饋信號認(rèn)為預(yù)充電過程沒有完成，所以不會發(fā)送指令讓LB接觸器閉合；此故障會導(dǎo)致列車施加牽引的時間延長，造成正線晚點或下線的嚴(yán)重印影象。

2.3 主觸點卡滯

主觸點卡滯故障由于LB接觸器分?jǐn)嗬‘a(chǎn)生的鐵屑落入接觸器內(nèi)部，阻礙接觸器機(jī)械動作造成；其表現(xiàn)就是司機(jī)在正線運(yùn)營過程中對列車施加牽引，列車會延遲一段時間后才會提速，并且人機(jī)界面LB狀態(tài)顯示為故障，這是因為LB接觸器卡滯，VVVF沒有收到LB接觸器吸合的反饋信號判定該LB接觸器故障。此故障會導(dǎo)致列車施加牽引的時間延長，造成正線晚點或下線的嚴(yán)重影響。

3 LB故障預(yù)防及現(xiàn)場處置

3.1 LB故障預(yù)防措施

結(jié)合以上造成LB接觸器故障的原因，故障預(yù)防主要針對平時檢修質(zhì)量的把控和母線重連改造；以上三類故障的根本原因為累計斷電區(qū)造成列車牽引過程中LB接觸器主觸點分?jǐn)嗬〈螖?shù)，造成LB接觸器、CHB接觸器狀態(tài)下降；1號線25列老列車在進(jìn)入大修修程后會實現(xiàn)母線重連，正線運(yùn)營狀態(tài)會得到提升；另外，在日常檢修過程中，應(yīng)該重點檢查滅弧罩、輔助觸點、主觸點的狀態(tài)，對于狀態(tài)不佳的部件應(yīng)及時更換，并且應(yīng)明確此類部件的更換周期，降低正線的故障率。

3.2 LB故障現(xiàn)場處置措施

在正線發(fā)生LB接觸器故障時，首先應(yīng)確認(rèn)LB接觸器在TCMS顯示屏上的狀態(tài)，及時進(jìn)行牽引復(fù)位，復(fù)位后可消除故障則繼續(xù)運(yùn)營，待車輛回庫后進(jìn)行檢查；復(fù)位無法消除故障時，則嘗試關(guān)車重啟，如果故障依舊不能消除則按要求切除故障LB單元，下線回庫進(jìn)行修復(fù)，最大程度的降低正線影響。

4 結(jié)語

綜上所述，LB故障的影響雖然比較嚴(yán)重，但是通過分析，在設(shè)備檢修維護(hù)時，可以通過多種人防技防措施來減少LB接觸器故障隱患，保障城市軌道交通平穩(wěn)安全運(yùn)營。在今后，加強(qiáng)班組和司機(jī)培訓(xùn)，嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行檢車和正線處理故障；另外其他高壓設(shè)備的檢修方法也可以借鑒LB接觸器故障的經(jīng)驗，高壓滅弧裝置的狀態(tài)需要定期進(jìn)行檢查，對于狀態(tài)不佳的裝置要及時更換以確保高壓設(shè)備的穩(wěn)定性并延長其使用壽命。