南京地鐵寧天線空調(diào)通風(fēng)機(jī)接觸器燒損機(jī)理分析

范家振

摘要：通過分析和試驗特殊工況環(huán)境下列車TCMS系統(tǒng)與空調(diào)上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換流，發(fā)現(xiàn)了南京地鐵新線列車在某種特殊工況下燒損空調(diào)通風(fēng)機(jī)接觸器的隱患，提出了該特殊工況下防止空調(diào)元件燒損的解決措施。

關(guān)鍵詞：地鐵；空調(diào)；接觸器

一、故障發(fā)生背景

某日，南京地鐵寧天線某車蓄電池虧電，使用自舉功能啟動列車，列車所有空調(diào)控制柜內(nèi)出現(xiàn)焦糊味，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，列車空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)接觸器觸點粘接卡滯，4輛車共計8個接觸器，6個卡滯，更換接觸器后空調(diào)系統(tǒng)工作恢復(fù)正常。

二、空調(diào)通風(fēng)機(jī)的工作原理

空調(diào)在自動集控模式下，上位機(jī)通過MVB網(wǎng)絡(luò)接收TCMS的信號，給KM線圈接通或斷開110V直流電源，從而控制通風(fēng)機(jī)M的啟停工作（如圖1）。

4輛編組的列車，每輛車設(shè)置一個上位機(jī)，每一個上位機(jī)控制2臺通風(fēng)機(jī)啟停。

三、元件故障分析

1.部件檢測 經(jīng)檢測，所有接觸器線圈阻值均正常（如圖2），供電檢測發(fā)現(xiàn)，所有接觸器處于斷開狀態(tài)（如圖3）。

2.原因分析：根據(jù)接觸器測試狀態(tài)，初步分析接觸器由于主觸點粘連（熔焊）導(dǎo)致接觸器卡滯，熔焊過程中電弧的熱量導(dǎo)致內(nèi)部塑料框架燒熔，產(chǎn)生燒焦異味。

?核實通風(fēng)機(jī)負(fù)載參數(shù)：額定功率 0.75kw，額定電流 2A。核實接觸器驅(qū)動 2 個通風(fēng)機(jī)容量滿足：5.5kw>1.5kw，12A>4A。排除設(shè)計選型容量不足導(dǎo)致接觸器主觸點粘連。

?根據(jù)故障記錄顯示：2019年02月09日10時53分左右，三個接觸器幾乎同時報接觸器故障。初步分析為接觸器頻繁吸合，主觸點閉合及釋放時電弧持續(xù)放熱導(dǎo)致觸點熔焊。

3.網(wǎng)絡(luò)命令測試

?休眠命令與自動命令切換，控制器控制通風(fēng)機(jī)接觸器啟停切換。

?休眠命令與通風(fēng)命令切換，控制器控制通風(fēng)機(jī)接觸器啟停切換。

?停機(jī)命令與通風(fēng)命令切換，控制器控制通風(fēng)機(jī)接觸器啟停切換。

四、故障工況分析

根據(jù)上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)指令的測試發(fā)現(xiàn)，列車在短時間段內(nèi)高頻切換某些指令，會發(fā)生該故障。據(jù)現(xiàn)場操作人員描述，2月8日列車喚醒升弓后自動休眠。查看ERMe數(shù)據(jù)及司機(jī)室錄像發(fā)現(xiàn)：

1.2月7日，操作人員休眠列車時，休眠燈閃亮一下又熄滅，檢修人員誤認(rèn)為列車已休眠，隨后下車，列車一直處于喚醒狀態(tài)下，至蓄電池虧電后自動休眠。

2.根據(jù)ERMe（如圖4）數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，次日喚醒列車時：

20：33：07 A1車喚醒接觸器TSK吸合

20：33：09 A1車休眠信號高電平，持續(xù)至20：34：12

20：33：25 A1、A2車受電弓升起，網(wǎng)壓約1580V。輔助逆變器啟動完成后，如果空調(diào)處于集控自動模式下，TCMS會給空調(diào)KPC發(fā)送“中壓存在”和 “通風(fēng)”信號。

20：34：12 列車休眠完成，網(wǎng)壓降為0V。

3.結(jié)合電路圖（如圖5）得出以下結(jié)論：

（1）由于蓄電池虧電后有浮電，浮電能支持列車完成至少一次喚醒。

（2）因為網(wǎng)絡(luò)模塊啟動后，LO_LVDR才能閉合，所以休眠信號比喚醒信號滯后2s。

（3）蓄電池欠壓時按下WUPB，LVDR線圈釋放，常閉觸點閉合，待DXMe通信正常后，LO_LVDR閉合，SLR得電。

（4）SLR得電后，常閉觸點斷開。WUDYR延時1min失電，TSK接觸器吸合，列車能夠喚醒成功。

（5）20：33：25—20：34：12期間，空調(diào)處于集控自動模式下，TCMS通過MVB網(wǎng)絡(luò)給空調(diào)KPC同時發(fā)送中壓存在、通風(fēng)、休眠3個指令。

五、普查統(tǒng)計與整改建議

1.查閱南京地鐵各線路圖紙資料發(fā)現(xiàn)，南京地鐵列車蓄電池虧電時列車休眠控制存在如下差異：1號線、2號線延時10min休眠（如圖6），而其它線路列車時立即休眠（如圖7）。

2.如果蓄電池虧電后列車延時10min休眠，喚醒和休眠指令就不會同時存在，上述極端工況下的故障隱患可以消除。

3.按照1號線、2號線整改電路，或者TCMS系統(tǒng)對對LO_LVDR觸點延時閉合。

（作者單位：南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司）