地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障處理研究

張志剛 勾洪偉

摘要：地鐵的出現(xiàn)雖然對(duì)城市交通壓力有一定的緩解作用，但其牽引系統(tǒng)容易在運(yùn)行過程中發(fā)生故障，影響地鐵的正常使用。對(duì)此，筆者闡述了地鐵車輛牽引系統(tǒng)的構(gòu)成特點(diǎn)，并就其故障處理作了分析和研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;牽引系統(tǒng);故障處理

對(duì)于地鐵車輛而言，安全穩(wěn)定的行駛至關(guān)重要，其中牽引系統(tǒng)時(shí)常發(fā)生故障，顯然不利于地鐵車輛運(yùn)行質(zhì)量的保證。因此我們需要先了解地鐵車輛牽引系統(tǒng)的構(gòu)成特點(diǎn)，總結(jié)常見故障并采取合理的處理措施，從而盡快消除故障，恢復(fù)地鐵車輛正常運(yùn)行。

一、地鐵車輛牽引系統(tǒng)概述

地鐵車輛牽引系統(tǒng)的作用不言而喻，其一般構(gòu)成復(fù)雜，設(shè)備多樣，如三軌供電地鐵車輛的牽引系統(tǒng)便涉及MS（主開關(guān)）、MF（主熔斷器）、T/M（牽引電機(jī)）、HB（高速斷路器）、FL（線路電抗器）、BR1和BR2（制動(dòng)電阻器）、VVVF（母線牽引逆變器），以及車間母線電路中的BS（母線開關(guān)）、BHB（斷路器）、BF（熔斷器）等，具體見圖1。結(jié)合圖1可知，地鐵車輛牽引電流有兩大流向，一是側(cè)部牽引受流DC750V，經(jīng)BS、BF、BHB以及各節(jié)車間電源線完成臨車供電;二是側(cè)部牽引受流DC750V，經(jīng)MS、MF、HB對(duì)VVVF進(jìn)行供電，并由其輸出電流值牽引電動(dòng)機(jī)、接地電阻、制動(dòng)電阻、電抗器，且輔助逆變器還會(huì)經(jīng)進(jìn)一步逆變作用為地鐵控制柜、照明、車門等提供電源[1]。

二、地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障處理

1.常見故障

地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障一般分為三個(gè)等級(jí)，等級(jí)1代表嚴(yán)重故障，因該故障往往會(huì)導(dǎo)致地鐵無法正常運(yùn)行，故必須馬上?？坑谧罱徽静⒓皶r(shí)疏散乘客，待列車清空后返回維修基地;等級(jí)2代表中等故障，雖然允許其維持既有狀態(tài)但完成規(guī)定的當(dāng)次交路后需返回維修基地;等級(jí)3代表輕微故障，可在完成規(guī)定的當(dāng)日交路后返回維修基地。根據(jù)地鐵車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史故障可知，其常見故障多表現(xiàn)為過熱保護(hù)、過流以及命令錯(cuò)誤等。

首先，當(dāng)牽引逆變器中溫度繼電器信號(hào)檢測(cè)提示溫度過高時(shí)會(huì)經(jīng)DCU進(jìn)行反饋，進(jìn)而通過車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)反饋至顯示屏，如電機(jī)內(nèi)置的溫度傳感器對(duì)T/M運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若溫度檢測(cè)值在180℃以上甚至高于220℃，則表示溫度傳感器異常。

然后，過流故障有直流和逆變之分，其中直流過流是LH1電流傳感器經(jīng)DCU模塊和車載網(wǎng)絡(luò)反饋至車載顯示屏的過程中發(fā)生于LH1和DCU傳輸環(huán)節(jié)的電流過流，此時(shí)瞬間電流大于1050A且發(fā)生跳主斷;逆變過流則出現(xiàn)于電流傳感器LH3和LH4、脈沖分配板、DCU、IGBT驅(qū)動(dòng)板等的逆變過程，正常情況下其先是正向傳輸后為逆變傳輸，但經(jīng)車載網(wǎng)絡(luò)反饋至顯示屏?xí)r瞬時(shí)值大于2100A進(jìn)而引發(fā)過流。

最后，列車方向指令的給出是由司機(jī)通過操縱方向手柄實(shí)現(xiàn)的，然后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至SMC模塊，如果牽引指令有誤，便會(huì)錯(cuò)誤的反饋輸出信號(hào)至顯示屏中。

2.故障診斷

一旦地鐵車輛出現(xiàn)故障必須盡快介意檢修處理，唯有如此才能最大限度的保證其運(yùn)行安全和質(zhì)量。不過在解決故障之前我們必須準(zhǔn)確有效的診斷故障，通常在分析地鐵車輛牽引故障時(shí)會(huì)使用測(cè)試對(duì)比法，即結(jié)合故障表面對(duì)比模型下的設(shè)定數(shù)據(jù)和實(shí)際輸出數(shù)據(jù)，以此總結(jié)故障表現(xiàn)加以排查處理，一般診斷流程見圖2[2]。當(dāng)然為提高故障診斷效率還會(huì)結(jié)合使用檢測(cè)儀器，合理融入機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)技術(shù)，同時(shí)健全故障診斷思維模式，構(gòu)建專家診斷系統(tǒng)，研發(fā)故障診斷軟件，促進(jìn)故障分析檢測(cè)更加智能，結(jié)果更為精準(zhǔn)，進(jìn)而為故障處理提供有力的支持。

3.故障處理

針對(duì)模塊故障，可結(jié)合具體的故障表面和顯示屏信息判斷參與控制和反饋的到底有哪些模塊，然后進(jìn)一步判斷故障概率的高低并進(jìn)行處理，以此縮小故障范圍;針對(duì)通訊故障，可先檢查程序是否設(shè)置正確，燈顯是否無誤，根據(jù)排除法依次檢查故障所在，并短接MVB插頭查找故障;針對(duì)特殊故障，如外部干擾引發(fā)的模塊或通訊故障，有必要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)校線，即先檢查網(wǎng)絡(luò)插頭的4根通訊線，后確認(rèn)是否為屏蔽線短接所致[3]。

針對(duì)上文提及的常見故障，要求司機(jī)首先查看顯示屏的反饋信息確認(rèn)地鐵車輛是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是故障狀態(tài)，并經(jīng)面板指示燈了解更為詳細(xì)的檢測(cè)狀態(tài)信號(hào)，在此基礎(chǔ)上通過結(jié)合理論知識(shí)分析可能存在的原因，以供司機(jī)逐一排查或返至維修基地后供檢修人員排查故障，此時(shí)通常會(huì)設(shè)計(jì)檢測(cè)、分析、部件維修或更換、調(diào)試與恢復(fù)等流程。

結(jié)束語：

總之，地鐵車輛牽引系統(tǒng)具有輸出動(dòng)力的重要作用，其過熱保護(hù)、過流、命令錯(cuò)誤等常見故障的發(fā)現(xiàn)離不開各種反饋傳感器的檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、顯示器等裝置，因此為縮短故障處理時(shí)間，既要注重收集故障信息用于系統(tǒng)完善和升級(jí)，還要規(guī)范司機(jī)操作，提升故障檢修能力，為地鐵列車安全可靠的運(yùn)行提供重要保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]李達(dá)威.地鐵車輛牽引系統(tǒng)常見故障分析[J].建材與裝飾，2019（06）：245-246.

[2]劉暢.地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障處理探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（07）：52.

[3]馮躍.地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障處理分析[J].交通世界，2019（27）：156-157.