深圳地鐵1號線續建工程列車蓄電池充電機應急啟動板高壓輸入電路的改進

何斌

摘 要：針對深圳地鐵1號線續建工程地鐵列車蓄電池充電機應急啟動板高達71.15%的故障率，通過對故障原因的研究，最終找出故障原因為過壓沖擊導致內部元器件損壞，并針對此提出了相應的改進。

關鍵詞：地鐵列車；蓄電池充電機應急啟動板；DBS；高壓輸入電路改進

1 概述

深圳地鐵1號線續建工程地鐵列車是由株洲電力機車有限公司生產的26列電動客車，于2009年9月正式投入運營。列車若長期未激活或對蓄電池進行放電后，蓄電池會饋電，造成列車無法正常激活。該項目列車上未安裝緊急蓄電池，而替代的是充電機應急啟動裝置，當蓄電池饋電后，可以在手動升弓后按壓緊急啟動按鈕（=31-S104），蓄電池充電機應急啟動板會輸出直流110V電壓，從而使A車輔助逆變器和充電機工作，進而給蓄電池充電。蓄電池充電機應急啟動板的啟動原理見圖1。

圖1 蓄電池充電機應急啟動板的啟動原理

圖2 緊急啟動按鈕線路

蓄電池充電機應急啟動板英文名為Dead Battery Start，簡稱DBS。雖然自該項目列車投入運營以來DBS使用頻率極少，一般是在預防性維修中檢查其外觀狀態及功能，通過普查發現其故障率卻高達71.15%，故障率一直居高不下，且有13列車兩端的DBS同時故障，一旦蓄電池饋電后，兩端A車的應急啟動板也同時故障的話，造成列車無法激活，只能通過更換DBS或者更換列車蓄電池，才可以激活列車，對生產及列車正常運營造成較大影響。

2 DBS故障原因分析

通過對DBS的高壓輸入電壓研究發現，列車在正線運營時，由于列車牽引取流、再生制動回流及打雷等天氣影響，正線接觸網的網壓變化范圍往往比庫內要大很多，且網壓存在較多瞬時峰值。但DBS的輸入1500V直流電壓線路中僅有A車輔助系統熔斷器（=31-F07）保護，并無其他濾波等過濾單元。

通過對正線及庫內網壓采集數據比較發現，DBS故障原因為正線接觸網網壓不規律變化造成DBS內部過壓部件損壞，同時廠家在對DBS故障部件的維修過程中發現故障原因均是DBS內部板件上的熔斷器或晶體管燒損，經檢測故障件發現除了部件壽命及質量外，不排除這些熔斷器或晶體管受到過壓沖擊后燒損，進而導致DBS無法正常工作。

3 技術方案改進

此次整改涉及到兩方面，一是要求供貨商對DBS上易損元器件進行換型，做到可以承受正線網壓的變化，由于涉及廠家技術保密，未詳細說明本次換型設計DBS哪些內部元器件，目前供貨商已經完成對易損元器件的換型整改工作，且已經全部裝車。

二是對輸入高壓電路進行整改。為有效避免DBS收到正線電壓的沖擊，通過對對DBS是高壓輸入電路研究發現，在正線列車運營時DBS也一直有1500V直流電壓輸入，而此時是不需要DBS工作的，雖然這時DBS沒有110V直流電壓輸出，但其內部元器件仍然受到正線波動網壓的沖擊，為避免內部元器件再受到過壓沖擊損壞，現對DBS高壓輸入電路做以下整改，見圖3。

圖3 改進后的DBS高壓輸入電路

即在1500V輸入線路上串接一個線路接觸器Q2，通過這個線路接觸的常閉觸點來控制1500V直流電是否輸入，而線路接觸器Q2又通過列車激活繼電器進行控制，當列車可以正常激活時，Q2線圈得電，此時Q2的常閉觸點斷開，1500V無法輸入DBS中。而當蓄電池饋電時或需要測試DBS功能時，列車激活繼電器不得電， Q2線圈也不得電，其常閉觸點一直閉合，1500V可以正常輸入DBS中。通過以上改進就可以做到列車在正線運營包括在庫內轉軌動車時1500V無法輸入DBS中，有效保證了DBS內部元器件不受到正線網壓變化的沖擊，延長其壽命。

4 結束語

通過對DBS的故障原因進行分析，文章主要對DBS的高壓輸入電路進行改進，同時廠家也對DBS內部元器件進行換型升級，改進后DBS的故障率大幅降低，目前測試所有列車上的DBS功能均正常。后續還要對高壓輸入電路中增加的線路接觸器進行選型，盡可能使路接觸器的觸點最大通過電流滿足DBS工作時的額定電流。

參考文獻

[1]南車株洲電力機車有限公司.深圳地鐵1號線續建工程車輛電氣原理圖[G].2009.

[2]南車株洲電力機車有限公司.深圳地鐵1號線續建工程車輛輔助逆變器內部原理圖[G].2009.

[3]彭駒，莫堅.深圳地鐵1號線續建工程車輛輔助系統設計[J].電力機車與城軌車輛，2009（4）.