地鐵列車司機控制器故障分析及檢修策略

裴劍,徐文彬

(申通北車(上海)軌道交通車輛維修有限公司， 上海 201106)

?

·研究簡報·

地鐵列車司機控制器故障分析及檢修策略

裴劍,徐文彬

(申通北車(上海)軌道交通車輛維修有限公司， 上海 201106)

介紹了ALSTOM CR50BF-002型司機控制器，對使用中發生的故障進行分析，并提出了在日常維修中針對司機控制器的檢修策略.

軌道交通;司機控制器;故障分析；檢修策略

0 引言

地鐵車輛司機控制器是司機操作列車的重要部件，對列車的運行起到關鍵作用.由司機操作司控器產生方向指令、牽引指令、制動指令、緊急制動指令、牽引/制動力等指令操控列車.司控器故障會造成晚點、清客、下線、救援等后果，對運營乃至安全影響重大.因此，如何保證司機控制器的檢修質量，提高其可靠性顯得尤為重要.

本文介紹ALSTOM CR50BF-002型司機控制器，并分析其故障的原因及危害，提出在日常維修中司機控制器的檢修策略，并可為其他型司控器的檢修做參考.

1 司機控制器介紹

ALSTOM-CHARLEROI生產的CR50BF-002型地鐵列車司機控制器,主要操作部件有：

主控鑰匙或鑰匙開關(KS)

牽引/制動控制手柄(DCH)

模式選擇器(MS)

司機操作司機控制器前，必須先插入司機鑰匙并打到“ON”位置，列車在“ON”狀態下，所有的功能都可以使用.

列車的運行模式由模式選擇器控制，模式選擇器是一個帶六個明顯凹口位置的六位旋轉開關，共有六個操作模式：ATO(自動列車操作)；CM(編碼手動控制)；RMF(受限手動前行)；WM(清洗模式)；OFF(空檔)：列車停止；RMR(受限手動倒車).

司機控制器內裝有電位器，安裝在牽引/制動控制手柄的一側，與之機械連接，操縱牽引/制動控制手柄可以改變其與電位器的接觸點，從而改變輸出電流.電位器輸出電流信號連接到PWM編碼器的輸入端，PWM信號的產生由電位器輸出的電流信號決定，電位器輸出電流變化范圍為4～20 mA.通過PWM編碼器，牽引/制動控制手柄所處位置被轉換為PWM信號的形式，牽引/制動控制手柄移動位置時，電位器輸出電流大小按比例相應變化.

2 司機控制器故障原因及危害

自2009～2011年，該司機控制器共發生故障33次，故障數呈逐年遞增趨勢，可靠性指數有所下降.經故障收集，現將故障類型分四種：鑰匙故障、DSD裝置故障、微動開關故障、機械故障.

(1)鑰匙故障

鑰匙通過下方的連桿上的凸輪機構來控制微動開關的動作，以達到激活列車的目的.由于連桿僅依靠兩個軸套螺母與主控器底板進行固定，并且連桿較脆弱，在日常使用或拆裝中受到沖擊很容易發生軸套移位或連桿彎曲，導致鑰匙動作不順暢或無法轉動.一旦發生鑰匙故障，司機無法激活車輛，導致車輛無法正常運營，后果十分嚴重.

(2) DSD裝置故障

DSD又稱警惕按鈕，在司機日常操作列車時，位于牽引手柄上的DSD按鈕是使用頻率最高的部件之一.隨著列車運行時間的增長，很容易發生螺栓松動或卡死等故障，該故障易導致列車在正線運行時突然觸發緊急制動，司機對該故障判斷難度較大，且不能及時處置，易造成列車晚點等情況.

(3)微動開關故障

司控器凸輪及微動開關如圖1所示.司控器的一系列機械動作包括轉動鑰匙、模式選擇器及推動牽引手柄，均須通過微動開關轉換成電信號，才能對相應設備進行控制.在微動開關內的觸點不斷動作的過程中，極易造成拉弧、燒灼等現象，從而造成輸出電信號電壓下降或無輸出的情況.

圖1 司控器凸輪及微動開關

該司控器中共有19個微動開關，主要位于3個部位：鑰匙、模式手柄及牽引手柄.各微動開關故障時導致的結果不同，其失效風險如下：列車失去DC110V供電、列車施加緊急制動、ATC設備無法啟用、列車無法牽引、列車失去常用制動、列車無法向前行駛、列車無法向后行駛、ATO無法使用、列車施加緊急制動等.可見微動開關是司機控制器中的重要控制元件，不僅數量較多而且控制了列車主要功能及相應的運行模式，若其發生故障將對列車的正常運行造成嚴重影響.

(4)機械故障

除電氣元件外，司機控制器還包括許多機械結構，隨著使用時間增加，由于列車的震動、操作時的磨損或原廠組裝時的缺陷，亦會產生一些機械結構上的故障.此類故障主要包括內部固定螺絲松脫、凸輪機構移位等.

3 檢修策略及試驗測試

以往對司控器的檢修在架大修時進行，即五年檢修周期.通過對司控器的故障散點及故障頻率的分析，司控器故障集中期基本為1年.因此可以制定以1年為間隔周期的檢修策略.檢修方法分為三步：一是清潔及外觀檢查；二是司控器部件檢修；三是司控器檢查與測試.

(1)清潔及外觀檢查

用毛刷和無紡布清潔主控制器，凸輪等各部件無積塵、無積垢；用電器清潔劑清潔電氣觸點；涂凡士林潤滑凸輪和導軌等機械部件；檢查主控制器面板外觀完好，各工作位置的標記清晰、正確.

(2)司控器部件檢修

用低電阻測試儀測量微動開關接觸電阻，電阻值應不大于500 mΩ，如不滿足，則需更換微動開關.更換微動開關后，檢測電纜連接緊固無松動.如發現DSD開關有卡死等現象，需更換DSD開關，更換后檢查開關是否固定牢固無松動，電纜連接是否正確等.

部件檢修結束后，重裝主控制器的鑰匙、DSD、蓋板等.

(3)司控器檢查與測試

檢查主控制器聯鎖步驟如表1所示.測試電位器輸出信號，給電位計接通電源，用萬用表測量電位計輸出電流信號，輸出信號：全常用制動6.6 mA(-0.3)；快速制動(4±0.3)mA；全牽引20 mA(+1)；惰行(13.3±0.3) mA，測量結束，斷開電源.電位器位置校整，如果電位器輸出信號不合格則需通過改動傳感器支撐件的角位對該設置進行調整.

全部檢測結束后，將司控器放到司機臺上，用緊固螺絲將其固定.將接地電纜連接到就近的接地螺栓上.

表1 司控器檢查與測試

(4)試驗測試

經過反復試驗以及在2號線地鐵線路上實際運營，表明：該檢查方法具有可靠性高、對車輛控制準確、故障率低等優點.該檢修降低了業主日常維修保養得費用.圖2為2009～2011年司機控制器故障統計結果，從圖中看出自2011年實施新檢修方法以來，故障率有明顯下降.

圖2 2009～2013年司機控制器故障統計

4 結論

本文通過分析司控器的各種故障模式，提出了針對此類型司控器的檢修策略，在不增加維修成本的前提下，最大限度保證了司控器的可靠性，減少正線運營故障.該檢修策略，為日后列車檢修方案的制定和優化提供了參考，也可為制訂其他型司控器的檢修策略提供參照.

[1]AC07型列車維修手冊[G].上海：上海地鐵運營有限公司車輛分公司,2006.

[2]AC07型電動列車綜合線路圖.上海：上海地鐵運營有限公司車輛公司,2006.

[3]林瑜筠.城市軌道交通信號[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

1673-9590(2015)03-0116-03

2014-08-20

裴劍(1980-)，女，工程師，碩士，主要從事城市軌道車輛電氣設計及維修的研究E-mail:peijian_metro@163.com.

B