蘇州地鐵一號線車輛正線網壓異常的故障分析

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摘要：針對蘇州地鐵一號線車輛正線網壓異常的故障，理論分析了網壓異常的故障機理；通過具體實例說明故障處理的可行性和建議。

0引言

地鐵電客車的網壓是指接觸網的電壓，地鐵車輛通過從接觸網取電，一方面牽引系統通過從接觸網取電，可以實現車輛動力牽引；另一方面輔助系統通過從接觸網取電，可以實現車輛空調、照明、控制等功能。

地鐵車輛的網壓顯示是通過牽引系統、輔助系統或其他電壓傳感器來檢測車輛高壓母線的電壓。

1車輛網壓的基本原理

蘇州地鐵一號線電客車車輛網壓的采集是由輔助系統和牽引系統分別獨立完成的，蘇州一號線每列車配備4個輔助逆變器和4個牽引逆變器，輔助/牽引系統通過系統內部的電壓傳感器采集高壓母線電壓。

當然輔助系統的網壓采集數據優先級高于牽引系統。

輔助系統：當有效采集網壓值的輔逆輸入電壓傳感器（T12）的個數 n≥1時

$UIN=（UINH1+UINH2+UINH3+UINH4）/ 4

（其中UINH為輔逆T12所采集的電壓值，0≤n≤4）

牽引系統：當所有輔逆均無法采集網壓值時，將從牽逆中通過電壓傳感器A02進行采集

$UIN=（UINA1+UINA2+UINA3+UINA4）/ 4

（其中UINA為牽逆A02所采集的電壓值）

牽引/輔助系統網壓采集的信號$UIN，最終表現為車輛顯示屏上顯示的網壓。

2案例故障描述

2014年7月20日，蘇州一號線車輛在正線運營時，0105車TC1端兩臺輔逆與充電機圖標均顯紅（嚴重故障），車輛顯示屏MMI顯示的網壓出現異常（偏低）。

3案例故障原理分析

車輛回庫后，車輛技術人員上車發現，MMI屏顯示網壓約為900V。

通過查看車輛事件數據記錄儀發現，故障發生時$UIN值由1788V瞬間將至650V，隨后穩定在970V左右（約正常網壓值的一半）。

由此可初步判斷：TC1車兩臺輔逆內輸入電壓傳感器（T12）均未采集到網壓值，可能的原因有：①輔逆高壓輸入線路中斷；②T12自身故障（后續檢查排除該可能）。

（二）輔逆外部高壓輸入線路部分包括：受電弓、刀開關、熔斷器、跨接線以及電纜。由于故障發生時MP1車牽引系統正常，因此導致線路中斷的可能原因為熔斷器燒毀或跨接線（連接器）斷開。

輔逆外部高壓輸入電路

輔逆內部T12電壓傳感器（采集網壓值為高壓進入輔逆后的第一環節）

（三）輔逆模塊檢測到熔斷器燒毀后，報出兩臺輔逆與蓄電池充電機嚴重故障。

4故障查找

休眠列車后檢查發現，MP1車高壓箱內熔斷器F201與F202已燒毀（紅色標示突出），因此導致輔逆高壓輸入中斷。其中F201（100A）用于不帶充電機輔逆供電回路，F202（160A）用于帶充電機輔逆供電回路。

F201、F202燒毀情況

熔斷器燒毀的原因主要有：

① 輔逆設備自身故障導致過流；

② 高壓或中壓線路絕緣強度不足導致過流。

由于兩臺輔逆同時故障導致過流的可能性較小，因此首先檢查輔逆供電線路，發現MP1車跨接線連接器CF05JCR1_11中2、3號針子對連接器外殼放電，絕緣部分已燒焦，造成高壓母線（線號為2901與2902）對地短路，導致F201和F202熔斷。