南京地鐵車輛電氣系統中的牽引與輔助系統故障檢修分析

王藝霏

摘 要：隨著社會不斷進步，城市交通軌道已廣泛出現在南京這座城市，建設里程、使用里程數呈現出上升趨勢。作為地鐵主要運輸載體，地鐵車輛結構復雜化，檢修工作量、工作難度大大增加，不同形式的突發事故發生，會嚴重影響地鐵車輛的安全運行。為此，需要從不同角度出發，檢修地鐵車輛電氣系統牽引、輔助系統存在的故障問題，及時解決，使地鐵列車處于安全、穩定運行中。

關鍵詞：南京；地鐵車輛；電氣系統；牽引系統；輔助系統；故障；檢修；分析

城市軌道交通具有多樣化的特點，比如，低碳環保性、快速性，在各個城市中的應用不斷增多，南京便是其中之一。隨著城市軌道交通車輛不斷增加，南京已有的交通問題得到了有效的解決，深受城市居民的喜愛。作為地鐵交通運載乘客的核心載體，地鐵車輛的運行質量直接關系到地鐵是否處于安全、穩定運行中。但在運行過程中，由于受到各種主客觀因素的影響，地鐵運行控制難度較大，各類事故頻繁發生，特別是牽引系統、輔助系統，需要客觀、合理地分析這些系統故障，在檢修的基礎上，及時解決故障問題，不斷提高地鐵車輛的運行效率。

1 地鐵車輛電氣系統牽引系統故障分析與檢修

1.1 牽引系統故障分析

（1）非正常運行狀態

在地鐵車輛運行過程中，主要處于制動、過三軌無電區、啟動這3種狀態。而在上下班高峰期的時候，地鐵列車經常處于過載運行狀態，極易發生車輛制動。進而，導致電網電流、電壓產生巨大的波動，在該負荷狀態下，和牽引系統出現的短路狀態非常相似，機電保護裝置極有可能會出現錯誤的動作，影響地鐵車輛電網系統的運行。

（2）金屬性故障、非金屬性短路故障

金屬性故障是指鋼軌、三軌二者之間發生的某種金屬接觸，也有可能是絕緣支座被擊穿，造成三軌等出現短路情況。比如，在對地鐵車輛進行停電檢修的時候，由于檢修人員忘記拿放置在鋼軌、三軌之間的金屬工具，導致系統發生短路故障。非金屬性短路故障是在非金屬性狀況下，發生的短路故障，比如，雨雪覆蓋、淹沒軌道情況下，出現故障問題。主要是因為在這種狀況下，雨雪已成為供電系統啟動階段的導體。隨著地鐵車輛運行時間不斷增加，支撐構件絕緣支座等老化速度不斷加快，導致泄露的電流重新流回變電所的負極。在三軌供電系統運行過程中，非金屬性短路故障頻繁發生，導致地鐵列車無法處于安全、穩定運行中。

1.2 牽引系統故障檢修

在檢測地鐵車輛牽引系統故障的時候，主要采用故障仿真方法，來檢修故障問題。檢修需要充分考慮主客觀因素，借助仿真方法，全面分析遠近端斷路故障，知道遠近兩端斷路點的饋線電流情況，得出系統電流的穩態數值變化情況。在這種情況下，可以準確診斷出直流牽引網電壓是否發生變化。以0.05s為基點，一臺地鐵在0.11s的時候，在2、3km處進行遠端故障模擬實驗。在模擬實際中系統短路故障的時候，可以準確測量地鐵車輛運行過程中，直流饋線電流的大小、上升率。進而，便可以知道地鐵牽引系統是否發生故障問題。下面是地鐵牽引系統直流保護結構示意圖。

2 地鐵車輛電氣系統輔助系統故障分析與檢修

2.1 輔助系統故障

在地鐵列車運行過程中，電氣系統的輔助系統經常發生故障問題，具有多樣化的特點。一是電容器故障。在電容運行過程中，鋁電解電容器的氧化膜經常被破壞，盡管其具有自愈性，但如果破壞程度超過自愈程度，氧化膜將無法及時得到修補，導致被損壞，甚至被擊穿，電容器將無法發揮應有的作用。二是弱電半導體器件故障。在逆變器中，弱電半導體元器件較多，也是整個逆變器處于穩定運行的首要前提。一旦其中任何一個部件出現故障問題，逆變器具有的使用性能都會受到嚴重的影響，甚至出現失效現象。其出現失效的原因較多，比如，元器件自身不具有其固定性。

2.2 電氣系統輔助系統故障檢修

在檢修地鐵車輛電氣系統輔助系統故障的時候，經常采用神經網絡故障診斷方法，主要體現在這兩個方面。第一，訓練創建網絡。需要把系統采集到的各種輔助系統數據信息樣本輸入到那些還沒有進行訓練的網絡中，并對其進行必要的ANN訓練，并在自學過程中，獲取能夠進行診斷的網絡。第二，網絡診斷。在充分利用神經網絡基礎上，進行向前計算。換句話說，以相關的診斷輸入為依據，診斷輔助系統的過程。以特征提取、預處理為基點，對輔助系統信息樣本、故障信息數據進行必要的處理。在此基礎上，以神經網絡為媒介，準確檢測輔助系統存在的故障問題。

3 結語

綜上所述，在新時代下，城市軌道交通的使用發揮著不可替代的作用，能夠有效緩解交通壓力，特別是上下班高峰期的時候，為城市居民的出行提供便利。但在地鐵車輛運行過程中，電氣系統的牽引系統、輔助系統極易發生故障問題，需要不斷提高我國系統故障檢修技術水平，以此確保地鐵列車的安全、穩定運行，實現最大化的經濟效益。

參考文獻

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（作者單位：南京地鐵運營有限責任公司）