地鐵車輛電機牽引系統故障及應對研究

朱麟

摘要：城市交通工具有多種，例如，公交車，私家車，輕軌和地鐵等，其中地鐵最受歡迎，并且其軌道路線長度在逐年增加，明顯減輕地面交通堵塞情況，且安全系數高。地鐵車輛內部結構復雜，突發事件出現頻率也相對增加，阻礙地鐵車輛正常運行，雖然現在科學技術發展速度快，地鐵車輛研究深入，地鐵車輛的速度大大提升，但是車輛建設中因為要考慮到的安全因素增加，其內部結構也變得越復雜，因此地鐵車故障出現頻率增加。為了能解決地鐵車輛故障問題，學者和技術人員需要深入理解其運行運力和故障部位工作原理，并提高故障檢測技術和地鐵運行的安全系數。

關鍵詞：地鐵車輛 牽引系統 金屬故障

中圖分類號： U279 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（B）-00

1 地鐵牽引系統介紹

牽引系統為列車提供所需動力及制動力，用于控制列車電機工作，由高速開關、主電路、變流設備及其控制單元、制動電阻等部件組成。在此整個地鐵牽引系統中，直線電機有逆變器控制，為車輛運行提供動力，具體來說，地鐵車輛驅動，牽引系統中逆變器接收到牽引命令，關閉霍爾電流傳感器，此時為其并聯電路上的濾波電容器充電，其兩端的電壓不斷升高，達到一個固定值，接著關閉三極管并打開傳感器，牽引系統正式發揮其作用，在此過程中，濾波電容器兩端的電壓不斷上升，每控制到一個固定值時，三極管自動打開，地鐵牽引系統出現故障，無法正常工作。

2 地鐵車輛系統中牽引的故障分析與檢修方法策略

2.1 針對牽引系統進行故障分析

（1）非正常時空狀態運行

所謂非正常時空狀態運行就是地鐵在運行中處于制動或者啟動狀態，并且乘客數量多，在此情況下，其嚴重損害地鐵車輛和乘客的安全。地鐵處于非正常時空狀態運行時，其內部電流和電壓出現變化，例如波支現象，此現象與電路短路相似，嚴重損壞地鐵車輛內部電網，最直接的表現是影響車程出行和危害其安全。

（2）非金屬性短路故障

在雨雪天氣下經常出現非金屬性短路故障，出現該故障的原因是雨雪天氣下，水流進床道上的絕緣支座和軌道之間，而且水不是絕緣體，故降低兩者的絕緣效果，另外，長時間的積水，會使得這兩個地方黏貼上雜物和脫皮老化，出現漏電，在床道上的絕緣支座和軌道之間形成回路，這種現象的非金屬性短路現象是經常出現的狀態。此外還會在三軌供電系統中出現電弧短路現象，這種現象出現的概率也是較高的。其出現故障的主要因素是由于帶電體對于導體進行放電，從而導致短路現象的發生。

（3）金屬性故障

地鐵車輛中鋼軌和三軌接觸形成電流回路，或者地鐵上的絕緣支座被擊穿，接地銅與三軌接觸形成電流回路，此兩種現象均屬于金屬性故障。種情況發生的主要原因是由于地鐵軌道之間存在導電體，例如維修工人遺落的金屬工具，維修過程中產生的金屬垃圾等等這些都是導致金屬故障發生的主要原因。

2.2 牽引系統的故障檢修

牽引系統故障是地鐵車輛出現故障較為常見的一種情況。其檢修方式常為仿真檢修，在檢修時將牽引系統調到牽引變電所的最遠端，將牽引系統中的電路進行短路操作，其次將進行仿真檢測，調節相關儀器，是仿真檢測地鐵牽引系統中各點的數據與實際數據相同，根據電流變化情況找到故障位置，因為離故障位置越近，電流變得越大，并且檢測位置與故障位置越接近，電流上升的速度越慢，依次情況就可以確定牽引系統是否發生突變。

3 牽引故障應對措施

3.1 逆變器電源開關跳閘的應對措施

具體的應對措施是車輛進站之后讓乘務員檢查車輛連接端逆變器電源開關的情況，如果沒有跳閘現象，就試著按 UCOSU 按鈕就可以牽引車輛。如果還不能得到解決，可以按下故障車的VFCB1 和 VFCB2 的開關，則車輛到達終點站后就會暫停服務。在進行檢查逆變器電源開關時需要延誤運行時間三分鐘左右，這時就要通知后續車輛的發車時間，避免后面的車輛進入并等待，降低地鐵運行中的服務質量。

3.2 車輛牽引參數屏幕上出現紅點的應對措施

故障車輛駕駛進入車輛檢測中心，控制中心將其內部的告訴斷路器進行分離，分離一次后就能使其內部的逆變器復位。如果出現連續兩次復位 HB 失敗的情況下，車輛牽引系統不能正常工作，此時可以按單元切除按鈕，同時再次分合 HB，車輛運行則會報告控制中心車輛正常運營。車輛如果不能牽引就按下故障單元車的逆變器電源開關報告控制中心，這時車輛到達終點站就會暫停服務；如果有兩個逆變器出現故障并且這兩個逆變器在同一個單元，出現連續兩次復位 HB 失敗的情況下車輛無法牽引，可以試著開啟單元切除按鈕同時再次分合 HB，車輛運行則會報告控制中心車輛正常運營。車輛如果不能牽引，就按下故障單元車的逆變器電源開關報告控制中心，這時車輛到達終點站就會暫停服務；如果有兩個逆變器出現故障并且這兩個逆變器在同一個單元，出現連續兩次復位 HB 失敗的情況下車輛無法牽引，可以試著開啟單元切除按鈕同時再次分合 HB，車輛運行則會報告控制中心車輛正常運營。

車輛如果不能牽引就按下故障單元車的逆變器電源開關同時按下單元切除按鈕再次分合高速斷路器，試著牽引并報告控制中心，車輛到達終點站就會暫停服務。如果逆變器出現故障，一般處理過程是先按下故障段元車輛的單元切除按鈕，接著再進行高速斷路器分離，經列車推送至停車區，停止運行，進行更為詳細的檢查。如果地鐵車輛故障使其不能牽引運行，先關閉故障車輛逆變器的電源，再一次按下單元切除按鈕，將列車行駛到停車區即可。此時還是不能運行車輛或是逆變器存在六個故障且復位兩次 HB 失敗，就需要進行組織援救。

4 結語

地鐵牽引系統是地鐵車輛動能的主要來源，動能出現問題就會使得車輛的安全運行出現故障。因此為了提高地鐵運行安全質量，就要從實際情況出發，充分分析車輛牽引系統，找到故障發生的主要原因，找到事情的主要矛盾，只有這樣，才能對地鐵牽引系統進行科學、合理的改進可利用。這就需要我們要在這方面勇于創新，發現更多的問題并進行逐一突破。

參考文獻

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