城市軌道交通車輛電氣系統中牽引與輔助系統的故障檢修

摘要：隨著我國社會的發展和科技水平的提升，私家車數量不斷增加，隨之引發了各大型城市嚴重的交通堵塞問題。城市軌道交通車輛的運行將我國城市內交通堵塞的問題進行有效緩解，于我國城市化建設進程的推進有十分積極的意義。城市軌道交通實際運行過程中車輛牽引和輔助系統中會有不同的故障出現，此些故障會直接影響整條軌道交通線路運行的安全性和穩定性，因此必須給予高度重視。本文探討的主要問題是現階段城市軌道交通車輛電氣系統牽引和輔助系統中的故障情況，然后提出相應的檢修對策，希望可以為我國城市軌道交通車輛安全穩定的運行保駕護航。

關鍵詞：城市軌道交通；車輛電氣系統；牽引和輔助系統；故障檢修

眾所周知，交通擁堵問題是現階段困擾我國各大城市發展的首要難題，為了將市民出行的便捷性進行有效提升，各大中型城市紛紛開始投入城市軌道交通的建設，旨在通過城市軌道交通車輛的運行將現階段城市內部的交通壓力進行緩解。為了對城市軌道交通車輛的運營效率進行保障，最大限度避免電氣系統中故障的出現，十分有必要積極研究地鐵車輛電氣系統中牽引和輔助系統方面的故障檢修，進而推進我國城市軌道交通的進一步發展。

一、分析車輛牽引和輔助系統主要元件的特征

1.分析車輛牽引系統主要元件的特征

對于車輛牽引系統而言，直接影響城市軌道交通能否正常且安全的運行，由此可見牽引系統的重要性。牽引系統的組成非常復雜，涉及眾多元器件，線路濾波器是關鍵組成元器件之一，其主要作用是平滑輸入電流進而降低干擾，城市軌道交通的安全運行得以保證。另外，如城市軌道交通在運行過程中有突然性的接地故障發生，線路濾波器會確保牽引系統的其它設備不會受到損壞。牽引系統中另外一個非常重要的元器件是逆變器，多種輔助元器件構成了逆變器，主要包含支持電容、逆變橋等。

2.分析車輛輔助系統主要元件的特征

相比牽引系統而言，輔助系統的結構比較簡單，其主要職責是負責城市軌道交通的電流控制，所以其主要功能單元都與電流存在直接關聯。首先是由多個單體定壓蓄電池構成的蓄電池組，提升蓄電能力的同時充分滿足城市軌道交通運行方面的需求，同時也是車輛運行電壓和電流的有效控制途徑；其次是DC/DC變換器，也將其稱之為蓄電池充電器，其根本作用是向城市軌道交通車輛提供其運行所需的直流電。一般而言，各城市軌道交通都會安裝2個或者以上的蓄電池充電器；最后是DC/AC逆變器，也可將其稱作輔助逆變器，屬于城市軌道交通的輔助電源，可通過其將交流電給予城市軌道交通車輛內部的所有電器。

二、探討城市軌道交通車輛牽引系統故障檢修對策

1.城市軌道交通車輛牽引系統故障案例

我國某一線城市軌道交通列車運營多年時間，其牽引系統整體運行比較穩定，但是也有一些問題存在，接地故障比較典型。列車下方在正常行駛中產生異響，并且管理系統有接地故障上報是接地故障的直接體現。需要及時隔離存在牽引系統故障的城市軌道交通車輛，并依據該事故車的牽引動力損失值做出合理的故障處理。如動力損失為1/3，待列車運行到終點后回庫再行檢查；如動力損失2/3，則需要及時清客回庫進行檢查；如全部動力都損失則需要啟動救援程序。

2.分析故障原因

牽引系統的主要構成部分包含占波器模塊和牽引逆變器模塊，以此來實現再生制動、電阻制動、牽引和重聯運行的功能。主隔離開關、牽引逆變器、制動電阻器、濾波電抗器以及高速斷路器是和牽引系統相關的主要設備。通常情況下每個牽引逆變器需要驅動四個三相牽引電機，然后每個電機又需要達成驅動兩個轉向架四個軸的目的。一旦有接地故障狀況發生時需要給予牽引設備相應的保護，此時系統控制部分會首先將線路接觸器斷開，制動斬波、牽引逆變器和高速斷路器都停止工作，接地故障在此時上報。

3.梳理應對措施

首先，不斷強化濾波電抗器的檢修強度和頻率，然后優化濾波電抗器的工作環境，進而可有效解決濾波電抗器絕緣擊穿的問題。其次，改造濾波電抗器的接線盒，將其改造為全封閉狀態，進而避免異物進入接線盒引發故障的情況出現。再次，提升車輛軌行區的行車環境與檢修作業強度，如異物進入其中要對其進行及時清理，進而可解決異物引發制動電阻故障的問題。最后，利用提升設備內容狀態、電氣性能檢修強度及深度、增強滅弧罩狀態觸頭磨耗量的方式對線路接觸器和高速斷路器開合式引發的拉弧燒損故障，進而對設備的穩定運行進行保證。

三、探究城市軌道交通車輛輔助系統故障檢修對策

1.分析故障

第一，電容器故障。對于電容器而言，其主要作用是對車輛的運行電壓進行穩定，一般會在逆變器內部進行安裝。工作電容會對氧化膜造成破壞，雖然氧化膜具有自愈性，但是自愈速度相對較慢，無法跟上工作電容的破壞速度，氧化膜破損的情況由此發生，情況嚴重時甚至會發生擊穿現象，所以不能借助氧化膜自愈滿足運行過程的修補需求。第二，電力半導體器件故障。電力半導體失效會使得逆變器直接失效，因設計電氣系統時未給予電力半導體器件相應的保護措施，所以極易引發電力半導體失效的情況。第三，半導體器件故障。逆變器內會有多個弱電半導體，其會直接影響逆變器的工作狀態，一旦任何一部分發生故障，逆變器的運行都會受到影響，情況嚴重時會其整體性能會受到危害。一般而言，會用內部和外部兩種區分逆變器失效的原因，改變其固有特征造成故障的情況稱之為內部原因，外界影響引發的故障則稱之為外部原因。

2.分析故障檢修對策

首先，網絡系統的構建。輔助系統采集完成的故障數據在未經訓練的網絡系統中進行輸入，然后于網絡系統中將采集的故障數據進行對應訓練，可通過訓練過程得出最佳的解決辦法，便于相對應診斷網絡的獲取。故障檢修的首要前提就是爭端網絡，因此，必須利用診斷系統查找引發故障的原因才能給予其相應的檢修。其次，診斷網絡。可將其看作是通過神經網絡對所得數據進行計算的過程。數據診斷之后，依據輔助系統信息樣本展開相應的處理。

結束語

綜合上述所言可以得知，城市軌道交通車輛需要借助電氣牽引系統和輔助系統對自身運行的安全性和穩定性進行保證，所以說電氣牽引系統和輔助系統在城市軌道交通的運行中具有舉足輕重的地位。因此，應當將科學技術作為根本指導，對城市軌道交通車輛牽引系統和輔助系統的故障原因進行深入分析，并將故障特點作為依據選取適宜的檢修措施，進而達成提升其牽引和輔助系統故障問題高效處理的目的。不僅于我國整體檢修水平的提升有積極作用，還可推進我國城市軌道交通的進一步發展。

參考文獻

[1]李明陽.地鐵電氣系統中牽引與輔助系統的故障檢修[J].山東工業技術，2018（02）：126.

[2]黃赟.地鐵車輛電氣系統中牽引與輔助系統故障檢修分析[J].住宅與房地產，2016（12）：236.

[3]郭翔，邢宗義.基于模糊聚類的城市軌道交通車輛系統劃分與故障統計分析[J].城市軌道交通研究，2016，19（01）：59-63.

[4]李東林.城市軌道交通車輛電氣牽引系統自主研發與應用[J].機車電傳動，2012（01）：37-42.

作者簡介：楊辰世（1992-09-23），中車青島四方機車車輛股份有限公司，助理工程師，本科，研究方向：牽引供電及其自動化.

（作者單位：中車青島四方機車車輛股份有限公司）