淺談地鐵車(chē)輛電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障與檢修

仇國(guó)棟

摘要：對(duì)于目前的城市交通狀況來(lái)說(shuō)，地鐵為緩解城市道路交通壓力，加快城市交通建設(shè)起到了非常重要的作用。但是，地鐵運(yùn)輸所采用的車(chē)廂結(jié)構(gòu)是一個(gè)十分復(fù)雜且極具技術(shù)性的系統(tǒng)，與多種學(xué)科交織在一起。同時(shí)，對(duì)于牽引系統(tǒng)而言，它則是地鐵維護(hù)工作中的關(guān)鍵所在。因此，本文主要對(duì)我國(guó)地鐵車(chē)輛電氣系統(tǒng)中牽引輔助系統(tǒng)在損壞后的維護(hù)方法進(jìn)行分析和討論。以分析和研究為討論基礎(chǔ)，提出了以下一些內(nèi)容。為從事相關(guān)行業(yè)的地鐵維修人員提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛;電氣系統(tǒng);輔助系統(tǒng);故障分析

當(dāng)前，隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展，城市化的發(fā)展得到了極大的促進(jìn)，而在城市發(fā)展的過(guò)程中，也促進(jìn)了越來(lái)越多的地鐵項(xiàng)目的發(fā)展，使交通問(wèn)題逐漸得到解決。而地鐵在發(fā)展過(guò)程中，其牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的故障問(wèn)題已成為人們廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題。為了確保地鐵車(chē)輛的運(yùn)行效率，預(yù)防和解決電氣系統(tǒng)中的故障，對(duì)牽引和輔助系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)，解決現(xiàn)有故障尤為關(guān)鍵。對(duì)于地鐵車(chē)輛，長(zhǎng)期運(yùn)行中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。其中，電力系統(tǒng)中牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的故障最為常見(jiàn)。如果能夠有效緩解這一問(wèn)題，那么對(duì)于中國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，將會(huì)具有重大意義。

一、牽引系統(tǒng)的故障及其檢修分析

（一）牽引系統(tǒng)的故障分析

通常情況下，牽引系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性還是比較大的。同時(shí)，需要注意的是其導(dǎo)致此失敗的原因有很多。以下內(nèi)容將對(duì)幾種故障情況進(jìn)行分析。

一是完全或過(guò)載操作，對(duì)于地鐵車(chē)輛來(lái)說(shuō)，在行駛過(guò)程中發(fā)生制動(dòng)或啟動(dòng)是非常普遍的現(xiàn)象。而這種情況并非什么好事，制動(dòng)或者是啟動(dòng)的情況將會(huì)給城市交通地鐵運(yùn)營(yíng)帶來(lái)直接影響。但是，在高峰時(shí)段，由于其相對(duì)較大的人流所帶來(lái)的巨大負(fù)載，地鐵會(huì)變得難以控制，并且十分容易處于異常的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于這種方法，將由車(chē)輛的制動(dòng)引起導(dǎo)致其電壓和功率之間的不穩(wěn)定性，并且也是等效于短路的狀態(tài)，這將會(huì)直接在運(yùn)行過(guò)程中損壞地鐵運(yùn)行所需要的電網(wǎng)系統(tǒng);

二是非金屬短路故障，對(duì)于這種故障，通常是在下雨或下雪的情況下才會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)橛甑位蛘呤茄┤诨瘜?yán)重阻礙電源系統(tǒng)的連接，這會(huì)導(dǎo)致對(duì)軌道床的絕緣效果產(chǎn)生一定的影響。 如果地鐵長(zhǎng)期運(yùn)行的話(huà)，那么將不可避免地會(huì)引起地鐵車(chē)廂的污染甚至是地鐵車(chē)輛支架老化等問(wèn)題，導(dǎo)致電流泄漏。

三是金屬短路故障，金屬短路故障就是鋼軌與三軌之間存在明顯的接觸，同時(shí)絕緣支座還被擊穿，那么將導(dǎo)致其電路的短路。在日常檢修時(shí)，如果檢修人員沒(méi)有注意金屬工具的檢收，將工具忘記在地鐵軌道上，那么將十分容易引發(fā)金屬短路故障。

（二），牽引系統(tǒng)的檢修分析

? 如果出現(xiàn)地鐵牽引系統(tǒng)出現(xiàn)故障，通常采取以仿真式進(jìn)行維修。在對(duì)地鐵列車(chē)進(jìn)行仿真式維修時(shí)，維修人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程仿真式維修，通過(guò)計(jì)算機(jī)獲取的不同的故障數(shù)據(jù)和故障位點(diǎn)，從而得知其故障位置的距離。利用電流的變化，可以很容易的獲得故障位點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行有效維修。通過(guò)檢測(cè)電流的變化情況，其原理是電流會(huì)導(dǎo)致地鐵電網(wǎng)的接觸網(wǎng)末端距離會(huì)由電流的變化而變化，來(lái)獲取精確的牽引系統(tǒng)的故障位置，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵的快速維修。

二、輔助系統(tǒng)的故障和檢修分析

（一）輔助系統(tǒng)的故障分析

? 輔助系統(tǒng)的故障情況主要是電容器和半導(dǎo)體的故障問(wèn)題。由于電容器和半導(dǎo)體的損壞將會(huì)嚴(yán)重影響地鐵電路的運(yùn)行，所以輔助系統(tǒng)的故障維修需要重視。

? 輔助系統(tǒng)的故障其一是電容器的損壞，目前，地鐵的主流電容器所采用的材料是鋁，通過(guò)利用電容器，可以很好的穩(wěn)定電壓。但是如果長(zhǎng)期使用鋁制電容器，其電容器表面將會(huì)和氧氣反應(yīng)而生成氧化膜，這層保護(hù)膜將會(huì)嚴(yán)重破壞輔助系統(tǒng)的正常運(yùn)行。盡管鋁制電容器存在一定的治愈性，但是其氧化膜的生成速度遠(yuǎn)大于電容器的治愈能力，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用電容器最終損壞。

其二是逆變器的損壞，對(duì)于電氣系統(tǒng)中的逆變器，一旦損壞發(fā)生，將導(dǎo)致整個(gè)逆變器故障。此外，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有為功率半導(dǎo)體器件設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施。除了半導(dǎo)體器件的故障之外，不能執(zhí)行相應(yīng)的工作，這將不可避免地導(dǎo)致整個(gè)半導(dǎo)體器件的故障。逆變器本身具有許多弱電流半導(dǎo)體軟件，因此，弱電流半導(dǎo)體與整個(gè)逆變器的工作具有直接的關(guān)聯(lián)性。如果逆變器內(nèi)部存在了問(wèn)題，將不可避免地導(dǎo)致更嚴(yán)重的故障，從而在逆變器本身中帶來(lái)巨大的隱患。對(duì)于半導(dǎo)體器件，如果發(fā)生故障，則主要是由內(nèi)部和外部原因引起的。內(nèi)部原因必須是弱電流半導(dǎo)體中存在問(wèn)題，這會(huì)使整個(gè)半導(dǎo)體無(wú)法使用。外部故障主要是由外部原因引起的，半導(dǎo)體本身無(wú)法繼續(xù)工作。

（二）輔助系統(tǒng)的檢修分析

輔助系統(tǒng)的檢修的主要方式是通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)完成的，將輔助系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，同時(shí)將其逐輸入到未經(jīng)訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，然后對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的故障收集數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的訓(xùn)練，同時(shí)經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將可以更快地找到解決問(wèn)題的最佳方案。在訓(xùn)練方法期間，以獲得相應(yīng)的診斷網(wǎng)絡(luò)。其中，診斷網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行故障排除的重要前提。檢修人員必須先通過(guò)診斷系統(tǒng)找到故障原因，然后才能對(duì)其進(jìn)行有效的故障排除。網(wǎng)絡(luò)的診斷主要是通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)的過(guò)程。它不僅是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)輸入來(lái)診斷輔助系統(tǒng)的故障原因和故障點(diǎn)的過(guò)程，而且還是提取和處理故障點(diǎn)的過(guò)程。故障診斷完成后，可以根據(jù)輔助系統(tǒng)的信息樣本進(jìn)行故障處理，最后在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行相應(yīng)的檢查工作也是非常重要的。

三、總結(jié)

地鐵車(chē)輛的正常運(yùn)行依賴(lài)于電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)是否處于正常的工作狀態(tài)。牽引與輔助系統(tǒng)在保證地鐵的正常運(yùn)行中起到了重要作用。所以，如何更加科學(xué)的對(duì)地鐵電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析，并且能夠科學(xué)有效的進(jìn)行檢修是十分重要的。檢修人員需要認(rèn)真研究地鐵故障的發(fā)生原因，然后根據(jù)本文所提到的科學(xué)方法精確的發(fā)現(xiàn)地鐵的故障位置，以更為高效的方法來(lái)對(duì)電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)進(jìn)行排查和檢修。只有不斷地提高檢修地技術(shù)水平，才能夠更好地保證地鐵的正常運(yùn)行，保障乘客的財(cái)產(chǎn)安全。

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（作者單位：蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司）