鄭州地鐵5 號線牽引制動指令同時存在故障分析

趙曉寬

（鄭州地鐵集團有限公司運營分公司，河南 鄭州450000）

牽引系統是電客車運行的動力系統，主要功能是為電客車運行提供牽引力。特殊情況下，會采用緊急牽引應對正線的無法動車故障，確保正線的運行暢通。牽引系統在ATO 模式下由信號控制，在NRM模式下由硬線指令控制。

鄭州地鐵5 號線列車為A 型車，動力布置為四動兩拖。采用的牽引控制系統由株洲中車時代電氣股份有限公司提供，為車控布置，每節動車配置一個牽引箱，控制4 臺牽引電機。通過DCU 對整車牽引動力進行控制。牽引和制動列車線采用繼電器控制，保障了運行的可靠性。但也存在不少問題，比較典型的就是牽引制動指令同時存在故障，該故障主要由繼電器卡滯引起，且帶有一定的偶發性，一但在正線出現故障，就會導致無法動車，需要清客救援，造成正線晚點，降低運營服務質量。

1 故障現象

2020 年2 月19 日，0536 車在庫內檢修作業時，HMI 報出“牽引制動指令同時存在”故障，持續2 秒后消失，HMI 界面顯示“快速制動”。故障現象如圖1 和圖2 所示。

圖1 HMI 故障信息

圖2 主界面顯示工況“快速制動”

正線和庫內共發生2 次牽引制動指令同時存在故障，導致列車無法動車、牽引封鎖，故障具體統計如表1 所示。

表1 故障統計

2 故障原因分析

2.1 故障調查

2.1.1 故障數據分析

故障發生后，下載EDRM 事件記錄儀數據進行分析，判斷為繼電器卡滯，導致牽引指令和制動指令同時存在，以2 月19日故障數據為例。制動數據中1 代表緩解，0 代表施加。

下載EDRM 事件記錄儀數據進行分析，23：49：45 秒Tc1 車占有，方向手柄在向前位時，緊急制動EBRD1 為低電平，說明此時列車已處于緊急制動狀態，此時ATC 切除，緊急制動EBRD1 指令僅用于監視，TCMS 根據緊急制動監視指令來判斷列車緊急制動狀態，所以HMI 上未顯示緊急制動信息，只顯示“快速制動”。

圖3 故障時間段記錄儀數據

查看故障時間段數據，發現列車處于緊急制動狀態，因此推牽引手柄時，TCMS 同時檢測到牽引指令和緊急制動指令，報“牽引制動同時有效”。

23：49：47 秒，牽引指令變為低電平，查看視頻此時牽引手柄回到零位后，與故障履歷中顯示的故障消失時間基本一致。因此可知0536 車報“牽引制動同時有效”故障原因為1 車緊急制動無法緩解。

圖4 牽引手柄回零記錄儀數據

2.1.2 故障報出邏輯分析

故障發生后，根據下載的數據進行判斷，對牽引制動指令同時存在故障的報出邏輯進行分析。

牽引指令建立后，牽引和制動列車線全部貫通，此時列車具備牽引條件，可以正常牽引。如果制動列車線存在斷路情況，會自動施加制動，此時牽引和制動同時存在，報出故障。牽引手柄回零位，牽引指令取消，牽引制動指令同時存在故障會消失，HMI 上工況信息會顯示快速制動。

2.2 故障分析

2.2.1 電氣原理圖分析

查看緊急制動回路電路圖（緊急制動/快速制動第五頁，圖號0205E00372），由故障數據可知方向手柄在非零位時，Tc1 車緊急制動監視指令為高電平，說明緊急制動繼電器22-K125、22-K127 控制電路正常。

牽引指令和制動指令由繼電器22-K125 的常開觸點控制，牽引指令和制動指令正常，說明繼電器22-K125 的供電正常，所以接觸器22-K127 供電正常。

查看數據緊急制動EDRB1 為低電平，由電路圖可判斷接觸器22-K127 的常開觸點1-2/3-4/5-6 存在卡滯，導致1 車緊急制動無法緩解、快速制動22-K171 繼電器不得電，快速制動無法緩解。

2.2.2 事件記錄儀數據

再次對事件記錄儀數據進行分析，找出了一定的規律，方向指令和EBRD1 前數據對應，可根據圖4 的01：13：40 秒數據和01：15：51 秒數據得出：方向指令1 高電平，EBRD1 前數據就是1高電平，方向指令0 低電平，EBRD1 前數據就是0 低電平，如果不一致，則根據電路圖判斷繼電器觸點卡滯，從而導致制動無法緩解，此時給出牽引指令會報出同時存在的故障。

2.2.3 緊急制動繼電器觸點卡滯

根據5 號線庫內檢修情況，庫內切除ATC，電客車激活后，方向手柄離開零位，緊急制動繼電器得電吸和，=22-k127 繼電器的1-2、3-4、5-6 觸點吸合，=22-k128 繼電器的1-2、3-4、5-6觸點吸合，此時制動列車線得電，電客車可以緩解制動，正常牽引。

=22-k127 繼電器的1-2、3-4、5-6 觸點和=22-k128 繼電器的1-2、3-4、5-6 觸點任何1 處卡滯，則制動列車線失電，無法正常牽引。

3 結論及措施

造成0536 車牽引制動指令同時存在的原因為1 車=22-k127 繼電器的1-2、3-4、5-6 觸點有1 對或者多對卡滯無法正常吸合，EBRD1 前數據0 低電平，制動列車線失電。給出牽引指令后，報出牽引制動指令同時存在故障。

進行庫內模擬試驗，=22-k127 繼電器的2 觸點接線拆除，激活電客車，方向手柄離開零位，推牽引手柄，故障復現，與故障時狀態符合。

3.1 更換繼電器

將1 車=22-k127 繼電器更換，多次測試功能正常。

3.2 對繼電器進行清潔保養

為預防此類故障再次出現，在三月檢及以上修程中加強繼電器觸點清潔，避免由于灰塵等外因導致繼電器偶發卡滯，降低卡滯風險。

4 結論

對于牽引制動同時存在的故障，0536 車的故障處理帶給我們很多啟示，故障查找時需要首先弄清楚電氣原理，從電路圖和數據分析出發，了解不同系統之間的配合關系，這樣才能徹底查清故障，確保地鐵的運行品質。