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摘要:紧急制动是在地铁车辆发生危险时，其系统制动距离控制在最短的距离之内，保障行车安全。如果在实际运用中因接触器不良而引发的紧急制动，若不及时处理，很可能引发一系统的故障。本文就制动接触器问题引发的紧急制动，分析制动控制电路及测试，重新对制动接触器进行选型。
关键词:地铁车辆；紧急制动电路；接触器；选型
引言
某地铁车辆紧急制动控制采用接触器三对触点串联方式参与控制车辆紧急制动，在投入使用过程中频繁出现因三对触点烧熔导致接触不良而引发车辆紧急制动的情况。起初故障点锁定为紧急制动接触器 =22-K126。拆解发现=22-K126 的三对串联常开触点（1/2、3/4、5/6）烧熔情况较为严重，而此接触器的另外一对触点（13/14）正常，未发现烧熔痕迹。下文通过分析、计算、试验及验证，对地铁车辆紧急制动接触器的应用与选型进行了分析。
一、车辆紧急制动控制电路
紧急制动控制电路在司机室占端给出方向指令后有效，可由 ATC、VCU 直接施加或缓解紧急制动，同时实时监控的紧急牵引超速信号（仅紧急牵引模式下）、总风压力、警惕按钮及紧急停车蘑菇按钮状态异常时直接施加紧急制动。紧急制动控制电路简图见图 1，通过紧急制动接触器 =22-K126 的三对串联常开触点（1/2、3/4、5/6）的开、闭实现对车辆的紧急制动的施加与缓解，=22-K126 线圈控制回路由 ATC紧急制动、VCU 紧急制动、紧急牵引超速、紧急停车、总风压力可用、警惕信号控制。
车辆紧急制动回路负载如表 1 所示。网关阀 / 智能阀在紧急制动回路中的最大电流为 190 m A。根据车辆制动回路负载，紧急制动接触器 =22-K126 选用西门子 3RT1017 型接触器，其三对触点串联所带 DC 110 V 负载电流为 20 A。
二、紧急制动回路电流实测
针对车辆普遍出现接触器触点烧熔问题，怀疑其原因为经过三对串联触点的电流过大，因此对紧急制动回路的动作电流、峰值、维持时间等参数进行检测。试验分别在因接触器原因发生过紧急制动和未发生紧急制动的车辆上进行，检测结果如表 2 所示。
实测紧急制动回路负载电流峰值最大达到了87.733 A， 平 均 电 流 约 为 80.833 A， 是 3RT1017-2KF4 型接触器触点容量（20 A）的 4 倍以上。轨道交通车辆设计时按单个阀紧急制动时的最大电流为 190 m A 设计，紧急制动回路网关阀 / 智能阀数量为 12 个，计算得最大电流为12×0.190=2.28 A，远小于所测实际冲击电流。而制动系统供应商提供单个阀紧急制动时在 200μs 内冲击电流最大可达 66 A（电压 137 V）
三、紧急制动接触器重新选型
通过回路电流实测发现该接触器负载的启动冲击电流集中在 70~90 A 之间，每次折返施加紧急制动后，会有一次启动冲击电流，反复大电流冲击造成了接触器触点烧熔。因单个网关阀 / 智能阀在最高电压137V 时，在 200 μs 内冲击电流最大能达到 66A，紧急制动接触器选型需考虑紧急制动回路 12 个网关阀 / 智能阀的冲击电流的叠加，而 12 个网关阀 / 智能阀冲击电流叠加的理论值（12×66=792 A）无法作为选型输入，因此对 12 个网关阀 / 智能阀的冲击电流在实验室进行测试。经过 8 000 余次测试，其最大峰值为 83.4 A，持续时间为 100μs，如图 2 所示（示波器上设定档位为 1 V 对应 50 A，测试结果 ΔU 为1.668 V，对应冲击电流为 83.4 A）。
图 2 测试结果
考虑网关阀 / 智能阀在列车上的应用环境与实验室条件可能存在差异，对列车上的紧急制动回路负载进行 150 次实测，测试出最大瞬间电流为 98.8 A，持续时间 1.75 ms，部分测试数据如表 3 所示。
综合实验及列车上的测试结果，得出车辆12 个网关阀 / 智能阀的瞬间冲击电流在 100 A 以下，持续时间在 2 ms 以内。
根据试验结果选取 LC1D326FLS207 型接触器。紧急制动时通过紧急
制动接触器三对主触头串联的负载冲击电流按 100 A 核算，该接触器分断功率总计为 2.5×110×100=27.5 k W，则每对触点分断功率约为 9.17 k W。对照该系列接触器主触头的动作电流与曲线得出其电气寿命为 9×105次，可满足使用需求。紧急制动接触器安装于 Tc 车继电器柜中，安装空间的长、宽、深度为 45 mm×110 mm×273 mm，LC1D326FLS207 型接触器的安装尺寸（长 × 宽 ×深度）为 45 mm×85 mm×111 mm，满足安装要求。
四、实际运用情况
将 01020 车 的 =22-K126由3RT1017 型接触器更换为 LC1D326FLS207 型接触器。跟踪运行 3 个多月后，将该车两个 =22-K126 接触器拆下进行分解测试，测得三对触点的阻值如下：1/2触点为 0.08 Ω，3/4 触点为 0.21 Ω，5/6 触点为 0.06 Ω；触点烧熔情况良好。轨道交通线路所有22 列车于 2016年完成紧急制动接触器的换型，运营至 2016 年 6 月未发生因为接触器触点烧熔而引起的紧急制动，证明LC1D326FLS207 型接触器基本可以满足列车使用需求。
参考文献:
[1] 魏晨，杨孝洪 . 南京地铁一号线列车产生紧急制动的原因分析及预防措施 [J]. 电
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[2] 刘耀元 . 电工与电子技术 [M]. 北京：北京工业大学出版社，2006.
[3] 刘雨棣 . 电力电子技术 [M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2014.
论文作者:胡文辉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/12
标签：接触器论文; 紧急论文; 电流论文; 触点论文; 回路论文; 车辆论文; 网关论文; 《防护工程》2017年第19期论文;