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摘要：各大城市发展了轨道交通，而地铁作为城市轨道交通的重要组成部分，大大缓解了城市交通存在的问题。为了确保地铁车的运营效率，预防和解决电气系统中的故障，对牵引与辅助系统进行定期检修，解决其中存在的故障尤为关键。文章阐述了地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的特点，对地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障进行分析，提出了检修故障的建议，希望为相关行业提供借鉴。
关键词：地铁车辆；电气系统；牵引与辅助系统
1地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统故障及特点
1.1地铁车辆牵引系统故障现状分析
第一，针对车外诊断系统，主要是与检测仪器相互结合，判断故障，并合理地利用测试台模拟故障的实际情况，找到地铁车辆牵引系统出现故障的主要原因。现阶段，基于故障的随机性特点，需要通过车外诊断系统进行诊断。但是这一种方式所花费的时间较长，在一定程度上增加捕捉故障的难度。第二，车载诊断系统分析。目前，大部分车辆牵引都会安装参数记录仪，确保车辆在实际运行过程中能够针对其电压电流的输入与输出做好有效的记录，并且还能够记录运行阶段电动机温升系统的情况。
1.2地铁车辆电气系统中辅助系统的特点及构成
地铁车辆电气系统中辅助系统由多个部分组成，分别为充电机模块、蓄电池组、DC/AC逆变模块。蓄电池组的组成部分是为电池单元，其主要保护方式为与接触器断开，促使蓄电池始终与负载保持相隔离的状态。充电机模块是电气辅助系统的重要组成部分，可以满足地铁车辆的直流电的用电需求。DC/AC逆变器在地铁车辆电气系统亦被称为辅助逆变器。该装置可以在架空接触网中进行电能的接收，以此来满足地铁车辆其他电气系统的用电需要。
2地铁车辆电气系统中牵引系统检修
2.1案例概述
南方某城市地铁轨道3号线已经开通运营了15年以上，在运营期间，电气牵引系统在表现出整体稳定性的同时，也存在一些异常表现，接地故障是该地铁牵引系统最主要的问题，并在地铁运营过程中产生了以下方面的表现：①地铁车辆下方异常响动；②地铁车辆管理系统对故障进行统报；③牵引系统复位无法解决故障，只有对故障地铁的牵引系统进行隔离，才能解决故障，这样一来，就需要补偿牵引系统隔离所损失的动力。如果牵引系统损失动力过大，车辆需要在运营结束后接受检查，严重时会导致地铁车辆抛锚，需要采取紧急措施，对地铁车辆进行救援。
2.2故障原因分析
上述案例中的地铁车辆属于B型车，每个编组的车辆为6辆，其牵引系统由2个模块组成，分别为斩波器模块、牵引逆变器模块，上述2个模块的使用，使地铁车辆牵引系统具备了诸多的功能。在牵引系统还包括高速断路器、滤波器、牵引电机等电气设备。当车辆在运行过程中，其内部的差动电流传感器会对电流进行检测，如果检测的电流，其瞬值高于特定值，那么牵引系统就会进行接地故障的报备。这种情况一旦出现，就需要利用系统的控制功能，断开线路接触器、关闭GDU、关闭高速断路器，同时将牵引逆变器出现故障的问题进行上报。根据数据得知，此次故障为实际报接地故障，由此可以推断，牵引系统出现接地点是导致此次故障的主要原因。
2.3故障检修
①如果引发故障的原因为滤波电抗器的绝缘被击穿，那么检修人员应加强对滤波电抗器的检修，并为其营造良好的工作环境，避免环境因素对电抗器工作性能造成影响。②如果异物进入滤波电抗器接线盒导致接地故障的发生，那么应该对地铁车辆电气牵引系统的接线盒进行改造，确保其始终处于密封的状态[1]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆③如果异物进入制动电阻而导致牵引系统故障，那么应该优化地铁车辆的运行环境，并对牵引设备进行定期的检修和维护，及时清理其中的异物，重点检查封闭性不强的设备。④如果故障产生的原因为高速短路器或线路接触器拉弧烧损，那么需要增加检修的频率和强度，及时了解和掌握设备的内部状态，重点检查易受损元件的状态，对于受损情况严重的元件，应及时予以更换。
2.4地铁车辆电气牵引系统动态故障分析
某城市地铁车辆在运营过程中，其电气牵引系统出现了动态故障，传感器是主要的故障点，初次故障发生的时间为2017年，检修人员检测了电气系统的阻值，检测结果显示为0。基于此，对传感器进行了更换，检测结果表明故障已经得到解决。2018年出现了第二次故障，检修人员使用万能表进行故障检测，检测结果表明此次故障的原因为绝缘失效，同时检修人员还在发现检测面上存在一些划痕，在更换传感器后重新进行了检测，结果表明故障已经解决。但是在同年又出现了第三次故障，检测结果与初次检测结果相同。由此可以推断，该地铁车辆电气牵引系统传感器绝缘能力丧失，并且所发布的信号为错误信号[2]。现阶段地铁检修人员会针对地铁在运营过程中可能出现的故障，制定相应的预防措施，虽然可以对故障进行预防和控制，降低故障发生的概率，但是却不能百分之百避免故障，检修人员还需制定处理故障的方法和措施。以上述案例中传感器绝缘故障为例，对解决此类故障的方法进行分析：①在故障出现之后，检修人员需要掌握和了解的故障车辆的相关信息；②电气牵引系统中大部分都是五针插头的传感器，检修人员应该重点检查2～4针，并将阻值作为依据，对故障进行判断，如果阻值相同则表明传感器发生了故障，反之则亦然；③对1、4、5针进行检测，检测的内容为绝缘性能，根据检测结果，判断故障是否存在；④如果上述检测并未发现异常，则无法确定故障的成因。检修人员应拆卸传感器，全面核查传感器的检测面和外观，对故障进行准确定位，并确定故障原因。
3辅助系统的故障与检修
3.1辅助系统故障
（1）电容器故障。地铁车辆的逆变器中存在滤波电容器，这种电容器能够对地铁车辆的运行电压进行稳定。由于电容在工作过程中，可能会破坏氧化膜，即使氧化膜具有一定的自愈能力，但是其自愈能力却远远无法与损坏速度相比较，因此会导致电容器出现故障[3]。（2）IGBT器件故障。如果IGBT出现异常，那么逆变器模块的效果就会丧失。究其原因主要是在电气系统设计过程中，没有对其进行保护，因而IGBT容易受到不利的影响。
3.2辅助系统检修
（1）TCMS网络的创建。采集地铁车辆辅助系统故障的数据，并将其上传至TCMS网络之中进行判断，即可找到解决故障的有效方法，继而得到与之相匹配的诊断网络。诊断网络在解决辅助系统故障上，可以起到良好的效果，是解决辅助系统故障的基础，只有借助诊断网络，才能保证故障检修的质量[4]。（2）诊断网络。诊断网络就是指利用TCMS网络，计算所得数据的过程，同时这个过程也是明确故障成因、定位故障点的过程。在此基础上，可以对故障进行检修和处理。
结束语：
目前，地铁在城市交通中起到了极为重要的作用，是城市交通体系的重要组成部分，关系到城市的发展。基于此，有关部门应关注地铁运营的效率和质量，避免地铁电气系统故障的产生，只有这样，才能促进地铁的建设和发展。
参考文献：
[1]胡艳峰,唐键,黄河.高级驾驶辅助系统在纯电动重型牵引车上的应用[J].汽车电器,2018(04):11-12+17.
[2]李红霞,王建行.城市轨道交通车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].数码设计,2017,6(11):51-52.
[3]彭驹.广州轨道交通九号线车辆牵引/辅助系统设计[J].电力机车与城轨车辆,2016,39(06):25-30.
[4]庄乐.试论南京地铁牵引辅助系统的故障分析[J].四川水泥,2015(07):143.
论文作者:于凯强
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/30
标签：故障论文; 系统论文; 地铁论文; 车辆论文; 电气论文; 传感器论文; 系统故障论文; 《工程管理前沿》2019年11期论文;