地铁车辆牵引系统故障及应对研究

地铁车辆牵引系统故障及应对研究

朱永刚    杨玲

 中车永济电机有限公司    陕西 西安   710000

摘 要：现阶段，城市交通工具多种多样，其中最受欢迎的就是地铁，同时地铁的轨道路线长度每一年都在增加，这在很大程度上缓解了地面交通拥挤的情况，而且相对来说更加安全。地铁车辆里面的结构非常复杂，因此很有可能出现突发事件影响地铁的正常通行。本文通过介绍地铁牵引系统，对地铁车辆电机牵引系统出现的故障进行了分析，提出了地铁车辆电机牵引故障的应对措施，给我国有关方面提供了相应的参考和帮助。

关键词：地铁车辆；牵引系统；故障；应对

1地铁牵引系统

牵引系统的作用是给列车提供其运行所需要的制动力以及动力，用来控制列车电机工作，其主要是由主电路以及控制单元等部分组成。对于整个地铁牵引系统来说，电机通过逆变器控制，给车辆的运行提供了动力，地铁车辆在驱动的情况下，牵引系统中的逆变器会接收到牵引的指令，从而关闭霍尔电流传感器，同时在这个时候给并联电路上的滤波电容器充电，随着其两端电压的持续增加，升高到一个固定值的时候，将三极管关闭，然后打开传感器，牵引系统开始发挥作用。在此期间，滤波电容器两端的电压还在持续增加，当其上升到一个固定值的时候，三极管就会自动的打开，导致地铁牵引系统发生问题，没有办法正常运转。

2 地铁车辆电机牵引系统出现的故障分析

2.1.非正常时空状态运行

这种情况指的是地铁在运行过程中，处在启动或者是制动状态，而且乘客数量比较大的形势下，这个时候会在很大程度上威胁地铁车辆以及乘客的安全。地铁在非正常时空状态下运行的时候，其内部的电压以及电流会发生改变，比如出现波支现象，这种情况跟电路出现短路的情况非常相似，会在很大程度上破坏地铁车辆的内部电网，还会威胁到车辆出行的安全。

2.2非金属性短路问题

在雨雪的环境下，常常会发生非金属性短路问题，导致这个问题出现是由于雨雪天气，水流进入床道上的轨道以及绝缘支座中，因为水属于非绝缘体，所以会在很大程度上影响二者的绝缘效果。不仅如此，如果积水时间过长的话，会造成这两个部分出现脱皮老化的现象，从而发生漏电的情况，在床道上的绝缘支座以及轨道间形成回路，这是很常见的一种非金属短路现象。除此之外，还有很大的可能性会在三轨供电系统中发生电弧短路情况，导致这种现象发生的主要原因是因为带电体对导体实施放电，然后造成出现了短路的情况。

2.3金属性问题

地铁车辆中的三轨以及钢轨在接触的情况下形成电流回路，或者是地铁上的绝缘支座被击穿，导致接地铜与三轨接触形成电流回路，这两种情况都是金属性问题。导致这种现象出现的主要因素是因为地铁轨道之间具有导电体，比如维修工人在维修之后忘记带走的金属工具或者是维修期间产生的金属垃圾等等，这些都是造成出现金属问题的主要因素。

2.4牵引系统的车辆参数屏幕上出现红点

这种情况是司机主页的显示屏上出现红点，发生这种情况表示逆变器存在很严重的问题。不仅如此，车辆高速断路器上存在跳闸的情况，而且对应的指示灯也不会发光，这是很普遍的情况。出现这种情况涉及到了逆变器与高速断路器的复位以及跳闸，只有在这两部分恢复正常的情况下才可以检测到牵引电流，然后使用牵引电流排除地铁车辆电机牵引系统中存在的问题，使其恢复正常的运转。

2.5牵引系统存在接地问题

地铁车辆电机牵引系统发生的接地问题，是因为集电靴跟线路上的异物有接触，其主要的情况是高速断路器出现跳闸，同时屏幕上出现红点，也就是逆变器的红点发生问题。车辆跟异物相撞的时候接触轨道就马上停电，而且还有可能会出现火花，发出很大的声音。要是地铁车辆电机牵引系统存在接地问题的话，就表示导致故障出现的因素跟异物接触之间有着密切的联系，因此研究人员在实施有关调查以及实验的过程中，需要对这方面给予足够的重视。

3牵引系统故障的具体处理方案

3.1逆变器电源开关跳闸的处理措施

如果发现逆变器电源开关跳闸，则需要在车辆进站之后让乘务员对车辆连接端逆变器电源开关的情况进行检查，如果没有发生跳闸就按UCO SU按钮然后牵引车辆，如果按下按钮没有反应则需要按下故障车的V FCB1和V FCB2的开关，等到车辆到达终点站之后停止服务。另一方面对于逆变器电源开关的检查需要延误三分钟左右，需要及时通知后续车辆更改发车时间，合理调整两辆车之间的间隔时间，确保地铁运行的安全稳定。

3.2车辆牵引参数屏幕上出现红点的处理措施

在发生故障车辆进入到车辆检测中心后，如果车辆的逆变器无法复位或者是连续两次复位失败的情况下，那么该辆车的牵引系统就存在故障，这时需要按单元切除按钮，并再次分合H B，这时控制中心就会报告车辆运行正常。如果车辆无法牵引，就需要按下故障单元，并将车辆的逆变器电源开关报告到控制中心，等到车辆到达终点站之后就会停止服务。如果车辆的两个逆变器都发生故障而且在同一个单元内，这时如果连续两次复位HB失败，并且车辆无法进行牵引，技术人员可以通过开启单元切除按钮来将HB分合，这时车辆的运行报告就会将车辆正常运行的信息送至控制中心。

要是车辆没有办法移动的话，这个时候需要按下故障单元车的逆变器电源开关以及单元切除按钮，然后把高速断路器分合，试着实施第二次的牵引，同时把有关的情况传达给控制中心，待车辆抵达终点站以后停止服务。要是车辆的逆变器出现问题，处理人员就需要先启动故障单元车辆的单元切除按钮，接着再把高速断路器分离开来，把列车推送到停车的区域，然后再对车辆实施全方面的检查，找出车辆存在的问题。如果发现地铁车辆的故障使车辆无法牵引运行，就需要将故障车辆的逆变器电源先关闭，然后再按下单元切除按钮，并将车辆行驶到停车区域，如果发现车辆的逆变器存在多个故障则需要请求援救。

3.3牵引系统接地故障的具体处理措施

地铁车辆电机牵引系统的接地故障，一般都是在车辆进入地铁站之后确定，会自动将发生故障的逆变器切除并开合高速断路器。如果发现是由于其他物体导致接地故障，可能会有以下两种状况: 第一，由于其他物体与车辆集电靴接触而导致发生触轨跳闸，如果再次发生接触失败，那么这种情况就可以确定为是由其他物体而导致的。第二，如果在接触后没有发生触轨跳闸的现象，那么这样可能是由于物体与车辆集电靴接触短路造成。

4 结语

综上所述，地铁牵引系统作为地铁车辆动能的主要来源，系统出现故障那么就会影响地铁的运行安全。为了全面提升地铁运行的安全质量，相关的技术人员需要根据实际的地铁状况分析地铁车辆牵引系统，寻找地铁车辆进系统出现故障的主要原因，针对这些问题提出相关的解决方案，进而对地铁牵引系统进行改良，强化对于地铁牵引系统的科学应用，为人们提供安全可靠的出行交通工具。

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