地鐵車輛牽引系統(tǒng)常見故障分析

1、地鐵車輛牽引系統(tǒng)常見故障分析摘要：近年來，伴隨我國(guó)城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國(guó)的道路交通壓力不斷增 加，地鐵工程的修建可以有效緩解城市交通壓力，其對(duì)于城市的發(fā)展意義重大。 在地鐵的運(yùn)行過程中，牽引系統(tǒng)能否正常工作對(duì)于地鐵的安全有著直接的影響， 地鐵的維保人員應(yīng)時(shí)刻注重對(duì)牽引系統(tǒng)故障的診斷與處理。鑒于此，文章分析了 地鐵牽引系統(tǒng)的常規(guī)故障及處理措施，以供參考。關(guān)鍵詞：地鐵車輛；牽引系統(tǒng)；故障分析；處理措施構(gòu)建故障模式結(jié)構(gòu)表 在地鐵車輛牽引系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，對(duì)于相關(guān)故障數(shù)據(jù)的挖掘以及整理需要 故障模式結(jié)構(gòu)表的支持，利用健全的故障模式結(jié)構(gòu)表對(duì)車輛運(yùn)行過程中所發(fā)生的 各類型故障現(xiàn)象做出分門分類的梳理，最

2、終形成一個(gè)完善的故障分析以及診斷的 參照依據(jù)，有利于全面提高故障診斷的效率。常見的地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障模式 結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)罔F車輛運(yùn)行的過程中，如果牽引系統(tǒng)發(fā)生了故障，相關(guān)維修人員進(jìn)行 現(xiàn)場(chǎng)勘查的時(shí)候通常只能搜集到司機(jī)或者相關(guān)工作人員對(duì)于故障情況的描述等信 息，而在牽引系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，故障類型是多種多樣的，導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因往 往也是多元化的，而同樣的故障也可以由不同的原因引發(fā)，同樣的原因又會(huì)引發(fā) 不同的故障，總而言之，地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障是非常復(fù)雜的。所以在實(shí)際工 作的過程中，單純依靠外在的故障情況描述是不足以有效的分析故障產(chǎn)生的原因 的，而故障產(chǎn)生原因不能被有效的挖掘出來就會(huì)影響后續(xù)的相關(guān)維修

3、工作?；?此，在日常工作中建立健全故障模式結(jié)構(gòu)表，可以將工作實(shí)踐中的具體故障情況 整理在一起，當(dāng)相關(guān)故障出現(xiàn)的時(shí)候，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)探查的信息與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比之 后，就可以快速的診斷出故障的類型以及導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因，從而可以采取更 具針對(duì)性的措施對(duì)其進(jìn)行維修，最終提高故障診斷以及維修的工作效率。故障診斷系統(tǒng) 為了切實(shí)保證地鐵車輛的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在牽引系統(tǒng)發(fā)生故障的第一時(shí)間， 相關(guān)工作人員要對(duì)故障進(jìn)行有效的診斷以及分析，同時(shí)開展維修活動(dòng)，為了保證 這一動(dòng)作的高效開展，必須要構(gòu)建起一個(gè)完善的故障診斷系統(tǒng)（MVTS-FDS）。構(gòu) 建這一系統(tǒng)的主要方式是通過相關(guān)診斷專家在實(shí)踐中所獲得的工作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)將 這

4、些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使得地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障處理、故障 報(bào)警、故障級(jí)別以及隔離、故障處理和目的融為一體，最終使得故障的診斷可以 在人工智能技術(shù)中完成，從而大幅度提高牽引系統(tǒng)故障診斷的效率，為后續(xù)的運(yùn) 維工作開展提供科學(xué)的依據(jù)。在故障診斷系統(tǒng)當(dāng)中，主要由四個(gè)配置構(gòu)成，其一是車載設(shè)備，其二是網(wǎng)絡(luò) 信息傳輸設(shè)備，其三是監(jiān)控設(shè)備，其四是維修設(shè)備。通過這四項(xiàng)基本配置的分工 協(xié)作，可以實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸，故障信息的遠(yuǎn)程診斷，故障維修的應(yīng)急預(yù) 案生成的目的。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，按照功能進(jìn)行分類，可以分為三個(gè)子功能系統(tǒng) 其一是車載級(jí)別的分析系統(tǒng)，其二是車輛段的分析系統(tǒng)，其三是監(jiān)控中心的分析 系統(tǒng)

5、，在三個(gè)子系統(tǒng)當(dāng)中，車載級(jí)別的分析系統(tǒng)發(fā)揮基礎(chǔ)性作用。車載級(jí)分系統(tǒng)主要包括在地鐵車輛各個(gè)車廂當(dāng)中所需要進(jìn)行監(jiān)管與控制的車 門系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)以及牽引系統(tǒng)等關(guān)鍵配置的狀態(tài)檢測(cè)、智能化控制、故障警報(bào) 以及后續(xù)的應(yīng)急處理方法等等。通過系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備監(jiān)控裝置對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn) 行狀態(tài)進(jìn)行時(shí)效性的監(jiān)控與信息采集，進(jìn)而完成對(duì)于整個(gè)地鐵車輛的監(jiān)控以及運(yùn) 行狀態(tài)的反饋。在構(gòu)建起故障診斷系統(tǒng)之后，通過對(duì)比的方式就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的分析，在 對(duì)比分析的過程中主要應(yīng)該實(shí)現(xiàn)一下四個(gè)目標(biāo)功能：第一，要在實(shí)踐中積累以及 構(gòu)建起專家級(jí)別的診斷思維，從而建立起完善的專家知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而為故障的 診斷以及原因分析奠定基礎(chǔ)；第二，對(duì)于

6、特殊的故障類型，應(yīng)該構(gòu)建起專門的數(shù) 據(jù)庫(kù)；第三，結(jié)合工作實(shí)際的要求以及上述兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建起專家診斷系統(tǒng)； 第四，應(yīng)用專業(yè)軟件工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵牽引系統(tǒng)常見故障的智能化管理。地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引系統(tǒng)的故障分析 在分析地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引系統(tǒng)故障過程中，可從以下幾方面進(jìn)行詳盡 的分析。3.1 非正常運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于地鐵車輛而言，當(dāng)其處于過載工作狀態(tài)下時(shí)，其運(yùn)行狀態(tài)便會(huì)進(jìn)入非正 常模式。其中，上下班高峰時(shí)段、啟停過程以及進(jìn)入三軌無電區(qū)時(shí)，地鐵車輛的 負(fù)載便會(huì)增加，從而會(huì)造成車輛制動(dòng)過程中對(duì)電網(wǎng)電流與電壓產(chǎn)生一定程度的波 動(dòng)，并且牽引系統(tǒng)中的短路狀態(tài)與此時(shí)負(fù)荷狀態(tài)比較相似，從而會(huì)引發(fā)繼電器保 護(hù)裝置出

7、現(xiàn)誤動(dòng)作情況，對(duì)地鐵車輛的電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的破壞。3.2 非金屬性短路故障當(dāng)?shù)罔F軌道中存在雨雪覆蓋或積水淹沒等情況時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致地鐵車輛電氣系 統(tǒng)中出現(xiàn)非金屬性狀況下的短路故障。另一種在三軌供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的非金屬短 路故障為電弧短路故障，其指的是帶電體對(duì)導(dǎo)體放電而形成的短路故障，第三軌 對(duì)地放電便是此類故障形式的代表。3.3 金屬性故障三軌間與鋼軌出現(xiàn)的金屬接觸，或者絕緣支座存在擊穿問題，從而造成三軌 與接地扁銅之間出現(xiàn)短路的故障便是金屬性故障的基本定義。例如，為了對(duì)供電 系統(tǒng)進(jìn)行檢修，通常會(huì)采用停電檢修的方式來進(jìn)行，在此過程中，如果檢修人員 沒有及時(shí)將金屬工具清理，使其留置在三軌與鋼軌之間

8、，則在重新送電過程中， 三軌與鋼軌之間便會(huì)出現(xiàn)直接短路故障。牽引系統(tǒng)的故障檢修在檢修地鐵車輛牽引系統(tǒng)過程中，一般會(huì)通過故障仿真分析的方法來完成檢 修工作。其中，牽引變電所的遠(yuǎn)端是地鐵牽引系統(tǒng)故障的多發(fā)區(qū)域，所以需要對(duì) 近遠(yuǎn)端短路故障進(jìn)行必要的仿真分析，從而對(duì)短路點(diǎn)的饋線電流大小進(jìn)行計(jì)算， 以便觀察故障距離與電流穩(wěn)態(tài)值的變化關(guān)系。通常來講，電流穩(wěn)態(tài)值會(huì)在接近故 障位置時(shí)增大，并且上升速度會(huì)隨著離接觸網(wǎng)末端越近而變得越慢，從而有效的 對(duì)直流牽引網(wǎng)電壓的突變情況進(jìn)行診斷。此外，為了對(duì)牽引變電站子模型的初始 階段所存在的暫態(tài)過程進(jìn)行避開，模擬仿真分析可按下列模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，即：將 一臺(tái)地鐵車輛的啟動(dòng)時(shí)間

9、設(shè)定在0.05s，并在0.11s后將遠(yuǎn)端故障模擬實(shí)驗(yàn)分別設(shè) 置在 2km、3km 的位置，從而有效的完成對(duì)實(shí)際短路故障進(jìn)行模擬。在對(duì)直流饋 線電流仿真結(jié)果進(jìn)行分析之后，便會(huì)得到有針對(duì)性的指數(shù)函數(shù)，即電流上升的速 度與距離接觸網(wǎng)末端的距離越遠(yuǎn)而顯得越慢，并且電流的穩(wěn)定值也就越大。因此 在故障仿真分析的幫助下，可以清楚的了解地鐵車輛直流饋線的電流值與上升率 之間的關(guān)系，從而有助于提升牽引系統(tǒng)是否存在的故障的檢測(cè)成功率。結(jié)語綜上所述，為了確保地鐵車輛可以安全、可靠的運(yùn)行，需要采取科學(xué)合理的 措施來保障地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引及輔助的系統(tǒng)的工作狀態(tài)。因此，為了確保 牽引及輔助系統(tǒng)的工作狀態(tài)滿足地鐵運(yùn)行狀況下的要求，有必要對(duì)其故障原因進(jìn) 行細(xì)致分析，從而為檢修方案更有針對(duì)性的制定打下基礎(chǔ)，進(jìn)而在有助于提升檢 修水平的同時(shí)，保障地鐵車輛的運(yùn)行安全，對(duì)于提升我國(guó)地鐵車輛的整體運(yùn)營(yíng)水 平有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)：吳浩.地鐵列車負(fù)載故障下的輔助逆變器失效頻譜特性分析J.城市軌道交通 研究，2012（08）.李國(guó)正.基于RAMS的地鐵列車車載設(shè)備維修策略與故障診斷研究D.