范偉媛

哈爾濱通達(dá)工業(yè)環(huán)保自動化有限公司

論述地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障檢修

范偉媛

哈爾濱通達(dá)工業(yè)環(huán)保自動化有限公司

在我國的諸多城市中都廣泛的使用城軌交通，且其建設(shè)里程及使用里程數(shù)也在逐年的增長，其中地鐵交通的使用為緩解城市地面交通壓力做出了巨大的貢獻(xiàn)，但是作為地鐵主要運(yùn)輸載體的地鐵車輛卻結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，這就相應(yīng)的提高了檢測工作量以及難度，各種形式的突發(fā)性故障都嚴(yán)重的影響了地鐵的正常使用。與此同時，現(xiàn)代地鐵技術(shù)的快速發(fā)展使得地鐵的速度得到了提升，功能得到完善，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)相比于原來也更為復(fù)雜化，這相應(yīng)的提高了故障的發(fā)生機(jī)率。要想有效的解決故障，就要對相應(yīng)的故障發(fā)生原理有較深的掌握，并不斷的提高檢修技術(shù)，從而更好的保證地鐵的有效運(yùn)營。

城市軌道車輛；電氣傳動系統(tǒng)；發(fā)展

城市軌道交通以其較優(yōu)良的快速性以及環(huán)保低碳性等諸多優(yōu)點(diǎn)，在世界上的諸多城市中都得到廣泛的應(yīng)用，其使用其使用較好的解決了各類城市的交通問題，受到越來越多城市居民的認(rèn)可及喜愛。而地鐵作為城市軌道交通的重要構(gòu)成是不可忽略的，作為一種交通工具，其最基本應(yīng)當(dāng)具有較高的運(yùn)行安全性，地鐵車輛是地鐵交通運(yùn)載乘客的載體，因此其運(yùn)行質(zhì)量的好壞，直接影響著地鐵的安全性。地鐵在運(yùn)行的過程中要按照既定的線路及軌道行駛，控制其運(yùn)行的程度都十分的復(fù)雜，且較易產(chǎn)生故障，其中牽引系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)更是故障的高發(fā)裝置。本文主要針對地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障進(jìn)行了分析，并給出了相關(guān)檢修技術(shù)。

一、地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引的故障分析與檢修方法策略

1.針對牽引系統(tǒng)進(jìn)行故障分析

通常，牽引系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率較大，引起故障的原因也是多個方面的，一下是牽引系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾種情況：

1.1 非正常時空狀態(tài)運(yùn)行

在地鐵車輛運(yùn)行的過程中，一般情況下會出現(xiàn)制動或者啟動的狀態(tài)，這種現(xiàn)象的存在會給城市交通及地鐵帶來極大的傷害。在地鐵運(yùn)行高峰期時，會導(dǎo)致地鐵載重過大，會出現(xiàn)地鐵嚴(yán)重時空且處于非正常運(yùn)行狀態(tài)，并會因?yàn)檐囕v制動而造成電流及電壓等的波支，這種現(xiàn)象類似于短路狀態(tài)，從而損害地鐵車輛運(yùn)行電網(wǎng)等。

1.2 非金屬性短路故障

這種形式的短路一般發(fā)生在如雨雪等狀況下，由于水能夠成為供電系統(tǒng)的連接體，這使得原本固定于道床上的絕緣支座與接地扁銅間的絕緣效果大打折扣，同時，由于長時間的運(yùn)行，地鐵車輛支撐件上會出現(xiàn)較多的污物及絕緣老化等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電流泄漏，且泄漏的電流還可以通過失效的絕緣去座傳向扁銅，形成回路，這種現(xiàn)象的非金屬性短路現(xiàn)象是經(jīng)常出現(xiàn)的狀態(tài)。同時，還會出現(xiàn)另一種較為常見的短路故障，就是電弧短路故障，這種短路故障是處于三軌供電運(yùn)作系統(tǒng)中。其出現(xiàn)故障的主要因素是由于帶電梯對于道題進(jìn)行放電，從而導(dǎo)致短路現(xiàn)象的發(fā)生。

1.3 金屬性故障

金屬性故障指的是鋼軌和三軌間發(fā)生的金屬接觸，或是絕緣支座被擊穿，導(dǎo)致接地扁銅和三軌直接發(fā)生短路的情況。例如供電系統(tǒng)在進(jìn)行停電檢修工作時，檢修人員并沒有將放置在鋼軌和三軌之間的金屬工具帶走，這會導(dǎo)致系統(tǒng)重新送電時發(fā)生鋼軌與三軌之間的直接短路故障。

2.牽引系統(tǒng)的故障檢修

牽引系統(tǒng)故障是地鐵車輛出現(xiàn)故障較為常見的一種情況。對于牽引系統(tǒng)的故障檢修主要采用仿真方式進(jìn)行維修。在檢修期間，當(dāng)?shù)罔F牽引系統(tǒng)處于牽引變電所的遠(yuǎn)端，在進(jìn)行故障檢修時，就可以進(jìn)行短路操作進(jìn)行仿真檢修，使得到的不同點(diǎn)的位置及數(shù)據(jù)與實(shí)際相同，并且其中的電流的運(yùn)動狀態(tài)會根據(jù)其與故障之間的距離的縮短而增加的。且電流的上升速度會隨著故障點(diǎn)與接觸點(diǎn)距離接近而減小，從而可以確定牽引系統(tǒng)是否發(fā)生突變。

通過分析直流饋線電流仿真結(jié)果，能夠得出類似的指數(shù)函數(shù)，即距離接觸網(wǎng)末端的距離越遠(yuǎn)，電流上升的越慢，電流的穩(wěn)定值就越高。通過故障仿真分析，檢測地鐵車輛直流饋線的電流大小和上升率，能夠準(zhǔn)確地檢測出牽引系統(tǒng)有沒有發(fā)生故障。

二、地鐵車輛電氣系統(tǒng)中輔助系統(tǒng)的故障分析與檢修技術(shù)方法策略

1.輔助系統(tǒng)故障的主要表現(xiàn)

1.1 電容器故障

逆變器內(nèi)部安裝有起到穩(wěn)壓作用的鋁電解電容器。鋁電解電容器的氧化膜在電容工作時很容易被損壞，雖然其自身有一定的自愈性，但當(dāng)氧化膜的破壞速度大于其自愈速度時，氧化膜來不及修補(bǔ)，就會導(dǎo)致氧化膜被損壞甚至是擊穿，導(dǎo)致電容器失效。

1.2 電力半導(dǎo)體器件故障

逆變器經(jīng)常在強(qiáng)烈的電浪涌環(huán)境中工作，逆變器失效通常是由電力半導(dǎo)體器件失效引起的，但是，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過程中并不重視對電力半導(dǎo)體器件的保護(hù)，所以，導(dǎo)致電力半導(dǎo)體器件失效。

1.3 弱電半導(dǎo)體器件故障

在逆變器內(nèi)部含有一定數(shù)量的弱電半導(dǎo)體元器件，所有這些弱電半導(dǎo)體的正常運(yùn)行才能保證整個逆變器的有效工作，當(dāng)其中一個部件發(fā)生故障，那么就會相應(yīng)的影響到逆變器整體的使用性能，嚴(yán)重時可能會失效。導(dǎo)致半導(dǎo)體器件失效的原因包括兩個方面，一方面是內(nèi)因，由于器件自身的固有可靠性；另一方面是外因?qū)е碌墓收?，主要包括溫度失效、機(jī)械過應(yīng)力失效、靜電損傷失效、過電應(yīng)力失效、濕度失效等。

2.輔助系統(tǒng)的故障檢修

輔助系統(tǒng)的故障檢修方法通常采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷法，主要表現(xiàn)為：（1）訓(xùn)練創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)。將采集到的輔助系統(tǒng)的信息樣本輸入到尚未訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)中，對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行ANN訓(xùn)練，經(jīng)過自學(xué)獲得期望得到的診斷網(wǎng)絡(luò)。（2）網(wǎng)絡(luò)診斷。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行前向計(jì)算的過程，即根據(jù)診斷輸入對系統(tǒng)進(jìn)行診斷的過程。通過特征提取和預(yù)處理，對輔助系統(tǒng)的信息樣本和故障數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，然后在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行故障檢測。

結(jié)語：

綜上所述，隨著城市人口的數(shù)量及車輛都不斷的增加，造成了嚴(yán)重的交通擁擠狀況，特別是某些出行高峰期，擁擠的交通嚴(yán)重的困擾著廣大居民，而城市軌道交通的使用為人們的出行提供了極大的便利，它有效的緩解了現(xiàn)今我國諸多大城市的擁堵問題，為居民提供了一個更加環(huán)保、快速的出行方式，特別是地鐵的使用更是極大的發(fā)揮出了城軌交通的優(yōu)越性。我國經(jīng)過長期技術(shù)攻關(guān)，已經(jīng)得到了一定的技術(shù)成果，但是相應(yīng)的的檢修技術(shù)仍不能說是世界領(lǐng)先，這就要求我國的科技人員要加深對地鐵車輛電氣系統(tǒng)中如牽引系統(tǒng)等故障的認(rèn)識，加強(qiáng)技術(shù)交流，從而更好的提高我國的故障檢修技術(shù)水平。

[1]夏兵.城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的研究[J].科技與企業(yè).2014(05)

[2]傅新偉.淺析地鐵車門系統(tǒng)故障的診斷與維修策略[J].科技與創(chuàng)新.2014(24)