余俊

摘 要：針對(duì)我國地鐵車輛電氣系統(tǒng)之中的牽引以及輔助系統(tǒng)的故障和檢修做出了具體分析研究，在分析研究的基礎(chǔ)上進(jìn)而提出了下文中的一些內(nèi)容，希望能夠給與同行業(yè)進(jìn)行工作的人員提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛 電氣系統(tǒng) 牽引 輔助系統(tǒng) 故障 分析

1、牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 牽引系統(tǒng)的特點(diǎn)

在地鐵車輛電氣系統(tǒng)中，牽引系統(tǒng)包括以下幾個(gè)方面：接地故障檢測系統(tǒng)、牽引逆變器模塊、線路濾波元件、高速斷路器等。

1.1.1線路濾波器

線路濾波器主要是用來平滑輸入電流，抑制接觸網(wǎng)和車輛之間的相互干擾，進(jìn)而降低接觸網(wǎng)對(duì)車輛和其他系統(tǒng)的影響。線路濾波器對(duì)由車輛變電所斷路器斷開或雷擊故障所引起的瞬時(shí)行波起到一定的保護(hù)作用，能夠保證發(fā)生突然接地故障時(shí)，不至于損壞牽引系統(tǒng)的其他設(shè)備。

1.1.2牽引電機(jī)

牽引電機(jī)采用逆變器供電方式的三相鼠籠式一部交流牽引電動(dòng)機(jī)，通常采用架承式懸掛方式。

1.1.3牽引逆變器

牽引逆變器由DUC控制板、GDU單元、逆變橋、制動(dòng)斬波相、支持電容、過壓保護(hù)電阻和其他輔助元件組成。

1.1.4高速斷路器

高速斷路器安裝在逆變箱中，能夠有效地保護(hù)由于接地、短路等造成的過流情況，其保護(hù)范圍要與變電所的保護(hù)相協(xié)調(diào)。

1.2 輔助系統(tǒng)的特點(diǎn)

輔助系統(tǒng)通常包括蓄電池組、DC/DC變換器、DC/AC逆變器三部分。

1.2.1蓄電池組

蓄電池組由若干個(gè)額定電壓的電池單元組成，對(duì)蓄電池的保護(hù)方式有：蓄電池充電器對(duì)充電電壓的控制；高分?jǐn)?低電壓能力熔斷器接到蓄電池的正負(fù)極；對(duì)充電時(shí)的過電壓、過電流的保護(hù)；蓄電池要與充電器隔離；蓄電池分?jǐn)嘟佑|器，使蓄電池和負(fù)載隔離。

1.2.2 DC/DC變換器

DC/DC變換器即蓄電池充電器，是地鐵車輛的直流供電。通常設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的蓄電池充電器。如果1個(gè)蓄電池充電器發(fā)生故障，將會(huì)由其他的蓄電池充電器供電，讓輛繼續(xù)運(yùn)行。

1.2.3 DC/AC逆變器

DC/AC逆變器即輔助逆變器，輔助逆變器從架空接觸網(wǎng)上受電，用作輔助電源，為空調(diào)裝置、空氣壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)和車輛內(nèi)的所有交流負(fù)載供電。

2、牽引系統(tǒng)的故障分析以及檢修的方法

2.1 牽引系統(tǒng)的故障分析

在通常情況下，出現(xiàn)故障的幾率相對(duì)來說比較大的便是牽引系統(tǒng)，然而出現(xiàn)這種故障的原因也是存在多個(gè)方面的，下述內(nèi)容主要是對(duì)故障出現(xiàn)的幾種情況作出了相應(yīng)的概述分析，提出下文內(nèi)容。

2.1.1滿載或超載狀態(tài)的運(yùn)行

針對(duì)于地鐵車輛而言，在進(jìn)行運(yùn)行的過程中，一般情況下將會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)或者是啟動(dòng)等方面的情況，針對(duì)于這種情況的出現(xiàn)而言，將會(huì)對(duì)城市交通地鐵的運(yùn)行帶來直接的影響。然而在高峰的時(shí)候，地鐵因?yàn)槠漭d重量相對(duì)來說比較大，從而將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的失控，將會(huì)處于在非正常的運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)于這種做法而言，將會(huì)因?yàn)檐囕v的制動(dòng)導(dǎo)致其電壓以及電力之間出現(xiàn)不穩(wěn)定，并且也是相當(dāng)于短路的一個(gè)狀態(tài)，同時(shí)也是會(huì)直接的損害到運(yùn)行過程中的電網(wǎng)。

2.1.2 非金屬性的短路故障

非金屬性短路故障主要指的是發(fā)生在非金屬性狀況下的短路故障，例如雨雪覆蓋或淹沒軌道的狀況。這時(shí)，雨雪可以作為供電系統(tǒng)在啟動(dòng)階段的導(dǎo)體，三軌由于整體絕緣支座固定在道床上，與接地扁銅之間具有良好的絕緣效果。但是，隨著地鐵車輛運(yùn)行時(shí)間的增加，支撐件上會(huì)出現(xiàn)污穢或絕緣支座絕緣保護(hù)老化的情況，由此產(chǎn)生的泄露電流經(jīng)過絕緣支座流向接地扁銅，然后通過變電所地網(wǎng)重新流回變電所負(fù)極。這種由于絕緣故障導(dǎo)致的短路故障是非金屬性短路故障中最常見的一種。

2.1.3 金屬性的故障

針對(duì)于這一類的故障而言，主要表現(xiàn)在三軌以及鋼軌之間所出現(xiàn)的金屬性的基礎(chǔ)，或者是在絕緣制作出現(xiàn)了損壞，直接的導(dǎo)致了地扁鋼以及三軌之間出現(xiàn)了一定程度的短路。例如供電系統(tǒng)再進(jìn)行停電檢修的過程中，其檢修的工作人員并沒有能夠?qū)⑵浞旁阡撥壱约叭壷g的金屬工具帶走，從而將會(huì)出現(xiàn)直接的短路故障問題出現(xiàn)。因此針對(duì)于工作人員而言，在進(jìn)行檢修的過程中必須要重視盤點(diǎn)檢修工具，并完整無缺的帶走。

2.2 牽引系統(tǒng)的故障檢修分析

針對(duì)于牽引故障而言，主要是作為地鐵車輛之中較為常見的一些情況，并且針對(duì)于這種故障而言，通常情況下所進(jìn)行的解決方式主要是采取仿真式的維修。因此在進(jìn)行檢修的過程中，地鐵的系統(tǒng)處在牽引變電所的遠(yuǎn)端時(shí)候便是可以進(jìn)行相應(yīng)的仿真檢修，可以讓不同的點(diǎn)位能夠和數(shù)據(jù)及實(shí)際相同，故障點(diǎn)之間的距離將會(huì)縮短，使其中的電流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從而出現(xiàn)了一定的增加。然而故障點(diǎn)以及基礎(chǔ)點(diǎn)之間的距離出現(xiàn)了減少的時(shí)候?qū)?huì)讓電流的上升速度全面的提高，直接的發(fā)現(xiàn)并且確定其牽引系統(tǒng)是否出現(xiàn)了一定的突變。在直流饋線的電流仿真進(jìn)行分析的過程中能夠得出類似所制定出來的函數(shù)，并且電流的上升速度將會(huì)伴隨著接觸網(wǎng)的末端距離從而出現(xiàn)一定的變化，在距離比較遠(yuǎn)的情況下，上升的速度將會(huì)變慢，從而將會(huì)讓電流的穩(wěn)定值會(huì)越來越高。因此故障的仿真分析能夠可以直接的檢測出地鐵車輛的滯留饋線電流大小和上升率，因此更加準(zhǔn)確的去判斷出遷移系統(tǒng)是否出現(xiàn)了故障，所以對(duì)于這一點(diǎn)而言需要能夠引起足夠的重視。

3、地鐵車輛電氣系統(tǒng)中輔助系統(tǒng)的故障與檢修

3.1 輔助系統(tǒng)故障的主要表現(xiàn)

3.1.1 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(shí)很容易被損壞，雖然其自身有一定的自愈性，但是，當(dāng)氧化膜的破壞速度大于其自愈速度時(shí)，氧化膜來不及修補(bǔ)，就會(huì)導(dǎo)致氧化膜被損壞甚至是擊穿，導(dǎo)致電容器失效。

3.1.2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(duì)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。

3.1.3 弱電半導(dǎo)體器件故障

對(duì)于每一個(gè)逆變器而言，其內(nèi)部都是存在著比較多的弱電半導(dǎo)體元器件，對(duì)于這些器件而言，將會(huì)直接的決定著整個(gè)逆變器是否可以正常的進(jìn)行工作，在里面的某一個(gè)部件出現(xiàn)了故障的情況下，那么所相互對(duì)應(yīng)著的逆變器整體性能將會(huì)受到較為直接的影響，從而會(huì)對(duì)整個(gè)逆變器帶來一定的隱患。然而針對(duì)于半導(dǎo)體器件失效原因主要是可以分為內(nèi)部原因和外部原因兩個(gè)方面。對(duì)于內(nèi)部原因而言，主要表現(xiàn)為期間自身的固有性出現(xiàn)了一定的問題，然而對(duì)于外部的原因而言，則是因?yàn)橥饨绲脑蛩鶎?dǎo)致出現(xiàn)的故障。

3.2 輔助系統(tǒng)的故障檢修

針對(duì)于輔助系統(tǒng)而言，其出現(xiàn)的故障原因主要是可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的方法來對(duì)其進(jìn)行判斷，并且所表現(xiàn)的內(nèi)容主要是如下所示：一是需要訓(xùn)練創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)。主要是將其輔助系統(tǒng)的信息樣本進(jìn)行相應(yīng)的采集并且將其傳輸?shù)經(jīng)]有訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)之中，在沒有訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)之中對(duì)其樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的ANN訓(xùn)練，同時(shí)在不斷進(jìn)行訓(xùn)練的過程中可以找出最好的一個(gè)解決的措施，使其能夠獲得相應(yīng)的診斷網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于診斷網(wǎng)絡(luò)而言，主要是作為對(duì)故障進(jìn)行檢修的一個(gè)重要的前提；二是網(wǎng)絡(luò)的診斷。主要是使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算的一個(gè)過程，并且也是根據(jù)診斷的網(wǎng)絡(luò)輸入并且對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的診斷過程，也是通過故障的特點(diǎn)從而進(jìn)行提取以及預(yù)處理，之后則是可以進(jìn)行輔助系統(tǒng)的信息樣本以及故障數(shù)據(jù)的處理工作，最后則是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中做好相應(yīng)的故障檢查，因此針對(duì)于這點(diǎn)而言必須要能引起足夠的重視。

結(jié)語

并運(yùn)用相應(yīng)的檢修手段準(zhǔn)確地找出原因，然后采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，保證地鐵車輛整體的可靠性，使地鐵車輛能夠正常、穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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