关于沈阳地铁1号线电客车无牵引无制动力故障的分析探讨及对策

关于沈阳地铁1号线电客车无牵引、无制动力故障的分析探讨及对策魏红梅段利娟（沈阳地铁集团有限公司，辽宁沈阳110141）摘要：地铁列车在正线运营过程中会出现各种类型的故障，其中尤以列车无牵引、无制动为严重，此类故障将导致列车无法动车，必须实施救援，将严重影响地铁正常运营。本文将从牵引、制动的工作原理、出现此故障的原因类别等方面对此类故障进行详细地探讨分析，以期制定出相应的解决措施，从而保证正线运营。关键词：故障；牵引；制动；原理；措施ThediscussionandcountermeasuresaboutfaultsleadingtoneithertractionnorbrakingonthetraininShenyangmetro1WEIHong-meiDUANLi-juan（ShenyangMetroGroupCompanyLimited，Liaoning，Shenyang110141）Abstract:Thefaultthatcausingthetrainnottomoveistheworstaccidentsofoperationtrain.Thebreakdowntrainmaycannotmovealittle,sotherehavetobearescuetrain,whichwouldseriouslyeffectthenormaloperation.Thispaperanalysedthefailureaccordingtothetheoryoftractionandbrakingandthereasonforit,expectingforreasonablesolutiontoresolveitwithanormaloperation.Keywords:Fault;Traction;Braking;Theory；Measure1牵引制动系统简介1）牵引制动系统组成沈阳地铁1号线电客车为B2型车，采用6辆编组，3动3拖，其牵引系统（VVVF）、辅助电源系统（SIV）以及列车管理系统（TMS）是由三菱电机提供，牵引系统（VVVF）包含逆变器模块和斩波器模块，可实现牵引、再生制动、电阻制动、重联运行功能。牵引逆变器和制动斩波器采用大功率IPM器件，PWM脉宽调制控制方式，并采用1C4M供电方式。列车管理系统（TMS）可对列车进行集中控制、信息采集、记录和显示，具有列车牵引、制动和其它辅助设备的控制功能。辅助电源系统（SIV）将电网的直流1500V变换为380V、50HZ三相四线制交流电源，主要给空压机、空调、客室照明等负载供电。空气制动系统由克诺尔公司提供，采用微机控制模拟式的电/空制动系统，系统具有常用制动、快速制动、紧急制动、停车制动及停放制动功能。常用制动与快速制动采用电空混合制动，优先电制动，电制动不足时由空气制动补充。2）列车牵引/制动指令输出控制原理沈阳地铁一号线的牵引、制动命令是通过司控器将模拟量与数字量同时给出，只有当数字量与模拟量的大小相对应时，才能给出有效的牵引、制动命令。模拟量控制原理：列车管理系统（TMS）为司控器提供15V模拟量电源，通过推动主控手柄来带动定位齿轮旋转，再由定位齿轮的位置来决定模拟量的大小，并通过电位计输出表示定位齿轮所在位置的电压，以电压值的大小判定牵引、制动的级位。数字量控制原理：通过7号线为司控器提供110V电源（如图1所示），只有在方向手柄（SA）选择“向前”或“向后”位置，使TIH09或TIH10得电，且司控器主控手柄给出牵引或制动指令，经过司控器插头的C12，C14插针，使10a或11a得电，同时满足：门选开关（SC1）回“0”位、紧急制动环路继电器得电、车门关闭（或门旁路）、列车制动缓解（或制动不缓解旁路）、停放制动缓解（或停放制动旁路）等条件后，10或11号线得电并经过列车线进入牵引、制动系统来对车辆进行控制。同时，司控器设计为联锁结构，只有当方向手柄在选择“向前”或“向后”位后，主控手柄才可以推牵引和拉制动。从牵引控制原理电路图中（图2）也可以看到：（1）方向手柄选择“向前”或“向后”位，“向前”或“向后”继电器得电；（2）主控手柄推牵引，通过给信号系统一个牵引信号的常闭触点后，10a得电→门选（SC1）回“0”位，10b得电→安全回路建立时，紧急制动环路继电器得电（EBAPR1），其常开触点闭合，10c得电→全常用制动（FSBR）为的常闭触点，10d得电→门关好（DCR）或门旁路（DCBPS）继电器得电时，10e得电→在列车制动在缓解状态下，制动不缓解（BNRR）继电器失电，通过其常闭触点，10f得电，或在制动不缓解旁路（BNBPS）的情况下，通过其常开触点，10f得电→停放制动缓解（PBRR）或停放制动旁路（PBBPS）时，其常开触点得电，10号线的电；主控手柄拉制动时，在经过二极管d30后，11号线得电；图1数字量控制原理示意图图2牵引控制原理电路2、电客车无牵引、无制动故障概况正线运营时，将司控器主控手柄推牵引和拉制动级位时，在TMS显示屏界面上均显示惰行位“C”，列车牵引、制动指令无法给出，列车无法牵引，需要启动救援。3原因分析与处理措施当司控器主控手柄推牵引和拉制动级位时，TMS显示器界面上均显示惰行位“C”，列车不能执行正常的牵引、制动指令。经查看事件记录仪(ER)，司控器的模拟量输出正常，数字量的输出与司控器的所给的牵引、制动指令不一致，如图3所示，图3中各英文字母代表含义如表1所示：图3ER数据故障分析界面表1事件记录仪中部分中英文解释对照表类型中文项目中文说明Digital数字量DI1_P_MC(1ST_C1)来自司控器的牵引Digital数字量DI1_P_MC(6TH_C1)Digital数字量DI1_B_MC(1ST_C1)来自司控器的制动Digital数字量DI1_B_MC(6TH_C1)Analog模拟量1_PBMC(1ST_C1)来自司控器的牵引/制动指令（0—15V)Analog模拟量1_PBMC(6TH_C1)Analog模拟量TE_VF_11F(2ND_MP)电机电流(0-2500)Analog模拟量TE_BR_TBC1(1ST_C1)拖车转向架制动缸压力(0-9)Analog模拟量TE_BR_TBC1(2ND_MP)Analog模拟量PR_SPEED(T_LU)列车速度（0-80）经分析可能导致此现象的原因如下：(1)车辆装配线路的问题1）未提供110V电源给司控器输出“P”和“B”指令的线路。若“7号线”或者2号与32号线（见图1）之间的线路发生断线或接触不良导致电源断电，则即使把司控器手柄放在“P”和“B”位上，10号线与11号线均不能得电，则会出现上述故障的现象，此种情况的可能性较大。2）从司控器输出“牵引”和“制动”的指令，由于回路断线或接触不良等原因无法传输到牵引、制动系统和列车管理系统中。司控器“P”和“B”指令的输出线路各自独立的2路线，当11a、10d之前两路线或者11a、10d之后的其它分线（即送往牵引、制动系统以及列车管理系统的线路）同时发生断线或接触不良或者是时，才能发生上述故障现象，此种情况的可能性较小。3）司控器装配侧的连接器插针接触不良。当司控器插头与车辆侧的插座未插牢固，导致插针接触不良使线路断开（包括插针C12、C14）时，则会出现上述故障现象。(2)司控器的问题1）司控器内部线路不良。当司控器内部输出的与10a、11a的线同时虚接或短路时，才能出现上述故障现象，此种原因的可能性较低。2）司控器内部开关动作不良。当司控器内的有关10a、11a号的线的行程开关同时故障，且不能传输110V电时，则出现以上故障现象。由于同时故障时，才能出现上述故障现象，此种原因的可能性也较低。3）司控器装配侧的连接器插针接触不良。当司控器的插座出现缩针现象，且包含插针C12、C14时，也会导致所述故障现象。4）司控器本身自带线过短，或车辆侧插座离司控器的距离偏长致使插针在连接过程中受力，接触不良。当司控器的自带线缆过短或车辆侧插座离司控器的距离偏长时，司控器插头与车辆侧的插座未插实，在车辆运行过程中，由于颠簸等原因使插针（包括C12、C14）接触不良致使线路断开时，则会出现上述故障现象。(3)其它牵引、制动系统以及列车管理系统接收司控器发出的“P”和“B”指令信息接收不良时，可能会导致上述现象，但如果出现该种情况，则牵引系统、制动系统以及列车管理系统的信息接收必须同时故障，并且列车管理系统的指令接收回路为双系统，此种情况的可能性非常低。通过以上分析，可从导致故障发生可能的大小以及操作的难易程度上对类似故障现象进行逐一排查，具体如下：1)对司控器的插头与插座的连接情况以及司控器插头的插针进行检查，查看插头与插座是否插牢或插针有无缩针现象。若有插针缩针或未插牢固等情况，则恢复后上电，看故障是否恢复。若无，则进行下一步。2)检查车辆侧的线路1）查看输入司控器的线路是否正常，是否已将110V电源送入司控器。查看输入司控器的全部线缆（线号为7）是否都有110V电压输出，并查看输出的电压是否稳定。2）查看输入司控器的全部线缆（线号为7）在端子排位置是否连接牢固，是否有虚接情况。3）校验端子排上（输入司控器的全部线缆）到司控器插座的线缆是否全部为导通状态，是否有110V电压正常输出。4）在节点11a、10d（或10d至司控器输出的任意节点）检查线路是否导通，110V电压是否输出正常。5）若输出正常，则检查11a、10d之后的其它分线（即送往牵引、制动系统以及列车管理系统的线路）是否发生断线或接触不良。6）若无输出，则检查司控器的插座至检查点的对应线路是否导通。若不导通，则对线路各节点进行排查；若线路导通，且无虚接情况则进行下一步。3）、将司控器拆下后，对司控器进行相应操作（如：推牵引、拉制动等），查看行程开关的动作是否正常。若行程开关动作正常，则根据图纸，校验司控器的输入输出线路的通断是否正常。4结束语通过对导致该故障现象原因的分析，制定了对应的解决措施。同时通过此故障现象可以进一步总结出在实际工作中出现类似故障的处理思路。如：单独的推牵引或拉制动时，列车管理系统显示“C”，并且无牵引或制动的其它情况，从而可以有效地降低或避免在正线运营时出现类似的故障。目前，此故障解决措施的制定为沈阳地铁一号线电客车无牵引、无制动类故障的处理提供了良好的解决思路，从而大大提高了此类故障的处理效率，并通过加强对影响牵引、制动性能的重要节点的检查，有效防止此类故障的出现，保障了运营安全。参考文献[1]高爽.地铁车辆构造与维修管理[M].北京:中国铁道出版社,2003年12月.[2]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005年3月.[3]李少波,唐满林,郭晓鹏.SS4B型机车主变压器风机起动控制改进[J].电力机车与城轨车辆，2005,5：66-66.[4]吴克.上海地铁一号线车辆检修、质量与国产化[J].铁道车辆,2000,38(z1)：92-96.