KBGM系统中EB02B电路板故障分析及措施

王会发,王清永

(天津市地下铁道运营有限公司 设备保障部,天津300222)

天津地铁1号线电动客车制动系统采用的是克诺尔公司提供的KBGM-P空气制动控制装置。该制动系统由空气供给部分、制动控制部分、执行部分3个主要部分组成,具有常用制动、紧急制动、保持制动、停放制动及防滑保护功能。常用制动采用电空混合制动,优先电制动,电制动力不足时空气制动补足。

1 EB02B电路板介绍

KBGM系统中的EB02B是EBCU的内部控制电路板,它通过光电耦合器将外部高压110 V的直流信号,转换成处理器能识别的低压二进制信号。电路通过导通断开光电耦合器的发光二极管来控制内部电路的通断。

EB02B电路板有16个与光电耦合器的电流相分离的二进制的输入端,和4个与光电耦合器的电流相分离的频率输入端或二进制输入端。图1为电路板输入的部分电路。

2 EB02B电路板故障现象

天津地铁1号线在实际的运营过程中车辆出现制动不缓解现象,通过对故障现象分析得知,制动缸压力开关信号在经过EB02B电路板后发生逻辑错误,即车辆实际为缓解状态,而车辆总线上获取的信息为制动未缓解。通过上述分析,初步判断为EB02B电路板存在故障,经过拆解检查,发现EB02B电路板烧毁。

3 EB02B电路板故障及分析

通过对电路板认真分析,发现故障处为图1中对应D18、Z18进线部分,外部信号源为两个转向架的B09压力开关开闭状态,即车辆的制动和缓解状态。由于车辆的制动和缓解状态切换频繁,可能在B09压力开关闭合瞬间外部电路给D18、Z18的110 V电信号存在瞬时过压(直流开关在闭合时触点的瞬间接触会产生峰值电压),对电路板产生冲击从而导致电路板故障。

利用示波器对Z18、D18进线(242.1和242.2)进行的电压监测。列车在制动时,即压力开关闭合的瞬间存在不同的过压现象,图2、图3所示A1车和A2车随机两次施加制动时监测到的Z18、D18进线的电压波形。表1为A1、A2车连续3次施加制动时测得Z18、D18进线的最高电压值及时间长。

多次的试验分析看出EB02B电路板的Z18、D18进线电压长期存在时间长约1 ms,电压在170 V左右的瞬间高压。

图1 电路板输入电路

图2 A1车施加制动Z18,D18进线电压波形图

图3 A2车施加制动Z18,D18进线电压波形图

表1 A1、A2车连续3次施加制动时测得Z18、D18进线的最高电压值及时间长

4 解决措施

经过多次试验,发现一种简单有效的过压保护方法,即采用RC保护电路,在电路板进线前段并联一个电容,同时串联一个合适的电阻。经计算和试验并联104电容、串联300 Ω的电阻能有效地起到稳压并且不影响正常使用,具体试验过程如下所述:

(1)试验电路如图4所示,在EB02B电路板Z18、D18进线并联一个104电容,同时串联一个电阻值300 Ω的电阻,功率为2～3 W。电阻连接方式为一端用冷压接线方法与242线连接,然后用热缩管塑封保护,另一端接242线原来所接端子排上。

(2)对A1车未加保护电阻时进行电路板Z18、D18进线电压进行监测,在制动施加时电压波形图如图5所示,连续试验结果如表2所示。

(3)对A1车EB02B电路板的Z18、D18进线串联300 Ω的电阻并进行行车试验,监测到的Z18、D18进线电压波形如图6所示。通过连续的制动施压试验,运行1 h,所检测的最高电压、稳定电压如表3所示。

在采用RC电路保护后可以避免Z18、D18进线电压冲击现象,有效的保护了电路板,这在实际运营过程中也得到了体现。

图4 试验电路

图5 未加保护电阻进行监测

图6 RC电路保护后进行监测

表2 未加保护电阻进行监测

表3 RC电路保护后进行监测

5 结束语

KBGM系统中的 EB02B电路板经过长时间的短时高压冲击导致烧毁,可能会影响运营安全。通过计算和试验,采用RC电路起到稳压和滤波的作用,解决了电压冲击的问题,保障了运营安全。

[1] 长春轨道客车股份有限公司.天津地铁1号线车辆运营、维护和修理手册[Z].2005.