论述地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障检修

范伟媛

哈尔滨通达工业环保自动化有限公司

论述地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障检修

范伟媛

哈尔滨通达工业环保自动化有限公司

在我国的诸多城市中都广泛的使用城轨交通，且其建设里程及使用里程数也在逐年的增长，其中地铁交通的使用为缓解城市地面交通压力做出了巨大的贡献，但是作为地铁主要运输载体的地铁车辆却结构十分复杂，这就相应的提高了检测工作量以及难度，各种形式的突发性故障都严重的影响了地铁的正常使用。与此同时，现代地铁技术的快速发展使得地铁的速度得到了提升，功能得到完善，导致其结构相比于原来也更为复杂化，这相应的提高了故障的发生机率。要想有效的解决故障，就要对相应的故障发生原理有较深的掌握，并不断的提高检修技术，从而更好的保证地铁的有效运营。

城市轨道车辆；电气传动系统；发展

城市轨道交通以其较优良的快速性以及环保低碳性等诸多优点，在世界上的诸多城市中都得到广泛的应用，其使用其使用较好的解决了各类城市的交通问题，受到越来越多城市居民的认可及喜爱。而地铁作为城市轨道交通的重要构成是不可忽略的，作为一种交通工具，其最基本应当具有较高的运行安全性，地铁车辆是地铁交通运载乘客的载体，因此其运行质量的好坏，直接影响着地铁的安全性。地铁在运行的过程中要按照既定的线路及轨道行驶，控制其运行的程度都十分的复杂，且较易产生故障，其中牵引系统及辅助系统更是故障的高发装置。本文主要针对地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障进行了分析，并给出了相关检修技术。

一、地铁车辆电气系统中牵引的故障分析与检修方法策略

1.针对牵引系统进行故障分析

通常，牵引系统出现故障的几率较大，引起故障的原因也是多个方面的，一下是牵引系统出现故障的几种情况：

1.1 非正常时空状态运行

在地铁车辆运行的过程中，一般情况下会出现制动或者启动的状态，这种现象的存在会给城市交通及地铁带来极大的伤害。在地铁运行高峰期时，会导致地铁载重过大，会出现地铁严重时空且处于非正常运行状态，并会因为车辆制动而造成电流及电压等的波支，这种现象类似于短路状态，从而损害地铁车辆运行电网等。

1.2 非金属性短路故障

这种形式的短路一般发生在如雨雪等状况下，由于水能够成为供电系统的连接体，这使得原本固定于道床上的绝缘支座与接地扁铜间的绝缘效果大打折扣，同时，由于长时间的运行，地铁车辆支撑件上会出现较多的污物及绝缘老化等现象，从而导致电流泄漏，且泄漏的电流还可以通过失效的绝缘去座传向扁铜，形成回路，这种现象的非金属性短路现象是经常出现的状态。同时，还会出现另一种较为常见的短路故障，就是电弧短路故障，这种短路故障是处于三轨供电运作系统中。其出现故障的主要因素是由于带电梯对于道题进行放电，从而导致短路现象的发生。

1.3 金属性故障

金属性故障指的是钢轨和三轨间发生的金属接触，或是绝缘支座被击穿，导致接地扁铜和三轨直接发生短路的情况。例如供电系统在进行停电检修工作时，检修人员并没有将放置在钢轨和三轨之间的金属工具带走，这会导致系统重新送电时发生钢轨与三轨之间的直接短路故障。

2.牵引系统的故障检修

牵引系统故障是地铁车辆出现故障较为常见的一种情况。对于牵引系统的故障检修主要采用仿真方式进行维修。在检修期间，当地铁牵引系统处于牵引变电所的远端，在进行故障检修时，就可以进行短路操作进行仿真检修，使得到的不同点的位置及数据与实际相同，并且其中的电流的运动状态会根据其与故障之间的距离的缩短而增加的。且电流的上升速度会随着故障点与接触点距离接近而减小，从而可以确定牵引系统是否发生突变。

通过分析直流馈线电流仿真结果，能够得出类似的指数函数，即距离接触网末端的距离越远，电流上升的越慢，电流的稳定值就越高。通过故障仿真分析，检测地铁车辆直流馈线的电流大小和上升率，能够准确地检测出牵引系统有没有发生故障。

二、地铁车辆电气系统中辅助系统的故障分析与检修技术方法策略

1.辅助系统故障的主要表现

1.1 电容器故障

逆变器内部安装有起到稳压作用的铝电解电容器。铝电解电容器的氧化膜在电容工作时很容易被损坏，虽然其自身有一定的自愈性，但当氧化膜的破坏速度大于其自愈速度时，氧化膜来不及修补，就会导致氧化膜被损坏甚至是击穿，导致电容器失效。

1.2 电力半导体器件故障

逆变器经常在强烈的电浪涌环境中工作，逆变器失效通常是由电力半导体器件失效引起的，但是，设计师在设计的过程中并不重视对电力半导体器件的保护，所以，导致电力半导体器件失效。

1.3 弱电半导体器件故障

在逆变器内部含有一定数量的弱电半导体元器件，所有这些弱电半导体的正常运行才能保证整个逆变器的有效工作，当其中一个部件发生故障，那么就会相应的影响到逆变器整体的使用性能，严重时可能会失效。导致半导体器件失效的原因包括两个方面，一方面是内因，由于器件自身的固有可靠性；另一方面是外因导致的故障，主要包括温度失效、机械过应力失效、静电损伤失效、过电应力失效、湿度失效等。

2.辅助系统的故障检修

辅助系统的故障检修方法通常采用神经网络故障诊断法，主要表现为：（1）训练创建网络。将采集到的辅助系统的信息样本输入到尚未训练的网络中，对样本数据进行ANN训练，经过自学获得期望得到的诊断网络。（2）网络诊断。利用神经网络进行前向计算的过程，即根据诊断输入对系统进行诊断的过程。通过特征提取和预处理，对辅助系统的信息样本和故障数据进行适当的预处理，然后在神经网络中进行故障检测。

结语：

综上所述，随着城市人口的数量及车辆都不断的增加，造成了严重的交通拥挤状况，特别是某些出行高峰期，拥挤的交通严重的困扰着广大居民，而城市轨道交通的使用为人们的出行提供了极大的便利，它有效的缓解了现今我国诸多大城市的拥堵问题，为居民提供了一个更加环保、快速的出行方式，特别是地铁的使用更是极大的发挥出了城轨交通的优越性。我国经过长期技术攻关，已经得到了一定的技术成果，但是相应的的检修技术仍不能说是世界领先，这就要求我国的科技人员要加深对地铁车辆电气系统中如牵引系统等故障的认识，加强技术交流，从而更好的提高我国的故障检修技术水平。

[1]夏兵.城市轨道交通车辆电气系统的研究[J].科技与企业.2014(05)

[2]傅新伟.浅析地铁车门系统故障的诊断与维修策略[J].科技与创新.2014(24)