地铁列车蓄电池温度异常的故障案例分析

齐晓华　李春亚

摘 要：车载蓄电池组在地铁列车辅助供电系统中是一个重要设备，它作为列车控制设备和各种应急照明的备用电源，能够保障列车主要控制系统的安全、稳定。列车主供电系统故障时蓄电池可提供四十五分钟的紧急负载，包括紧急照明、紧急通风、车载安全设备及广播通讯系统等，并保证列车开关车门一次。文章结合地铁列车运营过程中的实际案例分析地铁列车蓄电池温度异常的事件情况、故障原因及分析、故障处理建议等。地铁列车检修部门平时应做好同类零件的普查工作，及时发现故障零件、及时更换并查明原因，可以给地铁列车检修人员提供技术参考，为地铁的安全运行保驾护航。

关键词：蓄电池；温度异常；温度传感器；故障分析

中图分类号：TP23 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）17-0045-02

Abstract： The on-board battery is an important equipment in the auxiliary power supply system of the subway train. As the train control equipment and all kinds of emergency lighting backup power， it can guarantee the safety and stability of the main train control system. The battery can provide 45 minutes of emergency load when the main power supply system fails， including emergency lighting， emergency ventilation， on-board safety equipment and broadcast communication system， and ensure that the train door is closed once. Based on the actual case of subway train operation， this paper analyzes the events， causes and analysis of the abnormal temperature of the storage battery of the subway train， as well as the suggestions for the fault treatment and so on. The subway train maintenance department should do a good job in the general survey of the similar parts at ordinary times， find out the faulty parts in time， replace and find out the reasons in time， and can provide technical reference for the subway train maintenance personnel， to protect the subway safe operation.

Keywords： storage battery； temperature anomaly； temperature sensor； fault analysis

1 地鐵列车车载蓄电池组的重要作用

地铁列车车载蓄电池组是地铁车辆辅助供电系统中的重要设备，它作为列车控制设备和应急照明的备用电源，能够保障列车主要控制系统的安全、稳定。蓄电池在列车主供电系统接通前为列车激活各控制系统，同时为辅助逆变器提供控制电源。当线路电网无网压或带充电机的辅助逆变器全故障不工作情况下，蓄电池为车上应急照明、与安全有关的网络控制系统、列车的全部通信设备（包括PIDS、广播、无线电等）以及紧急通风设备、门控设备等提供紧急供电电源，维持规定的紧急供电时间，满足乘客安全逃生与供电需求。在降弓状态下为地铁车辆DC110V（以B型地铁为例）控制电路、照明、网络控制系统、PIDS系统等低压设备提供DC110V电源，保证地铁车辆升弓并投入工作。列车蓄电池组应该具备稳定可靠的性能，蓄电池温度异常故障会导致网络控制与诊断系统TCMS发出报警，从而影响列车的正常运行。本文结合南宁城市轨道交通公司地铁运行中的实际故障案例分析地铁列车蓄电池温度异常事件、故障原因及故障处理建议等。

2 地铁列车蓄电池温度异常的故障案例分析

2.1 蓄电池温度异常故障简述

2016年10月19日11：49分，0102车Tc2车蓄电池温度异常（黄色报警），行车调度命令司机原地待令。12：08驻站人员上车确认为HMI显示Tc2车蓄电池温度异常，为黄色警示提示，无其他故障。12：11黄色报警升级为红色报警，12：14行车调度命令司机将列车进入备车线转备用。12：58检修调度与行车调度沟通完成，接到报告后，检修中心专业技术人员上0102车进行故障确认。检修技术人员向检修调度请点后前往火车东站，在向行车调度申请进入轨行区并得到同意后，对0102车进行车下与登车检测。检修技术人员上车确认时，在HMI屏上确认Tc2车蓄电池温度异常红色警示故障已消失，转变为黄色警示故障。检修技术人员对“MVB复位”开进行复位和对“辅助逆变器”空开进行开合操作后，故障暂时消失。经测量后发现温度传感器阻值与该温度下的定值阻标不符，怀疑此次报警为温度传感器故障导致。随后检修人员再次登车，对列车进行重新激活，等待5分钟后，HMI屏再次出现Tc2车蓄电池温度异常红色警示故障，怀疑为温度传感器故障导致。14：33检修技术人员认定该故障暂不影响列车运行，可继续作为线备车，待列车回库后做进一步处理。

2.2 故障原因及综合分析

为了确认蓄电池是否确实发生温度异常，温度传感器是否存在异常，在对列车断激活、降弓后，检修人员进入轨行区对蓄电池箱进行检测。在使用红外测温枪对蓄电池温度进行检测后，得到当时蓄电池实际温度为28℃左右。测量温度传感器阻值，为111欧姆左右，由此暂时判断蓄电池温度正常，怀疑为温度传感器故障。故障的直接原因为Tc2车的蓄电池温度传感器故障，输出错误温度值，导致网络控制与诊断系统TCMS判断蓄电池温度出现异常，进而发出报警。

2.3 温度传感器故障分析

经现场人员检测，当时蓄电温度池实际温度为28℃左右，温度传感器的实际阻值为111Ω左右。蓄电池温度传感器的型号为PT100B，查阅温度-阻值表可以看出，当环境温度为28℃左右时，温度传感器的阻值应在111Ω左右，因此Tc2车温度传感器参数正常。2016年10月19日晚，在0102车回厂后，检修技术人员对Tc1车和Tc2车的蓄电池温度传感器进行互换后故障消失。经测量，原安装在Tc1车的温度传感器阻值为110.3Ω，在合理范围内。重新安装Tc2车蓄电池箱温度传感器后，激活列车观察1h左右未再出现故障，对相应接线进行检查未发现异常，现车辆状态良好，待继续跟踪。因此暂时排除由于蓄电池温度传感器内部故障，导致输出温度值异常的可能。

2.4 TCMS故障分析

根据株洲机车时代提供的信息，蓄电池箱TCMS温度报警的逻辑为：当温度传感器检测到的温度达到50℃及以上维持10分钟，启动一级报警（中等警告-黄色报警），当温度达到55℃及以上维持10分钟后，启动二级报警（严重警告-红色报警）。综上推断，由于温度传感器的阻值过小，导致辅助逆变器判断蓄电池温度传感器检测到温度过高，进而导致温度报警的发生。分析0102车发生黄色警报前20分钟的事件记录，发现Tc2车蓄电池温度在发生黄色报警前10分钟，蓄电池温度曲线已经出现异常跳动。之所以在11：49：08之前未发生黄色报警，是因为在11：39：08及之前，出现了小于等于50℃的温度值（见图1），不满足持续10分钟超过报警温度的条件。在11：39：08到11：49：08期间，满足持续10分钟超过50℃报警温度的条件（见图2），故出现报警。在监测图中Tc2车蓄电池温度比Tc1车蓄电池温度29°C高，查看正常情况下的蓄电池温度发现，正常情况下Tc1車的蓄电池温度和Tc2车蓄电池温度几乎相同。由上述情况可知TCMS的温度报警逻辑与厂家提供的信息一致，可暂排除由于TCMS系统逻辑故障，导致输出温度值异常的可能。

综合上述0102列车Tc2车蓄电池温度正常，初步排除温度传感器故障及TCMS系统故障。本次故障有可能为MVB故障、温度传感器接线插口故障及连接线故障，需进一步跟进调查。遇到类似问题除了对蓄电池温度传感器及相关设备做全面的检查，逐一排除疑点，还应及时联系厂家到现场，检修中心技术人员持续跟进故障，保证车的正常状态。

3 结束语

在地铁列车日常维护中，检修部门应做好同类零件的普查工作，及时发现故障零件，及时更换并查明原因。乘务分中心应对司机进行有关故障处理的培训，特别是通过重置“MVB复位按钮”和对“辅助逆变器”空开来临时消除报警的方法，避免影响正线行车的事件发生。另外，相关设备单位应做好温度传感器出现故障的原因分析，并制定有关方案避免此类故障的再次发生。希望地铁列车蓄电池组温度异常故障案例分析可以给地铁车辆检修人员及乘务中心司机提供技术参考，共同为地铁的安全运行保驾护航。

参考文献：

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