浅谈地铁站台门电源系统及常见电气故障分析

郑少锋

摘要：站台门系统的所有设备均须采用经验成熟、性能先进、结构简单、维修方便、质量稳定、运行可靠、外形美观的产品。此外，系统的硬件和软件应充分考虑其可靠性、可维修性和可扩展性，并具备故障诊断、在线修改等功能，同时遵循模块化设计和冗余设计的原则。

关键词：地铁、站台门、电源系统、电气故障

1、站台门电源系统的构成

站台门电源系统为一级负荷，采用三相五线制。电源系统分为驱动电源和控制电源两部分。驱动电源负责对门机系统供电，采用直流供电方式，具备充电、馈电、故障保护（过压、 并联、过流、过载等）、电源参数和报警信息监测和记录功能。控制电源负责对 DCU、PSC、PSL、IBP 和接口等供电。驱动电源和控制电源采用相互独立的配电回路及蓄电池组，避免相互干扰。

1.1驱动电源

驱动电源采用直流供电方式，主要由整流模块、监控模块、绝缘监测、电池巡检及充放电管理模块、驱动蓄电池组、馈线回路等构成，以完成外部电源停电后蓄电池投入供电的功能，蓄电池投入供电的状态信息需上传至综合监控系统。能实现完善的 N+1 冗余备份功能。驱动电源输出回路数合理设置，对应每节车厢的四道滑动门分四路进行交叉配电，以保证其中一路电源故障时，对应该车厢的其余三道滑动门能可靠供电。

1.2控制电源

控制电源由交流不间断电源 UPS（含蓄电池）、隔离变压器、直流模块、充电模块、监控模块及馈电单元（配电单元）构成，以完成外部电源停电后蓄电池投入供电的功能。控制电源馈线回路必须能够满足系统控制设备使用，保证系统的运行安全可靠。

1.3蓄电池

蓄电池采用全密封免维护胶体蓄电池，外观不得有变形、裂纹及污迹，在使用中应无渗液、漏液、爬液和膨胀现象。蓄电池的设计寿命须不少于 15 年（25℃），单节电池的电压为 12V，均衡充电电压：14.1～14.4V， 浮充电压：13.5～13.6V。其容量保证断电后控制系统能持续工作 1h，并满足断电后 1h 内本车站所有屏蔽门可开/关门操作至少 5 次的要求。

1.4站台门系统电源UPS

站台门系统电源 UPS 作为一个独立的系统进行配置，是双变换在线式的、并联冗余的系统。系统内任何一部分故障都不能影响整个 UPS 的正常工作，整个系统没有单点故障点。UPS 系统中任何一部分的故障都将被隔离，从而不影响整个 UPS 系统的工作，即使将系统控制器移走也不影响整个系统的输出。UPS 系统必须能够现场进行各种输入、输出相位的设定。控制器内置完善的电源分析仪及 TCP/IP 通讯接口，实现双向互动式监控，协助客户灵便快捷的对系统危机做出即时处理。标配静态旁路及充电器，不需要外接。

2、站台门典型电气故障分析

站台门电气类故障主要分为单门不联动、整侧不联动、安全回路等接口故障。电气类故障一般影响程度较大、范围较广、排查比较困难。为保障整个地铁的运营服务质量，现场故障处理应遵循“先通后复”原则。

2.1单门不联动故障

单道滑动门故障主要集中于门锁机构、驱动装置、传动装置以及各电气备件（就地控制盒、门控单元、驱动电机、各限位开关等）的损坏。机械部分通过查看故障现象，观察设备运行状态进行排查，故障处理较为直观。涉及电气部分的故障，需精通设备电气原理及各接线端口线号定义，通过测量各电气原件的输入输出端口电压来判断故障点。

2.2整侧不联动故障

滑动门整侧不联动，主要分为各控制级故障（系统级控制、站台级控制PSL/IBP）、线路故障等。由于站台门各控制级之间采用独立继电器模块以实现滑动门的现场控制，故当某个控制级失效其它两个控制级有效时，则判断此控制级单元存在故障，通过测量该控制方式的控制信号来排查故障点。当所有控制级均失效的情况下，则对控制信号线路及电源系统进行排查。

2.3安全回路故障

站臺门关闭且锁紧信号是由滑动门和应急门内的锁闭监测安全开关触点形成安全回路。当任何一组触点断开，站台门系统锁闭信号将丢失。在系统级控制下，车辆、信号、屏蔽门相互连锁，当站台门门发生故障，且锁闭信号丢失时，站台列车就无法动车，造成行车影响。根据先通后复的原则，就需要操作互锁解除开关，旁路站台门系统，保证列车正常行车。

信号系统与站台门系统的接口分界位置位于各站的站台门系统设备控制室的PSC机柜的终端，信号系统向站台门提供DC24V电源及一组无源干接点，当站台门安全回路接通时，该触点闭合，信号DC24V电源回流至信号系统，信号系统则判断站台门系统为关闭锁紧状态。

当关闭锁紧信号丢失，通过测量接口位置电压，即可判断出对应故障专业。当确定为站台门专业故障时，通过查看站台门中央控制盘PSC监视数据，找出故障门单元，然后对该单元门安全回路进行排查，即可找出故障点。故障修复完成后，设备恢复正常，工完场清并进行记录汇总。

结束语

地铁站台门系统是一个机电一体化产品，电气类部分包括电源系统和控制系统，控制系统接口较多，且对设备运行环境要求较高。车站区间灰尘及梅雨季节潮气对设备影响较大，易引起电气类故障，对行车造成影响。故对专业技术人员的技能水平及设备维护检修的质量要求较高。

参考文献

（1）《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）