广州地铁A2A3型车2K22继电器及供电优化改造

梁日宁

（广州地铁集团有限公司运营事业总部，广州 510310）

0 引言

广州地铁A2A3型车由长客庞巴迪负责制造，2005年起陆续启用，目前已使用约15年。采用列车总线控制与有接点控制相结合的列车控制模式，由列车激活继电器完成对各个子系统的供电，各个子系统在通过总线网络与列车的VTCU进行连接，从而实现列车的激活与控制[1]。

2017年1月21日，八号线2A5960车出现2B60车4F01微动开关跳闸现象，列车无法动车。司机操作复位4F01无效，操作TRB模式（紧急牵引）仍不能动车，最终导致救援。最终检查发现为2B60车2K22继电器失效不吸合，如图1所示，而2K22继电器同时负责单节车的诊断系统与制动系统供电，这两个系统出现了同时失效，故障叠加，影响司机判断。单独操作TRB无法动车，需加上切除对应车的B09阀门，才能实现动车。本文通过对故障原因的深入调查分析，提出了改造方案并全面实施，同时修订了故障处理指南，消除了故障隐患。

图1 故障检查结果

1 故障隐患分析

根据广州地A2A3型车车辆控制的原理，目前的列车TCC（列车控制通讯系统）电路供电由单个微动开关通过2K22/2K21/2K20继电器相对应触点提供，当单个继电器或供电微动开关出现故障时，列车有可能出现叠加故障现象，影响司机应急处理判断，最终造成救援。

1.1 A2型车原主电路风险

A2型车的原有TCC激活电路如图2所示。

图2 原有TCC激活电路

A2型车原有TCC电路供电主要是通过蓄电池激活端2F14——3K11 43/44脚——2V22——A车2K22＋2K21、B车2K22＋2K20、C车2K22＋2K20——另一单元三节车的2K22、2K21、2K20。

主电路风险：由于一条激活回路承担了所有TCC电源激活继电器的控制，并没有冗余和分散的设计理念，当蓄电池激活端2F14跳闸，造成全列车诊断、制动、牵引、辅助、广播等系统控制电源断电，列车功能失效，若不能恢复，列车需要救援；而当蓄电池激活端3K11 43/44脚出现断开故障，故障现象与2F14开关断开一致，列车需要救援[2－3]。

1.2 A2A3型车2K22供电电路风险

A2A3车原有2K22激活电路如图3所示。

图3 原有2K22激活电路

A2A3型车的2K22的23/24脚负责本节车的制动系统ECU供电，43/44，53/54，83/84脚负责本节车诊断系统的供电。供电电路风险：2K22继电器故障会导致单节车制动系统和诊断系统同时失效（A车故障将导致整列车的诊断系统失效），将直接影响司机对车辆状态的判断，若不能恢复，列车需要救援[4－5]。

表1所示为各单元车2K22故障的影响与应急处理手段。

表1 各单元车2K22故障的影响与应急处理手段

故障现象重叠迷惑，当司机判断为列车网络故障时，将会只打紧急牵引旋钮，导致列车气制动无法缓解，列车不能动车，最终救援。

2 改造方案

针对分析中发现的故障隐患，结合实际施工中的难易程度、改造物料和人员工时，从两方面进行电路改造，分为制动系统的供电分离和TCC继电器供电优化。

2.1 制动系统供电分离改造

改造原理如图4所示。

图4 改造原理

A2型车与A3型车制动系统的供电分离改造相同，即将2K22继电器ECU供电触点23/24脚接线移至2K21（2K20）继电器空余83/84脚。从而实现不在单个继电器失效，造成制动和列车诊断两个系统的叠加故障[6]。

各单元改造细节：（1）A车2K22继电器ECU供电触点23/24脚接线移至2K21继电器空余83/84脚；（2）B车2K22继电器ECU供电触点23/24脚接线移至2K20继电器空余83/84脚；（3）C车2K22继电器ECU供电触点23/24脚接线移至2K20继电器空余83/84脚。

2.2 TCC继电器供电优化改造

改造思路是取消原电路TCC继电器串联供电回路，在原A3车电路的基础上进行优化，将2K22继电器分开由每节车独立供电，其中A车将2K22与2K21继电器分开独立供电[7－8]，具体原理如图5所示。

图5 继电器改造原理

各单元改造如下：（1）A2/A3型车A车2K21由激活端3F05供电，串接3K12、3K11，与车辆3K12继电器得电方式相同，通过列车线实现两端供电；（2）A2/A3型车A车2K22继电器由2F01供电；（3）B/C车2K22由2F40供电；（4）B/C车2K20由新增微动供电。

2.3 改造前后效益风险评估

（1）改造后列车未增加原线路微动开关的风险，单个继电器故障不会导致故障叠加，方便司机判断与故障处理。

（2）改造后A车2F01下级增加了2K22继电器，且为两端并联供电，若出现线圈短路故障，则会引起2F01跳闸，该微动跳闸必救援。2F01下级供电设备较多，通过电流测量的方式，评估加挂继电器后的微动工作电流。2F01下级增加挂接1个3TH42系列8对继电器后的电流变化情况如图6所示，蓄电池激活时冲击电流为1.9 A，稳定后为600 mA，升弓后为1.1 A，推方向手柄后2.2 A，动车时电流最大值为2.4 A，原2F01额定值为6 A，满足负载电流最大值2倍的需求，由此判断2F01增加一个继电器负载是可行的。

图6 电流变化情况

（3）改造后A车3F05下级增加了2K21继电器，多了一个负载，需评估改造后工作电流对微动开关的影响。挂接2K21继电器后，3F05下级设备总的负载电流情况如图7所示。蓄电池激活时冲击电流为131 mA，升弓时为219 mA，稳定后为112 mA，最大值有228.53 mA。原3F05为6 A的微动开关，满足负载电流最大值2倍的需求，判断3F05增加一个继电器负载可行。

图7 总的负载电流情况

通过监测电流，评估改造后各微动电流均满足微动开关规格，确认改造风险较小，可行性高。

2.4 改造后续工作

（1）修订故障处理指南。完成改造后，故障处理将会变得更加清晰简洁，方便司机进行学习与掌握。具体的操作如表2所示。

表2 操作指南

（2）明确改造后各微动的功能以及跳闸后的影响，对司机有针对性地开展培训。确认司机全部接受培训后再安排改造好的车辆上线动车。

3 结束语

由于广州地铁A2A3型车设计之初存在一些与实际运营相违背的设计思想，供电系统过于集中，且没有冗余。虽有保底措施仍能保证动车，但对司机的判断和业务能力有着较高的要求，不适用于运营实际，有重大列车隐患。本文通过对故障原因的深入调查分析，提出了改造方案并全面实施，消除了A2A3型车由单个继电器故障而引起多个系统叠加故障的隐患，同时实现了A2A3型车司机操作指南的统一，方便了司机记忆与学习。保证了A2A3型车控制电路的稳定性，同时也间接提升了司机列车服务水平。