地铁列车紧急制动不缓解故障分析

赵 峰

(武汉地铁运营有限公司，湖北 武汉 430000)

0 引言

城市轨道列车电气故障分为牵引制动故障、辅助系统故障、列广系统故障、空调故障等。这些故障中，牵引制动故障作为最影响列车运营安全和运营品质的问题，是城市轨道交通运营维护的重点和难点。

紧急制动不缓解，作为一种典型的牵引制动故障，因其一般采用失电制动的逻辑，故障处理难度大，疑点多。本文针对武汉地铁某线路一起自恢复的紧急制动不缓解故障，通过EDRM数据和电路逻辑进行了分析探讨。

1 故障概况

武汉市轨道交通某线路南延线工程，与该线路一期工程贯通。项目为A型车，六辆编组，动拖比为四动两拖，列车最高速度100 km/h。牵引系统和网络控制为中车时代电气供货，主机厂为中车株洲电力机车有限公司。在车辆段调试期间，司机建立ATO模式发车时，发现紧急制动无法缓解。约10 min后，技术人员上车查看，发现已可正常缓解紧急制动，故障已消除。紧急制动不缓解故障并非持续存在。

2 地铁列车紧急制动原理

制动系统采用KNORR公司的EP2002制动控制单元，制动控制采用架控方式，基础制动为盘型，停放制动为弹簧作用方式。列车紧急制动施加原理：制动控制单元BCU内有紧急制动电磁阀，当因电路或其他原因造成电磁阀失电时，制动缸充风，列车实施紧急制动。车辆紧急制动仅由空气制动完成，每种操作模式(自动和手动模式)总能施加。紧急制动命令不可恢复，且只有车辆停止时才能解除。

图1 紧急制动控制电路1

图2 紧急制动控制电路2

图1和图2为紧急制动控制电路，根据电路图逻辑，以下情况将导致紧急制动电路失电：①触发司机室中的警惕装置。②按下司机室中的紧急制动按钮。③紧急电气列车线回路中断或失电。④DC110 V控制电源失电。⑤ATC系统发出紧急制动指令。⑥主风缸压力低于特定的安全值时。⑦超速限制。

图中A、B、C、D、E点均为网络监控数据采集点，由于故障已恢复，可通过EDRM数据调取数据采集点电平信号，判断故障期间故障情况。其中A点为电源供电，B点为ATC紧急制动状态1，C点为ATC紧急制动状态2，D点为紧急制动状态，E点为紧急制动指令。

3 故障探讨

根据 HMI 故障记录，紧急制动为信号施加，车辆无故障记录。调取故障期间B、C、D点数据分析：根据B点电位与司机室占有情况可判断，B 点前级线路正常。根据C点电位与D点电位同步可判断，CD之间线路正常，且不存在因风压、警惕等因素导致的紧急制动。根据BC点电位发现，在故障期间，ATC紧急制动继电器多次吸合且过了1 s左右断开，结合司机室视频及信号逻辑判断，司机将手柄拉至FB位后，VOBC收到EB点缓解请求信号，且ATC紧急制动继电器多次吸合，但1 s后断开，紧急制动电路无法得电。

图3 故障时段 EDRM 分析波形图

根据信号报文，VOBC 一直收到外部 EB 未缓解信号。在VOBC输出指令使ATC紧急制动继电器吸合后，检测到外部依然存在 EB信号，会撤销 ATC 紧急制动继电器的吸合指令，重新施加 EB信号。信号电路中，VOBC接收车辆系统EB状态为EBS1EBS2，与车辆电路点E相连。EDRM 数据中，E为持续的低电平，与信号逻辑相符。故障时段EDRM分析波形图如图3所示。

在未撤除ATC情况下，A 点与 B 点电位相同，故障期间均为高电平，E 为低电平，可判断=22-K125 紧急制动继电器常开触点一直未动作。正常情况下，若无外部 EB，信号输出 EB 缓解后，C 点、D 点变为高电平，=22-K125 得电吸合，常开触点闭合，E 点变为高电平并向信号反馈 EB 缓解信号。

因此EB原因包括：=22-K125继电器得电未动作(卡分)或继电器未得电(负线未接好)。根据 EDRM 数据发现故障期间制动指令出现过高电平，可判断与=22-K125并联的继电器=22-K128在故障期间得电，综合判断为=22-K125 继电器故障所致，该继电器为施耐德LC1D126FLS207。故障继电器(=22-K125)如图4所示。

图4 故障继电器(=22-K125)

4 故障件分析

故障继电器恢复后，经多次实验故障又重现。根据施耐德直流接触器的动作原理，当接触器吸合时，由于不确定的因素导致阻力增加并大于电磁力合力的最大值，导致接触器无法吸合，此时在线圈两端可以测到正常的工作电压。即使后续异常阻力消失，但接触器仍会维持在打开的位置。导致电磁力减小的可能因素：电压偏低、电流偏小、电气控制回路导通性不可靠(线圈内外部接线)、高温等。导致阻力增加的可能因素：异物、摩擦力、油脂粘滞力、昼夜温差导致的内部凝露等。分析判断为继电器在长时间使用后在特定环境中偶发性故障，后续将加强对此款接触器的跟踪观察。

5 结语

此次事件为=22-K125 继电器故障引起的紧急制动不缓解导致列车无法牵引故障。紧急制动电路在车辆电路中有着至关重要的作用，在车辆检修工作中，应定期对该部分进行重点检查和维护。