郑州地铁1号线一期电客车架修电气故障分析

王鹏旭，杨 伟

(郑州地铁集团有限公司，河南 郑州 450000)

电客车电气系统架修[1]包含车底箱体(牵引箱、辅逆箱、高压箱、蓄电池箱和低压箱)的清洁检查，关键继电器更新和柜体内电气接线检查，高速断路器、司控器、媒体主机和广播主机等部件维修及测试，以及动态地图、LED屏、LCD屏等接线检查和功能测试。架修后的电客车要在库内、试车线和正线分别进行有电功能测试、各旁路功能和制动距离测试、正线异响监听，使其各参数指标达到新车状态。

司控器卡滞、列车视频监控黑屏和高压箱内熔断器白色晶体是架修期间典型故障，分析故障原因并提出改进措施。

1 司控器卡滞故障

1.1 架修内容

司控器是操纵电客车运行的主令控制器[2]，利用低压控制回路间接控制主电路电气设备。架修时需要将司控器下车维修，更新行程开关、阻尼弹片和毛刷盖板，对齿轮咬合处进行涂油处理。架修完毕后进行通电测试，测试内容包括方向/主控手柄动作逻辑测试和电位器输出电压测试，各参数均测试合格后方可装车。

1.2 故障分析

2019年10月，司机在段内调车时报6车司控器主控手柄存在卡滞现象，随后检修人员登车确认该故障。结合故障表现，模拟司机操作如下：

(1)将方向手柄推至非零位(即向前或向后位)松手，然后推动主控手柄，主控手柄可正常推至牵引或制动位，且推/拉阻尼力在正常范围内；

(2)将方向手柄推至向前位后，继续施加向前的作用力，同时推动主控手柄，此时主控手柄无法推至牵引或制动位，存在卡滞情况，同故障现象一致。

司控器方向手柄和主控手柄分别通过齿轮带动各自转盘转动，转盘下方阻尼弹片控制手柄推拉阻尼力。两转盘分别对应向前/向后或牵引/制动位，并且存在定位凹槽，转盘间通过可以左右移动的球形挡销与定位凹槽配合实现手柄互锁。当方向手柄到位后，球形挡销左移落入方向手柄转盘凹槽，将方向手柄定位，同时释放主控手柄，可以牵引或制动；当主控手柄回到零位后，球形挡销右移落入主控手柄转盘凹槽，将主控手柄定位，释放方向手柄。为防止司控器的方向手柄推动超限，上下部框架限位螺栓对方向手柄的向前或向后起到限位作用。

当把方向手柄推至向前位后，若继续施加向前的作用力直至手柄限位钉与框架限位螺栓接触受力时，转盘凹槽继续挤压球形挡销向主控手柄方向移动，此时主控手柄转盘与球形挡销接触受力，当推动主控手柄时摩擦力异常增大，表现为手柄卡滞。

综合以上分析可知，该司控器正常操作时功能正常，但方向手柄限位钉与上部框架限位螺栓接触处发生轻微变形，方向手柄到限定位置后若仍施加外力使球形挡销向右平移，主控手柄转盘异常受力使主控手柄处于“被锁闭”状态，不能牵引或制动[3]。

1.3 改进措施

建议乘务人员规范操作，当方向手柄到位后，勿在方向手柄上持续施加外力，避免限位钉变形；车辆架修时增加方向手柄限位钉检查，发现变形后及时调整处理。

2 列车视频监控黑屏故障

2.1 架修内容

列车视频监控系统主要用于司机室与客室状况的实时监视，并存储视频监控图像供后期查询，以保障列车安全运营。监视屏显示状态由司机室媒体主机控制，架修期间对媒体主机进行分解、清洁、组装、通电试验，并对UPS电池、中央控制器纽扣电池、散热风扇滤网进行换新。

2.2 故障分析

2019年3月，司机在正线报CCTV(列车视频监控)黑屏且媒体主机电源指示灯不亮。列车回库后检查媒体主机各接线插头和板卡外观无异常。尝试不同方式启动媒体主机，电源指示灯和CCTV屏均延时40 s左右启动(启动时间异常)。

将媒体主机散热风扇和散热板拆下后发现CPU板卡表面存在大量灰尘，经擦拭清洁后对媒体主机重新通电试验，电源指示灯和CCTV屏延时10 s左右启动(启动时间在正常范围内)，故障消除。

2.3 改进措施

将CPU清洁项目添加至媒体主机架修工艺卡中，并对班组作业人员开展专项培训；该媒体主机装车后跟踪半年，观察故障是否再次出现。

3 高压箱内熔断器白色晶体故障

3.1 架修内容

列车高压箱内部的主要部件有高速断路器、熔断器、二极管、刀开关。架修期间需要对高压箱进行清洁检查，测试刀开关分别在受电弓位和车间电源位的绝缘性能。

3.2 故障分析

2020年3月，架修作业人员对列车进行预检时发现高压箱内熔断器表面有白色晶体粉末并有生锈现象。

熔断器的内部材料一般是由石英砂和水玻璃的混合物填充而成。石英砂的化学性质相对稳定，通电后极少发生化学反应。水玻璃属于硅酸盐，风干后即呈现白色晶体粉末状，且硅酸盐对水的吸附性较强，所以判定白色晶体粉末的成分是硅酸盐的水溶物。该白色晶体的产生对熔断器的功能无影响，出现的原因分析：

(1)该熔断器出厂时内部填充物没有充分烘干，导致通电时熔断器表面存在大量含有水玻璃的雾气，断电冷却后白色晶体的水玻璃吸附于熔断器表面；

(2)当熔断器的外界环境过于潮湿时，也会出现此类现象。

3.3 改进措施

用酒精和抹布清洁熔断器；熔断器清洁处理后跟踪半年，观察有无其他异常情况。

4 结语

深入分析地铁电客车司控器、媒体主机、高压箱的架修内容及典型故障原因，提出相应的改进措施对地铁电客车架修有重要意义。目前，郑州地铁1号线一期25列电客车已全部架修完成并上线运营，各系统状态相对稳定，达到了架修目的。