地铁列车电气故障分析

0 概述

地铁异常的电气故障不同于普通故障，正常排查流程、智能运维或自诊断模块维保策略可快速排查常规电气故障。异常的电气故障常带有突发性、无规律性和不确定性等特性，维保人员在短时间内难以缩小故障范围或定位故障点，甚至出现排除故障走弯路现象。因此，车辆发生异常电气故障时，用常规的检修规范和排查流程是无法准确诊断故障的发生机理，车辆或子系统的专家诊断系统诊断策略失效。

1 地铁车辆电气故障维保理念

在维保工作领域有一个准则：“故障隐患必然会引发故障问题”。在地铁车辆维保领域，加强地铁车辆运营的安全性和稳定性是地铁维保工作的重中之重。随着智能运维和人工智能技术的发展，车辆整车或子系统的故障诊断模块的诊断逻辑和策略能够及时监测、预警或报警事件和故障，同时最大化地降低维修成本。新兴的智能运维和人工智能维修策略具有交通强国大数据战略优势，但并非意味着对于传统维保方法和技术的全面否定，恰恰相反，一些特殊和异常的电气故障是大数据智能运维的盲区，需要维保人员在智能运维大数据的协助下，结合维保人员的理论知识和丰富经验在较短时间内关闭，从而不影响列车运营。

艾纳香为菊科(Asteraceae)艾纳香属植物艾纳香〔Blumea balsamifera (L.) DC.〕的新鲜或干燥地上部分，是黎、瑶及苗等少数民族常用药，具有重要的药用价值和悠久的药用历史[1-2]。艾纳香主要作为提取艾片、艾粉和艾纳香油的原料，是目前提取艾片的唯一植物来源[3-4]。艾粉、艾片以及艾纳香油被广泛应用于药品、保健品、化妆品及卫生护理用品等行业。目前，以艾纳香提取物为功效原料的药品有艾纳香咽立爽滴丸、银丹脑心通软胶囊、心胃止痛胶囊和金喉喷健雾剂等中成药[5]，化妆品有艾纳香晒后修护睡眠面膜和艾纳香祛斑霜等[6-7]，其独特的功效已经得到广大消费者的认可。

2 案例分析

2.1 上海地铁17号线空调交流AC380 V三相不平衡故障的调查分析

财务公司的产业链金融服务不仅涉及到企业集团的各类财务信息，同时还需要将企业集团产业链相关的上下游企业的财务信息一同纳入处理和分析范围当中，所以财务公司需要完成较繁重的信息管理任务。现阶段很多财务公司在产业链金融中的信息管理能力有限，不仅缺乏专业的软硬件设施来快速收集相关财务信息，同时在控制财务信息质量方面也不够理想。财务公司对各类财务信息的处理和分析能力相对不足，很多时候只是片面地从财务角度来分析各企业的运营情况而没有深层次地发掘其金融服务的需求。

研究手段：以错误分析理论为指导在整个学年的口译课上，对老师当堂布置的口译任务中学生出现的错误进行记录，同时对整个学年当中，学生课后口译录音作业中所出现的错误也进行了记录，最后分类、归纳、整理。

研究发现，快代谢组的氯吡格雷使用率显著高于替格瑞洛。虽然快代谢型患者可常规服用氯吡格雷，但仍有2例患者改用了替格瑞洛。经随访了解到，这些患者在医生处知晓了氯吡格雷与替格瑞洛的疗效对比后，在经济允许的情况下，主动改用替格瑞洛。而慢代谢组则显著低于替格瑞洛，中代谢组与替格瑞洛使用率相当。

车辆供电参数包含以下数据：

电网电压、电网电流、辅助逆变器SIV（以下简称“辅逆”）输入电压、辅逆输入电流、辅逆中间电容电压、辅逆R相桥臂电流、辅逆S相桥臂电流、辅逆T相桥臂电流、辅逆U相电流、辅逆V相电流、辅逆W相电流、辅逆输出UV线电压、辅逆输出UW线电压。

车辆供电参数正常，AC380 V供电三相不平衡也未超标，可以初步判断列车上报的三相不平衡故障是假故障，问题出在三相监测继电器上。维保人员将上报三相不平衡故障的三相继电器全部更换，并将更换下的故障三相继电器送至厂家（ABB公司）检测。三相继电器品牌：ABB，型号：CM-MPS．41。

ABB公司出具的监测报告答复：召回的三相监测继电器经实验室综合测试功能正常。

故障车辆在更换三相监测继电器后，在后续运营中还是多次上报三相不平衡故障。

1)断开闸刀隔离开关后，立即再次合闸，无拉弧现象。

三相监测继电器的三相不平衡（Asym)原设置为7%，早期车辆上报三相不平衡故障后，在未检出车辆三相供电故障后，将Asym调整为10%后，故障消失一段时间。但在车辆后续运营中又多次上报三相不平衡故障，在未检出车辆三相供电异常后，接着再将Asym调整为15%后故障消失，但在车辆后续运营中又多次上报三相不平衡故障，上报故障的空调机组启动保护电路，空调功能降级或失效，发生故障的时间是夏天气温最高时段，乘客投诉等使空调AC380 V三相不平衡故障已成为影响运营、迫切需要关闭的难题，但一时也找不到发生故障的直接原因。另外，Asym调整到15%是有一定风险的操作，如果AC380 V确实发生区间（7%，15%）的三相不平衡故障，但系统监控指标为15%，列车网络会默认正常，不会上报故障，实际将对空调三相负载设备产生更大的损伤。

笔者在接到相关领导指示后赴上海地铁17号线朱家角基地调查空调AC380 V三相不平衡故障，在现场查看了3列车，并调阅EVR事件数据记录和ABB公司提供的检测报告。在车辆DC1 500 V高压和中压AC380 V供电参数正常的前提下，笔者根据经验初步判断三相监测继电器没有永久损坏，而是三相监测继电器受到环境因素影响而导致的监测功能下降。即在车辆空调柜内这个特定环境下三相交流电监测功能下降，监控参数有漂移，而往往导致此类现象的因素有元器件老化、磁场、温度、湿度、盐雾、压力、压降、安装方向、振动、冲击、电路接线等因素导致的监控电路特性发生变化。笔者在现场发现三相监测继电器和相邻元件在安装上没有留有间距（见图2）。三相监测继电器安装，并且故障发生时间是在夏天7月以后，需要落实该型号三相监测继电器对安装间距的要求。

查阅该型号三相监测继电器的技术参数，三相监测继电器在安装时需要和相邻元件保留最少10 mm的间距，见图3。根据三相监测继电器安装空间要求，笔者建议先连夜普查所有列车的三相监测继电器安装间距，并对安装间距小于10 mm（包括0间距）的三相监测继电器进行整改，保留间距至少10 mm。经后续反馈，整改后，运营列车在后续运营跟踪时间内未上报三相不平衡故障，影响17号线乘客舒适性的空调频繁上报交流AC380 V三相不平衡故障问题最终关闭。

在车辆供电参数都正常的情况下上报三相不平衡故障，如果把Asym调高到10%后故障消失，后续运营过程中再报三相不平衡故障，再把Asym调到15%后故障消失，后续运营过程中再报三相不平衡故障，但Asym调到15%已是上限值，不能再往高调整。此现象可初步判定三相监测继电器的内部因素造成的测量参数偏移，此偏移现象是由于忽略了安装的间距要求（未留间距或间距较小导致的元件表面散热性能下降），造成三相监测继电器的表面温度升高后，元件内部的温度相应升高，从而造成元件内部对温度环境有要求的电子元件工作曲线偏移，造成假故障现象。

7月份即使有客室空调制冷，但空调柜内最高温度也是在一年中的盛夏时间段，相对的高温环境也会对三相继电器内部的电子元件工作曲线偏移有一定的促进作用，因此，运营车辆是在7月份以后频繁上报三相不平衡假故障也是符合故障产生的逻辑。

以上两项操作现象和电容充放电规律吻合，其中断开闸刀隔离开关后，再次合闸，无拉弧现象，是因为辅助逆变器三相整流后DC110 V输出滤波电容有储存电能，放电刚开始或正在进行中，不需要蓄电池对其充电或者蓄电池对其充电电流小到不足以引起拉弧。故通过闸刀隔离开关的电流很小，从而不会导致大电流拉弧。但断开隔离开关，等待5 min后再次合闸，出现拉弧现象，是由于辅逆三相整流后DC110 V输出滤波电容的电量已通过泄流负载放完，蓄电池闸刀隔离开关合闸后，蓄电池会对滤波电容进行充电，因此，流过闸刀隔离开关触点的初始充电大电流导致触点发生拉弧现象。

（4）模拟工作状态变化测试：通过用户的按键输入，能在LCD显示与总线数据传输上出现正常计数、短暂停顿技术、永久停止计数（表示工作正常、瞬时失效、永久失效）。

隔着孕妈妈的肚子，猜子宫里胎儿的大小是最让医生头痛的事情。在医学不发达地区，医生只能凭借个人经验、孕妇体重的增长、肚子的大小、子宫的高度和孕妇腹围等情况进行粗略估计。随着超声技术的发展，目前最常采用超声对胎儿双顶径、头围、腹围等重要数据进行测量，进而计算胎儿体重，再参考标准进行比对，最终发现位于两个极端的大于胎龄儿和小于胎龄儿。

2.2 上海地铁5号线增购项目列车收车后闭合蓄电池（DC110 V）闸刀隔离开关拉弧原因分析

5号线增购列车在完成调试试验，列车收车后，试验人员闭合蓄电池闸刀隔离开关时有拉弧现象，经检查发现闸刀隔离开关触头有烧蚀。

试验人员初步分析蓄电池直接带载的某一DC110 V永久负载回路可能存在因接线原因导致的短路现象。比如，整车紧急照明电路、列车激活和休眠电路，蓄电池电路见图4。

经排查，未发现蓄电池永久负载电路有短路现象，现场一筹莫展，无法解释拉弧原因。

听取现场试验人员对问题的描述和排查经过，查看了烧蚀的蓄电池闸刀隔离开关触头，并发现此型号闸刀隔离开关无灭弧装置。在确认蓄电池的电压正常后，为了搞清楚拉弧本质，笔者试着闭合闸刀隔离开关，触点接通后，拉弧瞬间发出的声音犹如点燃鞭炮的清脆响声。根据经验，没有灭弧装置的触点在异常大电流接通的瞬间会产生类似鞭炮的脆响声，而短路或电容放电往往会产生异常的大电流。因此，根据拉弧声音，初步判断拉弧现象并非车辆永久负载导致，而是由辅助逆变器三相整流后DC110 V输出滤波电容的放电导致。并采取以下操作验证：

车辆空调系统上报三相不平衡故障会导致有故障的机组保护电路启动，空调功能降级或失效，在夏天会导致乘客舒适性下降，影响车辆运营。更换三相监测继电器治标不治本，维保人员通过上调三相监测继电器的三相不平衡设置来消除车辆上报三相不平衡故障。

2)断开闸刀隔离开关后，等待5 min后再次合闸，出现拉弧现象。

三相不平衡故障实际是由安装不到位引起，并最终导致影响乘客舒适性的运营问题。在设计阶段，安装图纸未明确元件安装间距要求或者对安装间距要求未予以重视。在首检或后续调试阶段也未发现问题。在17号线运营数年后，元件由于老化、温度、湿度、电磁、振动、冲击、外力和工作环境等原因，导致内部电气或电子元件技术参数曲线下降或漂移，并最终引发车辆运营故障。因此，在项目设计阶段，电气原理设计人员在确认三相监测继电器的选型后，应提供三相监测继电器安装技术要求接口给电气安装设计人员，并在图纸上体现安装技术要求，则可避免上述运营问题的发生。综上，接口问题是造成地铁车辆电气故障的主要因素之一。

辅助逆变器的供货商为ALSTOM（阿尔斯通）公司，笔者将以上分析结论发给ALSTOM公司，ALSTOM公司则提供了辅助逆变器内部的蓄电池充电电路及RC滤波电路参数，见图5。

滤波电容C有两种参数：4X15 mF/4X4．7 mF，泄流电阻R：680Ω。

根据以上参数，则RC滤波电路时间常数RC：40．8 s/12．8 s，则充电到104．5 VDC需要的时间：122．4 s/38．4 s。放电到40．7 VDC需要的时间：40．8 s/12．8 s。

惊恐障碍(panic disorder,PD)属于严重的焦虑障碍,以突发的强烈焦虑伴躯体症状为主要特征,表现为发作性胸闷、心慌等,伴有濒死感和失控感,女性的发病风险是男性的2-3倍。PD可增加其他焦虑障碍、酒精和物质滥用、抑郁发作和自杀风险,并加速个体的衰老进程。双生子研究显示,PD遗传度高达48%(95%CI:0.41–0.54),一级亲属的同病率(11%)为一般人群(2%-5%)的3倍,提示遗传因素在PD病因中的重要性。Hettema等通过对三对双胞胎和五个家庭的研究发现焦虑障碍的遗传倾向约为50%。

2019年7月以后，上海地铁17号线部分列车在运营中，列车网络上报空调动力交流AC380 V三相不平衡故障频发。通过调取故障列车网络监控的高压DC1500 V和中压AC380 V供电参数，列车上报三相监测不平衡故障在EVR（事件记录仪）数据记录的故障发生时间点段，车辆供电参数正常，三相不平衡也未超标，列车供电参数见图1。

以上数据能够解释在现场断开闸刀隔离开关后，马上再次合闸，无拉弧现象是因为滤波电容C通过电阻R刚开始放电，电容C的电压降非常小，则蓄电池对电容C的充电电流非常小，不会引起闸刀隔离开关拉弧现象。但断开闸刀隔离开关后，等待5 min后再次合闸，出现拉弧现象是因为滤波电容C通过电阻R放电已结束，此时闭合闸刀隔离开关，蓄电池对滤波电容C有大的初始充电电流通过闸刀隔离开关触点，导致其触点发生拉弧（无灭弧装置），并伴有清脆的响声。

〔设计意图：本次作文训练课的重点在于指导学生如何把一件事（或活动）的经过写具体，所以提供一篇这次小实验经过写得简单的作文，让学生去交流如何把经过写具体，教师因势利导归纳方法，做到“不愤不启，不悱不发”，接下来结合本次作文展开具体训练。〕

加强对蔬菜种植户的科技培训，按农时季节和生产需要及时分乡（镇）分村划片开展各类培训，经常深入设施温室大棚集中区进行现场咨询和指导，为广大菜农提供更好的信息和技术服务，提高菜农科学种菜水平和农产品质量安全意识，提高设施蔬菜生产销售的整体水平。建立蔬菜市场价格信息网络，及时提供市场信息，指导蔬菜生产和市场销售。

凌叔华被誉为“东方典型美人”，这不只是对她清丽气质的赞美，也是对其温婉淡雅的文风的肯定。凌叔华的创作中，小说成就最高。学术界对于她的小说研究也较多。相关研究可分为以下三个主要方面：

电气接口问题是造成闸刀隔离开关触点发生拉弧故障的主要原因，列车辅助逆变器由ALSTOM公司供货，辅逆属于列车辅助供电系统，输出三相AC380 V交流和DC110 V直流，蓄电池为车辆电气系统，但蓄电池和辅逆有接口，蓄电池亏电时会通过辅逆输出DC110 V充电，ALSTOM公司未向车辆蓄电池电路设计提供辅逆输出DC110 V的接口电路和参数。

增加辅助隔离开关可解决闸刀隔离主开关触点拉弧问题，辅助隔离开关电路由辅助隔离开关串联一限流电阻R

后再和主闸刀隔离开关并联，闭合主闸刀隔离开关前先闭合辅助隔离开关，则蓄电池先对滤波电容C预充电，待充电电流下降到预设值后，再闭合主闸刀隔离开关，即：在主闸刀隔离开关没有灭弧装置的前提下，先闭合辅助隔离开关给滤波电容C预充电结束后，再延时闭合主闸刀隔离开关可关闭主闸刀隔离开关触点拉弧现象。

设计咨询企业的成本构成模式造就其固定成本比例较低，以人员成本为主的变动成本较高，这为企业预算控制带来了挑战。尤其是项目进行过程中，设计咨询工作反复带来的人员投入的浮动变化，为预算的执行和控制带来比较大变动。

3 结语

地铁车辆维保工作平凡但责任重大，需要相关维保人员能够保持积极进取的工作态度，养成终身学习的习惯，弥补自己的短板，有着处理地铁车辆复杂问题的“敏锐嗅觉”，在处理问题的过程中有着把控全局的控制力，减少走弯路现象，处理问题不能治标不治本。

地铁车辆设计和子系统设计人员在车辆设计阶段应管理好相关接口的配合衔接，严谨对待设计和施工图纸，本着“少一个技术参数，必留一个故障隐患，留一个故障隐患，必然引发故障问题”的态度不放过每一个技术参数，对降低列车维保成本也有益。

目前还未建成全国轨交行业处理特殊电气故障的大数据平台或手机APP，处理特殊疑难杂症的电气故障或许能体现相关技术人员的“水平”，因此，掌握了“窍门”的技术人员为了保护自己的职场地位，从而不愿上传自己的“经验和绝招”，这是生产力倒退，未来将被人工智能替代。“大国工匠”不应该是少数人，应该人人都有成为“大国工匠”的机会。