KBGM系統中EB02B電路板故障分析及措施

王會發,王清永

(天津市地下鐵道運營有限公司 設備保障部,天津300222)

天津地鐵1號線電動客車制動系統采用的是克諾爾公司提供的KBGM-P空氣制動控制裝置。該制動系統由空氣供給部分、制動控制部分、執行部分3個主要部分組成,具有常用制動、緊急制動、保持制動、停放制動及防滑保護功能。常用制動采用電空混合制動,優先電制動,電制動力不足時空氣制動補足。

1 EB02B電路板介紹

KBGM系統中的EB02B是EBCU的內部控制電路板,它通過光電耦合器將外部高壓110 V的直流信號,轉換成處理器能識別的低壓二進制信號。電路通過導通斷開光電耦合器的發光二極管來控制內部電路的通斷。

EB02B電路板有16個與光電耦合器的電流相分離的二進制的輸入端,和4個與光電耦合器的電流相分離的頻率輸入端或二進制輸入端。圖1為電路板輸入的部分電路。

2 EB02B電路板故障現象

天津地鐵1號線在實際的運營過程中車輛出現制動不緩解現象,通過對故障現象分析得知,制動缸壓力開關信號在經過EB02B電路板后發生邏輯錯誤,即車輛實際為緩解狀態,而車輛總線上獲取的信息為制動未緩解。通過上述分析,初步判斷為EB02B電路板存在故障,經過拆解檢查,發現EB02B電路板燒毀。

3 EB02B電路板故障及分析

通過對電路板認真分析,發現故障處為圖1中對應D18、Z18進線部分,外部信號源為兩個轉向架的B09壓力開關開閉狀態,即車輛的制動和緩解狀態。由于車輛的制動和緩解狀態切換頻繁,可能在B09壓力開關閉合瞬間外部電路給D18、Z18的110 V電信號存在瞬時過壓(直流開關在閉合時觸點的瞬間接觸會產生峰值電壓),對電路板產生沖擊從而導致電路板故障。

利用示波器對Z18、D18進線(242.1和242.2)進行的電壓監測。列車在制動時,即壓力開關閉合的瞬間存在不同的過壓現象,圖2、圖3所示A1車和A2車隨機兩次施加制動時監測到的Z18、D18進線的電壓波形。表1為A1、A2車連續3次施加制動時測得Z18、D18進線的最高電壓值及時間長。

多次的試驗分析看出EB02B電路板的Z18、D18進線電壓長期存在時間長約1 ms,電壓在170 V左右的瞬間高壓。

圖1 電路板輸入電路

圖2 A1車施加制動Z18,D18進線電壓波形圖

圖3 A2車施加制動Z18,D18進線電壓波形圖

表1 A1、A2車連續3次施加制動時測得Z18、D18進線的最高電壓值及時間長

4 解決措施

經過多次試驗,發現一種簡單有效的過壓保護方法,即采用RC保護電路,在電路板進線前段并聯一個電容,同時串聯一個合適的電阻。經計算和試驗并聯104電容、串聯300 Ω的電阻能有效地起到穩壓并且不影響正常使用,具體試驗過程如下所述:

(1)試驗電路如圖4所示,在EB02B電路板Z18、D18進線并聯一個104電容,同時串聯一個電阻值300 Ω的電阻,功率為2～3 W。電阻連接方式為一端用冷壓接線方法與242線連接,然后用熱縮管塑封保護,另一端接242線原來所接端子排上。

(2)對A1車未加保護電阻時進行電路板Z18、D18進線電壓進行監測,在制動施加時電壓波形圖如圖5所示,連續試驗結果如表2所示。

(3)對A1車EB02B電路板的Z18、D18進線串聯300 Ω的電阻并進行行車試驗,監測到的Z18、D18進線電壓波形如圖6所示。通過連續的制動施壓試驗,運行1 h,所檢測的最高電壓、穩定電壓如表3所示。

在采用RC電路保護后可以避免Z18、D18進線電壓沖擊現象,有效的保護了電路板,這在實際運營過程中也得到了體現。

圖4 試驗電路

圖5 未加保護電阻進行監測

圖6 RC電路保護后進行監測

表2 未加保護電阻進行監測

表3 RC電路保護后進行監測

5 結束語

KBGM系統中的 EB02B電路板經過長時間的短時高壓沖擊導致燒毀,可能會影響運營安全。通過計算和試驗,采用RC電路起到穩壓和濾波的作用,解決了電壓沖擊的問題,保障了運營安全。

[1] 長春軌道客車股份有限公司.天津地鐵1號線車輛運營、維護和修理手冊[Z].2005.