淺析列車測速設備工作原理與維護

【摘 要】隨著我國城市化進程的加快，城市人口和機動車的快速增加已大大超過城市交通基礎設施的最大承受能力，城市交通問題已經嚴重影響城市功能的發揮和城市的可持續發展。本文針對軌道交通地鐵車載信號的速度傳感器問題進行分析，希望可以對故障維修會有所幫助。

【關鍵詞】速度傳感器；加速度計；故障維修；定期維修；測速

1.西安地鐵速度傳感器

1.1安裝與結構

列車每端，安裝兩個速度傳感器，分別安裝在不同側不同的的非動力制動軸上（左一右四）。一個項目中所有列車的速度傳感器應安裝在帶司機室車廂并采用同一安裝結構。但兩者采用獨立的方法測量列車的位移和速度。即使其中一個速度傳感器失效但其它車載部件工作正常時，CC將繼續正常工作。

1.2工作原理

西安地鐵選用的速度傳感器是6通道、90度相移的DF16電光速度傳感器。六個通道等間隔的分布在一個圓形的傳感器基座上。標記每一個通道，從頂部順時針數，并將六個通道分為三組，為通道1和通道2（有90度的相移），其次是通道3和4及5和6。通道2和3沒有關系，通道4和5或通道6和1也沒有關系。CC采用3取2的結構，如果供電板1失效（相當于ACSDV2和ACSDV3），在Tach1， Acc A， AccB和 ATP1的一對通道將失去它們的電源，然后CC變成2取2的結構，但是圖中未涂紅的ATP2和ATP3仍然能收到測距數據，CC功能不會受到失去數據來源的危害。

1.3速度傳感器的常見故障與維護

維修速度傳感器時所使用的工器具有：JZ-1轉速校驗臺、數字萬用表、示波器。

1.3.1故障維修流程

（1）舌軸斷，軸卡死。原因是：

1）傳動機構同軸度差或長期磨損，疲勞損壞，處理方法是更換舌軸并調整軸箱蓋與驅動法蘭盤的同軸度，新的舌軸上須加適量的潤滑油脂。

2）檢查舌軸長度是否與車型相匹配，更換軸長合適的DF16傳感器。

（2）信號輸出狀態始終為高或低，原因是光電模塊損壞。處理方法是打開后蓋，更換模塊并重新測試。

（3）通電后，發現過流或短路。原因是有超過正常供電電壓輸入，引起模塊短路損壞，處理方法是，并更換模塊并重新測試。

（4）16芯插頭損壞，原因是插頭外部受力。處理方法：更換帶內配線的16芯插頭。

（5）傳感器外配線斷，原因是電纜固定不當，在機車運行過程中受到外力拉扯或電纜彎曲半徑太小造成疲勞損壞，處理方法是更換新的外配線。

（6）速度忽高忽低，甚至突然為零。原因分析：傳感器插頭沒有擰緊，或傳感器插頭受外力沖擊而損壞，從而引起接觸不良。處理方法：清潔插座和插針接觸面，擰緊導線插頭，或更換插頭。

（7）掉速，即顯示速度比正常值要偏低，但誤差不大。將傳感器放在校驗臺上測試，進行脈沖數測試，脈沖數低于正常值；或用示波器觀察，脈沖有閃爍現象，此故障原因是傳感器腔內有油或灰塵堵住了光柵槽。處理方法：打開傳感器，用干凈的軟布將腔體和光柵擦拭干凈。

1.3.2故障維修工作注意事項

（1）傳感器工作電源DC12～30V，不允許直接接機車蓄電池。

（2）直接引出電纜最小彎曲半徑不得小于165mm，否則會引起電纜損壞。

（3）傳感器安裝在機車軸箱蓋上，把軸箱端蓋面清潔干凈，確保安裝面平整。

（4）接線檢查：a、仔細核對接線圖（表），確保接線正確。b、機車靜止狀態下，聯接電連接器，加上工作電源，傳感器未裝入軸箱蓋前，轉動傳感器方軸，觀察測速系統信號輸出，若有相應輸出，說明傳感器接線正確。

2.加速度計的安裝結構與工作原理

2.1安裝與結構

每個CC設置4個加速度計，包括兩個數字型，兩個模擬型，安裝在CC機柜底部。這兩套設備互為冗余，用于提高系統的有效性和可靠性。通過這兩套設備交叉檢查測量來保證系統的安全。 加速度計分為兩套，每套有兩個不同的加速度計。空轉/滑行開始時，列車使用空轉/滑行開始前的速度，利用加速度儀進行補償，來計算當前的速度和位置。一旦空轉/滑行結束，速度和位移的測量將切換回速度傳感器。

2.2加速度計的容錯

兩套加速計為冗余結構，每一套包含兩個不同型號、來自不同廠家的加速度計，所以CC容許某一個加速度計失效。當任一個加速度計故障后，不影響列車正常運行。

當兩個不同型號的加速度計同時故障時，根據它們在系統中的位置，CC仍然可以提供加速度測量。如上圖所示，組合方式為Acc1A和Acc2B、Acc2A和Acc1B、Acc2A和Acc2B。所以，如果以上每對組合都不可用，將影響CC的運行。

引入的額外位置不確定。只要列車的位置的不確定距離低于最大極限值（30m），列車保持定位并繼續正常運行。

2.3加速度計的常見故障與維護

加速度計為列車的測速定位設備，是車載系統中十分重要的設備，此設備的是否正常工作直接影響著系統的工作。

對于維修所需的主要工具有便攜式數字示波器和便攜式現場校驗儀各一臺。

2.3.1故障維修

加速度計的故障主要分為兩類：無信號輸入和有信號輸入但不正常。

（1）無信號輸入。

故障查找步驟：

檢查輸入電源，±12～18VDC是否正常。

檢查電纜插頭是否松動。

檢查電纜線是否受損，如破皮、脫焊。

用示波器或萬用表初步測量傳感器的信號輸出端是否有電壓輸出（針對模擬加速度計）或RS485輸出端是否有波形出現（針對數字加速度計），如有，檢查接線端子是否脫落。

以上檢查仍未能解決，更換加速度計。

（2）有信號輸出，但不正常。

故障查找步驟：

加速度計的安裝螺釘是否松動。

電纜線和插頭以及連接是否松動，地線連接是否松動脫落。

電源是否達到額定的電壓范圍。

拆除加速度計，放置在現場校驗儀上，進行靜態測量，看輸出電壓是否正常。

如靜態輸出正常，即進行動態測試，開啟校驗儀電源，調節不同的頻率，用示波器測量輸出端波形，看是否正常。

如動態特性正常，重新檢查安裝與接線。

如動態特性不正常，立即更換加速度計。

（3）故障維護工作注意事項。

故障維護工作必須執行地鐵運營的有關規章制度，以確保行車及人身安全。

遵循加速度計的操作手冊規范與要求。

加速度通電后，應預熱最少1分鐘。

如果有故障加速度計，必須立即更換，并將故障加速度計包裝好以避免機械或電氣損壞。用戶不得自行修理加速度計。沒有經過檢驗的加速度計不能投入使用。

2.3.2定期維修

檢修分為日檢、季度檢、半年檢和年檢。

3.列車車載測速系統

3.1列車測速設備之間工作的配合轉換過程

在列車行駛過程中，因軌面積水、緊制時的慣性車輛會繼續向前滑行或者在檢修維護工作中給鋼軌上滴油等原因，導致速度傳感器會出現空轉、打滑現象，加速度計將自動的啟動繼續測速。而在之前，加速度計也是一直工作的狀態的，只是它暫時不會計算列車的速度和位置，而是隨時保持在啟動狀態，一旦速度傳感器出現空轉、打滑，加速度計立刻開始工作，來計算之后的列車速度與位置。

3.2轉換過程在CC中的表現

當探測到空轉/打滑現象時，CC會根據加速度計的實際加速或減速計算列車當前速度，從而確保在空轉-打滑過程中列車速度和位置的持續計算，列車的定位誤差通過讀取定位信標來消除。

如果以上情況持續超過預定時間， CC將產生一個空轉-打滑報警。

4.結束語

車載測速系統在以后的運營工作中會起到相當重要的作用，作為維護人員，我們要加強的是以后的實際動手能力，逐步提高故障處理能力，隨著修程的改變而靈活改變各種級別檢修、以及故障處理的能力。 [科]

【參考文獻】

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