廣州地鐵三號線B2型車制動緩解檢測環路分析與改進探討

周文明

摘要：針對廣州地鐵三號線B2型車制動緩解檢測環路工作原理，分析制動緩解檢測環路異常斷開時對列車牽引動車的影響，同時結合現場故障處理的經驗以及對緩解檢測環路電路設計的研究，發現了B2型車制動緩解檢測環路在電路設計存在不足和缺陷，提出了對電路設計優化改進措施。

Abstract： According to the working principle of B2 vehicle brake release detection loop of Guangzhou metro line 3， this paper analyzes the influence of brake release detection loop on abnormal train traction， combined with the experience of field fault treatment and the design of mitigation detection loop circuit， the shortcomings and defects in the circuit design of B2 vehicle brake release detection loop are found out， and the improvement measures of circuit design optimization are put forward.

關鍵詞：制動緩解；檢測環路；B2型車；廣州地鐵

Key words： brake mitigation；detection loop；B2 vehicle；Guangzhou Metro

中圖分類號：U260.13+8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）04-0092-03

0 引言

制動系統是軌道車輛的關鍵設備之一，其性能直接關系到車輛運行性能和乘客安全，制動緩解檢測環路是對整列車氣制動和停放制動進行狀態檢測，確保列車在安全情況下動車，本文就列車制動緩解檢測環路進行分析。

廣州地鐵三號線B2型車是六節編組列車，目前B2型車在正線運營時，出現幾起所有制動緩解指示燈不亮，繼而導致列車牽引封鎖、自動停車故障。本文通過對制動緩解檢測原理及引起牽引封鎖的條件進行分析，發現列車制動緩解檢測環路設計存在不合理之處，并提出了相應的優化改進措施。

1 制動緩解檢測原理分析

列車所有制動緩解燈只有在停放制動和氣制動均緩解后才能點亮，氣制動緩解環路貫穿整列車，其未緩解而啟動列車會引起氣制動牽引封鎖，導致列車無法動車。氣制動緩解環路建立時，非操作端司機室繼電器觸點閉合接入DC110V電壓，經過已經形成的氣制動緩解環路到到達操作端的司機室，使得所有制動緩解指示燈亮，同時將所有制動緩解信號反饋給Klip，使列車具備牽引條件。

1.1 每個架氣制動緩解原理

每個架氣制動緩解原理[1]：當每個架的氣壓大于0.8bar時，EP2002閥控制其內部壓力開關動作，使DC110V正向電壓導通，相應的制動緩解繼電器動作。如圖1所示。

每個架的氣制動緩解繼電器其中一對觸點串在了列車氣制動緩解檢測環路中，當整列車所有轉向架的氣制動和停放制動均緩解時，相應緩解繼電器的觸點閉合，則列車氣制動緩解檢測環路建立。

1.2 整列車制動緩解檢測原理

列車制動緩解檢測環路由非占有端供電，依次經過每節車的制動緩解繼電器觸點，檢測每節車的制動緩解狀態，最后回到占有端，完成對整列車制動緩解的檢測，并將制動緩解狀態反饋給KLIP，同時所有制動緩解指示燈亮，表明列車所有制動均已緩解。檢測原理如圖2所示。（假設A1車頭為非占有端）

1.3 制動未緩解引起牽引封鎖原理

列車剛牽引啟動時，若此時VCU檢測到列車機械制動未緩解，持續5秒后，將觸發牽引封鎖，列車自動停車，邏輯如圖3所示[2]。

分析列車從啟動到自動停車的過程撲捉到的數據[3]：列車啟動時，檢測到所有制動未緩解（緩解信號一直持續為0），牽引力矩輸出增加的情況下，列車速度增加；列車在運行5秒鐘后，牽引封鎖，力矩輸出減少，速列車度逐漸下降直至為0，也就是出現列車自動停車。如圖4所示。

當列車運行速度大于0.5km/h，若此時制動緩解回路異常斷開，VCU檢測到制動未緩解，根據牽引制動功能文件[4]，西門子邏輯進行限速保護，在100%牽引情況下，列車最大允許運行速度也只能到40km/h。說明文件如圖5所示。

機械制動未緩解進行限速40km/h的西門子邏輯如圖6所示。

2 制動緩解檢測環路存在缺陷和改進措施

2.1 制動緩解檢測環路存在缺陷

列車制動緩解檢測環路貫穿了整列車，由15對繼電器觸點和哈丁插頭等相關節點接線組成，具體如表1所示。

由于環路中繼電器觸點及接線較多，但是狀態監控反饋信號只有E113_04（奇數端所有制動緩解）和E123_04（偶數端所有制動緩解）。這兩個信號只能對整列車制動緩解狀態進行監控，而無法具體到環路的某一點。

分析當制動緩解檢測環路上任意一點斷開時，都會使所有制動緩解信號（E113_04和E123_04）為低電平，因此，我們無法判斷具體是環路中究竟是哪點故障，這給故障處理帶來很大不便，目前故障處理都是將整個環路的繼電器以及哈丁插頭進行檢查測量，費時費力，而且效果不好，在測量都正常的情況下，為避免故障再次出現，也只能將整條環路的繼電器進行更換。

2.2 改進措施

針對制動緩解檢測環路任意一點異常斷開，都會導致列車牽引封鎖無法動車，且因缺少相應的監控信號，無法確定具體的故障點，提出了以下優化措施：

從電路結構上，利用Klip反饋信號的空余點位，對環路中每一個節點增加相應的監控信號，保證制動緩解環路異常斷開時，能夠通過增加的反饋信號值，縮小故障查找范圍，能快速確定出具體的故障點。

我們截取了B車的氣制動緩解檢測部分[5]，通過在B車制動緩解繼電器觸點（27-K203的11腳和27-K202的11腳）分別加監控信號E212_00和E212_01。如圖7所示。

列車制動緩解環路是從非占有端供電，根據列車占有端不同，環路中110V電壓流經方向也不一樣。通過對比E212_00和E212_01值可以判斷出是哪一段的問題（例如斷開），從而縮小故障查找范圍。具體見表2、表3所示。

對環路中其他繼電器和節點的監控同樣也可通過引入Klip反饋信號實現，在環路中其他位置增加的監控信號如圖8、圖9所示。

通過在每個節點加監控信號的方式，可時時監控整個環路每個節點的通斷情況，當VCU檢測到制動未緩解時，可根據新增的反饋信號，迅速確定故障點，一方面可減少故障處理用時過長，適應運能提升。另一方面可減少因故障原因未確定，而大量更換備件造成的資源浪費。

查看7號線電路設計中，制動緩解回路的設計與B2型車基本一致，也存在同樣缺陷，建議新線在該回路上各節點加入監控信號，便于以后故障查找。

3 結語

由于制動緩解環路異常時對列車正線運營有極大的影響，本文對制動緩解檢測環路原理，以及制動未緩解時引起的牽引封鎖故障的原因進行了深入分析，在此基礎上，分析出廣州地鐵三號線B2型車制動緩解檢測環路設計存在不合理之處，并提出通過在環路中增加反饋信號的方法，以減少此類故障處理的時間。

參考文獻：

[1]廣州地鐵集團有限公司，車輛檢修工.廣州：廣州地鐵集團有限公司，2009.

[2]肖向前.SIBAS-G軟件在廣州地鐵3號線列車的維修應用[J].機車電傳動，2009（1）：52-53.

[3]Siemens.Expert2 V2.91.0，2013.

[4]南車株洲電力機車有限公司.廣州地鐵三號線北延段牽引制動功能文件[Z].2012.

[5]南車株洲電力機車有限公司.GZML3E和GML3S（T1-T10）電氣原理圖[Z].2014.