地鐵列車蓄電池溫度異常的故障案例分析

齊曉華　李春亞

摘 要：車載蓄電池組在地鐵列車輔助供電系統中是一個重要設備，它作為列車控制設備和各種應急照明的備用電源，能夠保障列車主要控制系統的安全、穩定。列車主供電系統故障時蓄電池可提供四十五分鐘的緊急負載，包括緊急照明、緊急通風、車載安全設備及廣播通訊系統等，并保證列車開關車門一次。文章結合地鐵列車運營過程中的實際案例分析地鐵列車蓄電池溫度異常的事件情況、故障原因及分析、故障處理建議等。地鐵列車檢修部門平時應做好同類零件的普查工作，及時發現故障零件、及時更換并查明原因，可以給地鐵列車檢修人員提供技術參考，為地鐵的安全運行保駕護航。

關鍵詞：蓄電池；溫度異常；溫度傳感器；故障分析

中圖分類號：TP23 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）17-0045-02

Abstract： The on-board battery is an important equipment in the auxiliary power supply system of the subway train. As the train control equipment and all kinds of emergency lighting backup power， it can guarantee the safety and stability of the main train control system. The battery can provide 45 minutes of emergency load when the main power supply system fails， including emergency lighting， emergency ventilation， on-board safety equipment and broadcast communication system， and ensure that the train door is closed once. Based on the actual case of subway train operation， this paper analyzes the events， causes and analysis of the abnormal temperature of the storage battery of the subway train， as well as the suggestions for the fault treatment and so on. The subway train maintenance department should do a good job in the general survey of the similar parts at ordinary times， find out the faulty parts in time， replace and find out the reasons in time， and can provide technical reference for the subway train maintenance personnel， to protect the subway safe operation.

Keywords： storage battery； temperature anomaly； temperature sensor； fault analysis

1 地鐵列車車載蓄電池組的重要作用

地鐵列車車載蓄電池組是地鐵車輛輔助供電系統中的重要設備，它作為列車控制設備和應急照明的備用電源，能夠保障列車主要控制系統的安全、穩定。蓄電池在列車主供電系統接通前為列車激活各控制系統，同時為輔助逆變器提供控制電源。當線路電網無網壓或帶充電機的輔助逆變器全故障不工作情況下，蓄電池為車上應急照明、與安全有關的網絡控制系統、列車的全部通信設備（包括PIDS、廣播、無線電等）以及緊急通風設備、門控設備等提供緊急供電電源，維持規定的緊急供電時間，滿足乘客安全逃生與供電需求。在降弓狀態下為地鐵車輛DC110V（以B型地鐵為例）控制電路、照明、網絡控制系統、PIDS系統等低壓設備提供DC110V電源，保證地鐵車輛升弓并投入工作。列車蓄電池組應該具備穩定可靠的性能，蓄電池溫度異常故障會導致網絡控制與診斷系統TCMS發出報警，從而影響列車的正常運行。本文結合南寧城市軌道交通公司地鐵運行中的實際故障案例分析地鐵列車蓄電池溫度異常事件、故障原因及故障處理建議等。

2 地鐵列車蓄電池溫度異常的故障案例分析

2.1 蓄電池溫度異常故障簡述

2016年10月19日11：49分，0102車Tc2車蓄電池溫度異常（黃色報警），行車調度命令司機原地待令。12：08駐站人員上車確認為HMI顯示Tc2車蓄電池溫度異常，為黃色警示提示，無其他故障。12：11黃色報警升級為紅色報警，12：14行車調度命令司機將列車進入備車線轉備用。12：58檢修調度與行車調度溝通完成，接到報告后，檢修中心專業技術人員上0102車進行故障確認。檢修技術人員向檢修調度請點后前往火車東站，在向行車調度申請進入軌行區并得到同意后，對0102車進行車下與登車檢測。檢修技術人員上車確認時，在HMI屏上確認Tc2車蓄電池溫度異常紅色警示故障已消失，轉變為黃色警示故障。檢修技術人員對“MVB復位”開進行復位和對“輔助逆變器”空開進行開合操作后，故障暫時消失。經測量后發現溫度傳感器阻值與該溫度下的定值阻標不符，懷疑此次報警為溫度傳感器故障導致。隨后檢修人員再次登車，對列車進行重新激活，等待5分鐘后，HMI屏再次出現Tc2車蓄電池溫度異常紅色警示故障，懷疑為溫度傳感器故障導致。14：33檢修技術人員認定該故障暫不影響列車運行，可繼續作為線備車，待列車回庫后做進一步處理。

2.2 故障原因及綜合分析

為了確認蓄電池是否確實發生溫度異常，溫度傳感器是否存在異常，在對列車斷激活、降弓后，檢修人員進入軌行區對蓄電池箱進行檢測。在使用紅外測溫槍對蓄電池溫度進行檢測后，得到當時蓄電池實際溫度為28℃左右。測量溫度傳感器阻值，為111歐姆左右，由此暫時判斷蓄電池溫度正常，懷疑為溫度傳感器故障。故障的直接原因為Tc2車的蓄電池溫度傳感器故障，輸出錯誤溫度值，導致網絡控制與診斷系統TCMS判斷蓄電池溫度出現異常，進而發出報警。

2.3 溫度傳感器故障分析

經現場人員檢測，當時蓄電溫度池實際溫度為28℃左右，溫度傳感器的實際阻值為111Ω左右。蓄電池溫度傳感器的型號為PT100B，查閱溫度-阻值表可以看出，當環境溫度為28℃左右時，溫度傳感器的阻值應在111Ω左右，因此Tc2車溫度傳感器參數正常。2016年10月19日晚，在0102車回廠后，檢修技術人員對Tc1車和Tc2車的蓄電池溫度傳感器進行互換后故障消失。經測量，原安裝在Tc1車的溫度傳感器阻值為110.3Ω，在合理范圍內。重新安裝Tc2車蓄電池箱溫度傳感器后，激活列車觀察1h左右未再出現故障，對相應接線進行檢查未發現異常，現車輛狀態良好，待繼續跟蹤。因此暫時排除由于蓄電池溫度傳感器內部故障，導致輸出溫度值異常的可能。

2.4 TCMS故障分析

根據株洲機車時代提供的信息，蓄電池箱TCMS溫度報警的邏輯為：當溫度傳感器檢測到的溫度達到50℃及以上維持10分鐘，啟動一級報警（中等警告-黃色報警），當溫度達到55℃及以上維持10分鐘后，啟動二級報警（嚴重警告-紅色報警）。綜上推斷，由于溫度傳感器的阻值過小，導致輔助逆變器判斷蓄電池溫度傳感器檢測到溫度過高，進而導致溫度報警的發生。分析0102車發生黃色警報前20分鐘的事件記錄，發現Tc2車蓄電池溫度在發生黃色報警前10分鐘，蓄電池溫度曲線已經出現異常跳動。之所以在11：49：08之前未發生黃色報警，是因為在11：39：08及之前，出現了小于等于50℃的溫度值（見圖1），不滿足持續10分鐘超過報警溫度的條件。在11：39：08到11：49：08期間，滿足持續10分鐘超過50℃報警溫度的條件（見圖2），故出現報警。在監測圖中Tc2車蓄電池溫度比Tc1車蓄電池溫度29°C高，查看正常情況下的蓄電池溫度發現，正常情況下Tc1車的蓄電池溫度和Tc2車蓄電池溫度幾乎相同。由上述情況可知TCMS的溫度報警邏輯與廠家提供的信息一致，可暫排除由于TCMS系統邏輯故障，導致輸出溫度值異常的可能。

綜合上述0102列車Tc2車蓄電池溫度正常，初步排除溫度傳感器故障及TCMS系統故障。本次故障有可能為MVB故障、溫度傳感器接線插口故障及連接線故障，需進一步跟進調查。遇到類似問題除了對蓄電池溫度傳感器及相關設備做全面的檢查，逐一排除疑點，還應及時聯系廠家到現場，檢修中心技術人員持續跟進故障，保證車的正常狀態。

3 結束語

在地鐵列車日常維護中，檢修部門應做好同類零件的普查工作，及時發現故障零件，及時更換并查明原因。乘務分中心應對司機進行有關故障處理的培訓，特別是通過重置“MVB復位按鈕”和對“輔助逆變器”空開來臨時消除報警的方法，避免影響正線行車的事件發生。另外，相關設備單位應做好溫度傳感器出現故障的原因分析，并制定有關方案避免此類故障的再次發生。希望地鐵列車蓄電池組溫度異常故障案例分析可以給地鐵車輛檢修人員及乘務中心司機提供技術參考，共同為地鐵的安全運行保駕護航。

參考文獻：

[1]惠秀美，韓正超.城軌地鐵列車應急供電系統設計[J].科技創新與應用，2013

（36）：28.

[2]何斌.深圳地鐵1號線續建工程列車蓄電池充電機應急啟動板高壓輸入電路的改進[J].科技創新與應用，2014（23）：

184.