淺談地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障與檢修

仇國棟

摘要：對于目前的城市交通狀況來說，地鐵為緩解城市道路交通壓力，加快城市交通建設起到了非常重要的作用。但是，地鐵運輸所采用的車廂結構是一個十分復雜且極具技術性的系統(tǒng)，與多種學科交織在一起。同時，對于牽引系統(tǒng)而言，它則是地鐵維護工作中的關鍵所在。因此，本文主要對我國地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引輔助系統(tǒng)在損壞后的維護方法進行分析和討論。以分析和研究為討論基礎，提出了以下一些內容。為從事相關行業(yè)的地鐵維修人員提供參考和借鑒。

關鍵詞：地鐵車輛;電氣系統(tǒng);輔助系統(tǒng);故障分析

當前，隨著我國城市經濟建設飛速發(fā)展，城市化的發(fā)展得到了極大的促進，而在城市發(fā)展的過程中，也促進了越來越多的地鐵項目的發(fā)展，使交通問題逐漸得到解決。而地鐵在發(fā)展過程中，其牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的故障問題已成為人們廣泛關注的熱點話題。為了確保地鐵車輛的運行效率，預防和解決電氣系統(tǒng)中的故障，對牽引和輔助系統(tǒng)進行定期維護，解決現有故障尤為關鍵。對于地鐵車輛，長期運行中不可避免地會出現一些問題。其中，電力系統(tǒng)中牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的故障最為常見。如果能夠有效緩解這一問題，那么對于中國交通運輸業(yè)的發(fā)展，將會具有重大意義。

一、牽引系統(tǒng)的故障及其檢修分析

（一）牽引系統(tǒng)的故障分析

通常情況下，牽引系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性還是比較大的。同時，需要注意的是其導致此失敗的原因有很多。以下內容將對幾種故障情況進行分析。

一是完全或過載操作，對于地鐵車輛來說，在行駛過程中發(fā)生制動或啟動是非常普遍的現象。而這種情況并非什么好事，制動或者是啟動的情況將會給城市交通地鐵運營帶來直接影響。但是，在高峰時段，由于其相對較大的人流所帶來的巨大負載，地鐵會變得難以控制，并且十分容易處于異常的運行狀態(tài)。對于這種方法，將由車輛的制動引起導致其電壓和功率之間的不穩(wěn)定性，并且也是等效于短路的狀態(tài)，這將會直接在運行過程中損壞地鐵運行所需要的電網系統(tǒng);

二是非金屬短路故障，對于這種故障，通常是在下雨或下雪的情況下才會出現，因為雨滴或者是雪融化將嚴重阻礙電源系統(tǒng)的連接，這會導致對軌道床的絕緣效果產生一定的影響。 如果地鐵長期運行的話，那么將不可避免地會引起地鐵車廂的污染甚至是地鐵車輛支架老化等問題，導致電流泄漏。

三是金屬短路故障，金屬短路故障就是鋼軌與三軌之間存在明顯的接觸，同時絕緣支座還被擊穿，那么將導致其電路的短路。在日常檢修時，如果檢修人員沒有注意金屬工具的檢收，將工具忘記在地鐵軌道上，那么將十分容易引發(fā)金屬短路故障。

（二），牽引系統(tǒng)的檢修分析

? 如果出現地鐵牽引系統(tǒng)出現故障，通常采取以仿真式進行維修。在對地鐵列車進行仿真式維修時，維修人員可以進行遠程仿真式維修，通過計算機獲取的不同的故障數據和故障位點，從而得知其故障位置的距離。利用電流的變化，可以很容易的獲得故障位點，進而對故障點進行有效維修。通過檢測電流的變化情況，其原理是電流會導致地鐵電網的接觸網末端距離會由電流的變化而變化，來獲取精確的牽引系統(tǒng)的故障位置，最終實現對地鐵的快速維修。

二、輔助系統(tǒng)的故障和檢修分析

（一）輔助系統(tǒng)的故障分析

? 輔助系統(tǒng)的故障情況主要是電容器和半導體的故障問題。由于電容器和半導體的損壞將會嚴重影響地鐵電路的運行，所以輔助系統(tǒng)的故障維修需要重視。

? 輔助系統(tǒng)的故障其一是電容器的損壞，目前，地鐵的主流電容器所采用的材料是鋁，通過利用電容器，可以很好的穩(wěn)定電壓。但是如果長期使用鋁制電容器，其電容器表面將會和氧氣反應而生成氧化膜，這層保護膜將會嚴重破壞輔助系統(tǒng)的正常運行。盡管鋁制電容器存在一定的治愈性，但是其氧化膜的生成速度遠大于電容器的治愈能力，經過長時間的使用電容器最終損壞。

其二是逆變器的損壞，對于電氣系統(tǒng)中的逆變器，一旦損壞發(fā)生，將導致整個逆變器故障。此外，設計人員在設計時沒有為功率半導體器件設置相應的保護措施。除了半導體器件的故障之外，不能執(zhí)行相應的工作，這將不可避免地導致整個半導體器件的故障。逆變器本身具有許多弱電流半導體軟件，因此，弱電流半導體與整個逆變器的工作具有直接的關聯(lián)性。如果逆變器內部存在了問題，將不可避免地導致更嚴重的故障，從而在逆變器本身中帶來巨大的隱患。對于半導體器件，如果發(fā)生故障，則主要是由內部和外部原因引起的。內部原因必須是弱電流半導體中存在問題，這會使整個半導體無法使用。外部故障主要是由外部原因引起的，半導體本身無法繼續(xù)工作。

（二）輔助系統(tǒng)的檢修分析

輔助系統(tǒng)的檢修的主要方式是通過創(chuàng)建一個網絡系統(tǒng)來完成的，將輔助系統(tǒng)的故障數據進行收集，同時將其逐輸入到未經訓練的網絡系統(tǒng)中，然后對網絡系統(tǒng)中的故障收集數據進行相應的訓練，同時經過訓練的網絡系統(tǒng)將可以更快地找到解決問題的最佳方案。在訓練方法期間，以獲得相應的診斷網絡。其中，診斷網絡是進行故障排除的重要前提。檢修人員必須先通過診斷系統(tǒng)找到故障原因，然后才能對其進行有效的故障排除。網絡的診斷主要是通過神經網絡計算獲得的數據的過程。它不僅是根據網絡輸入來診斷輔助系統(tǒng)的故障原因和故障點的過程，而且還是提取和處理故障點的過程。故障診斷完成后，可以根據輔助系統(tǒng)的信息樣本進行故障處理，最后在神經網絡系統(tǒng)中進行相應的檢查工作也是非常重要的。

三、總結

地鐵車輛的正常運行依賴于電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)是否處于正常的工作狀態(tài)。牽引與輔助系統(tǒng)在保證地鐵的正常運行中起到了重要作用。所以，如何更加科學的對地鐵電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障進行分析，并且能夠科學有效的進行檢修是十分重要的。檢修人員需要認真研究地鐵故障的發(fā)生原因，然后根據本文所提到的科學方法精確的發(fā)現地鐵的故障位置，以更為高效的方法來對電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)進行排查和檢修。只有不斷地提高檢修地技術水平，才能夠更好地保證地鐵的正常運行，保障乘客的財產安全。

參考文獻：

[3]袁登科， 朱小娟， 周俊龍.地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)直流側電流諧波分析[J].同濟大學學報 （自然科學版） ， 2012 （1） ：152-153.

[4]范偉媛.論述地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障檢修[J].科學中國人， 2015 （14） ：15-21.

（作者單位：蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司）