地鐵繼電器指示燈模塊工作原理及故障檢測方法

劉明樊

摘要：目前國內大多數地鐵項目還都是以繼電器控制為主，繼電器是一種根據外界輸入信號的變化，接通或斷開小電流電路，以實現自動控制和保護功能的電器，一般來說，繼電器主要用來反映各種控制信號，其觸點通常接在控制電路中，觸點種類和數量較多、體積小，但對其動作的準確性要求高。在車輛電控系統中繼電器的故障率也較高，為了能夠快速準確判斷哪個繼電器故障我們在繼電器線圈兩端并聯了指示燈模塊來顯示繼電器的得失電狀態，在使用過程中也經常會遇到因為繼電器指示燈模塊損壞而導致斷路器跳閘，從而導致列車清客下線等諸多不良事件，本文分析其工作原理并提出一種快速檢測方法。

關鍵詞：地鐵車輛;指示燈模塊;電壓

中圖分類號：U270.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）03-0068-02

1 工作原理

繼電器指示燈模塊由發光二極管和雙向瞬態穩壓二極管（TVS）組成，與繼電器線圈并聯，通過發光二極管來顯示繼電器得失電情況，其內部工作原理圖如圖1所示。根據TVS管的伏安特性曲線如圖2所示當回路中出現瞬間浪涌電壓時，雙向穩壓管迅速齊納擊穿，由高阻態轉為低阻態，對浪涌電壓進行分流和鉗位，從而保護電路中各元件不被瞬間浪涌脈沖電壓損壞，使繼電器兩端電壓穩定在標準電壓范圍內，續流二極管D2用于吸收線圈由導通至切斷過程中產生的瞬間反電動勢，從而有效保護相關元器件[1]。在調試過程中我們經常遇到由于內部穩壓管或者二極管損壞導致電流瞬間增大而導致斷路器跳閘，每當遇到此情況時我們都是通過一根一根拔線找出，此方法不僅耗時費力同時也大大降低工作效率，下面我結合指示燈模塊內部原理圖找出一種快速檢測方法。

2 故障原因及檢測方法

以某地鐵項目零速斷路器（ZVRCB）跳閘為列分析其原因及故障檢測處理方法[2]，某地鐵項目第二列在調試過程中出現ZVRCB跳空開現象，排查第一步首先我們測量了斷路器下端對負線阻值發現其阻值為無窮大，說明并不是正負線短接導致的跳空開，由于是第二列車故也排除斷路器容量選型偏小的原因，如圖3所示正常情況下只要制動系統檢測到列車為停車狀態制動系統即輸出零速信號也就是ZVRTC和ZVRM繼電器得電其常開觸點閉合[3-4]，從而使ZVR1-ZVR5零速繼電器得電，現在跳閘肯定是ZVR1到ZVR5中某一路故障導致，但具體是哪一路故障正常情況下我們都是通過拔線一路一路排除找出，這不僅耗時費力而且嚴重影響工作效率，由其原理可知當線圈得電過程中，由于二極管D1的反向截止作用，保護電路視為開路即電流不經過保護電路也就是不經過D2與DZ1;線圈在失電過程中會產生很大的反向電動勢，此時穩壓管（DZ1）反向擊穿以吸收瞬間高壓，同時普通二極管D2用來續流。即使穩壓管由于熱擊穿短路處于失效狀態，也能通過二極管D2來續流，只是減少了電路消除電弧的能力，但不至于使整個電路短路，所以導至跳開關的原因都是由于D1，D2或者DZ1擊穿導致電路中電流瞬間增大所致，所以我們可以直接測量T1與T2，T2與T3之間的管壓降，管壓降正常值為（0.5-0.7v）來判斷到底是哪個指示燈模塊損壞，如果T1與T2之間正向導通反向截止即T1與T2之間二極管正常否則二極管故障即該路故障，如果測到T2與T3之間有管壓降即該模塊損壞測量時表筆可以反過來測量一次以便更準確的判斷出是D2還是DZ1損壞。正常情況下T2與T3之間的管壓降為無窮大，若測得T2與T3之間有管壓降及該路損壞，此時我們可以直接將T1與T2短接跳過指示燈模塊從而快速排除故障，此方法不僅可以快速確定故障點也而且大大提高了工作效率。

3 結語

隨著技術的不斷發展，國內新型城軌車輛系統均采用高性能型的矢量控制或直接轉矩控制方式的交流傳動系統，調速性能和功率利用性能優異;廣泛采用列車總線控制系統，大大減少了車輛內部接線，提高了車輛運行的可靠性;列車自動駕駛（ATO）、列車自動保護（ATP）和列車自動監控（ATS）成為基本配置標準，極大地提高了列車運行的可靠性和安全性，降低了司機和調度人員的勞動強度;普遍采用高性能的模擬電空制動系統，實現了無縫的空電聯合控制和優異的防滑防空轉性能，各個系統緊密聯系，每個環節都關系著列車的安全，從調試人員角度出發我們必須懂得其內部各個系統的工作原理對存在隱患的系統和部件要積極進行改進研究，只有這樣才能更好的保障地鐵車輛的安全，提高地鐵車輛的可靠性，確保城軌車輛的安全、快捷運行。

參考文獻

[1] 葛剛.地鐵車輛繼電器指示燈模塊改進研究[J].住宅與房地產，2015（19）：182.

[2] 朱國巍，王文寧，王康.徐州地鐵一號線CBTC信號系統設計[J].科技風，2019（19）：86+96.

[3] 梁汝軍.城市軌道交通車輛繼電器的選型及應用[J].應用技術，2013（12）：127-129.

[4] 譚新念.地鐵列車繼電器觸點可靠性及對策研究[J].技術應用，2016（07）：296-298.

Metro Relay Indicator Module Working Principle and Fault Detection Method

Abstract：At present， most domestic subway projects are mainly controlled by relays. Relays are electrical appliances that switch on or off small current circuits according to changes in external input signals to achieve automatic control and protection functions. Generally speaking， The relay is mainly used to reflect various control signals. The contacts are usually connected in the control circuit. The types and number of contacts are large and the volume is small， but the accuracy of their actions is high. In the vehicle electrical control system， the failure rate of the relay is also high. In order to be able to quickly and accurately determine which relay is faulty， we have indicator lamps in parallel at both ends of the relay coil to display the relay's power and loss status. It is often encountered during use. Due to the damage of the relay indicator module， the circuit breaker trips， which leads to many adverse events such as the train clearing passengers. This article analyzes its working principle and proposes a fast detection method.

Key words：subway vehicle; indicator module; voltage