淺談地鐵站臺門電源系統及常見電氣故障分析

鄭少鋒

摘要：站臺門系統的所有設備均須采用經驗成熟、性能先進、結構簡單、維修方便、質量穩定、運行可靠、外形美觀的產品。此外，系統的硬件和軟件應充分考慮其可靠性、可維修性和可擴展性，并具備故障診斷、在線修改等功能，同時遵循模塊化設計和冗余設計的原則。

關鍵詞：地鐵、站臺門、電源系統、電氣故障

1、站臺門電源系統的構成

站臺門電源系統為一級負荷，采用三相五線制。電源系統分為驅動電源和控制電源兩部分。驅動電源負責對門機系統供電，采用直流供電方式，具備充電、饋電、故障保護（過壓、 并聯、過流、過載等）、電源參數和報警信息監測和記錄功能。控制電源負責對 DCU、PSC、PSL、IBP 和接口等供電。驅動電源和控制電源采用相互獨立的配電回路及蓄電池組，避免相互干擾。

1.1驅動電源

驅動電源采用直流供電方式，主要由整流模塊、監控模塊、絕緣監測、電池巡檢及充放電管理模塊、驅動蓄電池組、饋線回路等構成，以完成外部電源停電后蓄電池投入供電的功能，蓄電池投入供電的狀態信息需上傳至綜合監控系統。能實現完善的 N+1 冗余備份功能。驅動電源輸出回路數合理設置，對應每節車廂的四道滑動門分四路進行交叉配電，以保證其中一路電源故障時，對應該車廂的其余三道滑動門能可靠供電。

1.2控制電源

控制電源由交流不間斷電源 UPS（含蓄電池）、隔離變壓器、直流模塊、充電模塊、監控模塊及饋電單元（配電單元）構成，以完成外部電源停電后蓄電池投入供電的功能。控制電源饋線回路必須能夠滿足系統控制設備使用，保證系統的運行安全可靠。

1.3蓄電池

蓄電池采用全密封免維護膠體蓄電池，外觀不得有變形、裂紋及污跡，在使用中應無滲液、漏液、爬液和膨脹現象。蓄電池的設計壽命須不少于 15 年（25℃），單節電池的電壓為 12V，均衡充電電壓：14.1～14.4V， 浮充電壓：13.5～13.6V。其容量保證斷電后控制系統能持續工作 1h，并滿足斷電后 1h 內本車站所有屏蔽門可開/關門操作至少 5 次的要求。

1.4站臺門系統電源UPS

站臺門系統電源 UPS 作為一個獨立的系統進行配置，是雙變換在線式的、并聯冗余的系統。系統內任何一部分故障都不能影響整個 UPS 的正常工作，整個系統沒有單點故障點。UPS 系統中任何一部分的故障都將被隔離，從而不影響整個 UPS 系統的工作，即使將系統控制器移走也不影響整個系統的輸出。UPS 系統必須能夠現場進行各種輸入、輸出相位的設定。控制器內置完善的電源分析儀及 TCP/IP 通訊接口，實現雙向互動式監控，協助客戶靈便快捷的對系統危機做出即時處理。標配靜態旁路及充電器，不需要外接。

2、站臺門典型電氣故障分析

站臺門電氣類故障主要分為單門不聯動、整側不聯動、安全回路等接口故障。電氣類故障一般影響程度較大、范圍較廣、排查比較困難。為保障整個地鐵的運營服務質量，現場故障處理應遵循“先通后復”原則。

2.1單門不聯動故障

單道滑動門故障主要集中于門鎖機構、驅動裝置、傳動裝置以及各電氣備件（就地控制盒、門控單元、驅動電機、各限位開關等）的損壞。機械部分通過查看故障現象，觀察設備運行狀態進行排查，故障處理較為直觀。涉及電氣部分的故障，需精通設備電氣原理及各接線端口線號定義，通過測量各電氣原件的輸入輸出端口電壓來判斷故障點。

2.2整側不聯動故障

滑動門整側不聯動，主要分為各控制級故障（系統級控制、站臺級控制PSL/IBP）、線路故障等。由于站臺門各控制級之間采用獨立繼電器模塊以實現滑動門的現場控制，故當某個控制級失效其它兩個控制級有效時，則判斷此控制級單元存在故障，通過測量該控制方式的控制信號來排查故障點。當所有控制級均失效的情況下，則對控制信號線路及電源系統進行排查。

2.3安全回路故障

站臺門關閉且鎖緊信號是由滑動門和應急門內的鎖閉監測安全開關觸點形成安全回路。當任何一組觸點斷開，站臺門系統鎖閉信號將丟失。在系統級控制下，車輛、信號、屏蔽門相互連鎖，當站臺門門發生故障，且鎖閉信號丟失時，站臺列車就無法動車，造成行車影響。根據先通后復的原則，就需要操作互鎖解除開關，旁路站臺門系統，保證列車正常行車。

信號系統與站臺門系統的接口分界位置位于各站的站臺門系統設備控制室的PSC機柜的終端，信號系統向站臺門提供DC24V電源及一組無源干接點，當站臺門安全回路接通時，該觸點閉合，信號DC24V電源回流至信號系統，信號系統則判斷站臺門系統為關閉鎖緊狀態。

當關閉鎖緊信號丟失，通過測量接口位置電壓，即可判斷出對應故障專業。當確定為站臺門專業故障時，通過查看站臺門中央控制盤PSC監視數據，找出故障門單元，然后對該單元門安全回路進行排查，即可找出故障點。故障修復完成后，設備恢復正常，工完場清并進行記錄匯總。

結束語

地鐵站臺門系統是一個機電一體化產品，電氣類部分包括電源系統和控制系統，控制系統接口較多，且對設備運行環境要求較高。車站區間灰塵及梅雨季節潮氣對設備影響較大，易引起電氣類故障，對行車造成影響。故對專業技術人員的技能水平及設備維護檢修的質量要求較高。

參考文獻

（1）《城市軌道交通技術規范》（GB50490-2009）