地鐵電客車牽引系統故障分析及處理

李翔　方杰偉

摘要：為了給列車駕駛員快速處理故障提供支持，減小電客車輛故障對運營造成的影響。結合西安地鐵機場線電客車輛牽引系統工作原理，通過對運營中發生的牽引系統故障分析，并經過試驗驗證，探索出電客車輛牽引系統故障快速判斷處理方法。牽引系統故障由牽引主電路故障和牽引控制電路故障組成，電客車輛HMI界面顯示牽引系統故障信息，進入HMI牽引界面查看主電路是否故障，通過司機臺故障信息燈和運行界面牽引狀態顯示判斷是否為牽引控制故障。判斷出故障點后，按照故障處理方法排除故障。

關鍵詞：電客車輛? 牽引系統? 故障分析? 處理

1牽引控制系統工作原理

1.1列車牽引指令有兩種傳輸方式：網絡和硬線。

（1）列車牽引控制采用網絡控制模式，實現列車自動控制和指令控制

主要網絡設備包括中央控制單元 （CCU）、人機接口單元（HMI）、中繼器（RPT）、遠程輸入/輸出模 塊（RIOM）、數據記錄儀（ERM）。

列車牽引網絡控制系統基于網絡通信功能，完成對牽引系統的整車系統的邏輯控制、狀態監視、故障診斷等功能。

（2）當列車控制網絡故障時，列車不能實現信號模式自動運行功能，采用備用模式，通過硬線來實現列車低速運行。

1.2牽引控制系統構成

（1）列車牽引控制系統，它由司機司機臺指令開關、高壓箱、MVB、DCU和TMS等構成。

（2）主要完成列車有關牽引的控制指令及狀態的給出、傳輸，實現列車牽引順序邏輯控制、電傳動系統故障保護和列車牽引/電制動控制等功能。

1.3牽引控制系統工作原理

牽引控制單元（DCU）根據司機指令（或ATO）通過車輛網絡傳輸實現對列車牽引/制動特性控制和邏輯控制，實現對主電路中接觸器的通斷控制和VVVF逆變器的啟/停控制，計算列車所需的牽引/電制動力等。

網絡控制路徑：列車司機室的司機控制器和各指令開關的信號狀態通過硬連線進入模擬量輸入輸出模塊（AXM）或數字量輸入輸出模塊（DXM）模塊，再通過多功能車輛總線（MVB）進入車輛控制單元（VCM），再通過MVB到達傳動控制單元（DCU）。

硬線控制路徑：列車司機室的司機控制器和各指令開關的信號狀態通過有接點控制電路由硬連線直接傳遞給DCU。

2 電客車牽引系統故障判斷及處理

牽引系統故障分為無牽引指令和牽引電機無流二類。

2.1無牽引指令

2.1.1 司機控制器或指令開關故障

司機控制器和指令開關的信號發出牽引指令，司機室HMI屏上無牽引顯示。有接點控制電路的狀態及故障信息通過HMI顯示屏顯示。

處理：

信號模式下（ATP投入位）HMI屏上無牽引顯示時，切除ATP，轉車輛控制。車輛控制無牽引顯示時，查看列車控制斷路器是否閉合位，閉合位故障不消失，換端操作。

2.1.2 牽引安全回路故障

司機控制器和指令開關的信號發出牽引指令，HMI顯示屏上無牽引顯示。車輛牽引安全回路故障，緊急制動施加、制動緩解不良、門未關好、總風壓力低、門選開關0位造成。

處理：

通過牽引安全回路分析并結合對應的狀態顯示判斷故障原因，查看司機臺上門選“0”位、門關好燈亮、緊急制動施加燈滅、壓力表上總風壓力600KPa以上，HMI制動界面所有車輛轉向架空氣制動壓力為0。如果燈、儀表、界面顯示與正常狀態不一致。對不正常狀態對應的故障進行處理，故障不能處理好時，打旁路開關旁路故障聯鎖開關。

2.2牽引電機無流

司機控制器和指令開關的信號發出牽引指令，HMI顯示屏有牽引顯示，列車牽引無流，不能動車。由牽引主回路故障、列車網絡故障、牽引控制單元故障造成。

處理：

2.2.1 牽引主回路故障

（1）確認網壓在 1000～1800V 范圍內，如網壓低需確認升弓狀態。

（2）確認 TCMS 顯示屏運行界面中高速斷路器 HB 狀態顯示為“綠色圖標”。

①若 HB 狀態顯示“灰色圖標”，牽引系統狀態顯示“灰色圖標”，則將主控手柄置于“N”位，方向控制手柄至于“0”位，按壓司機臺“VVVF/SIV 復位”按鈕（按壓至少3 秒）、“合高斷”按鈕進行小復位操作（僅限 2 次，間隔時間至少 10 秒），確定 HMI顯示屏 HB 狀態顯示為“綠色圖標”，牽引動車。

②若小復位操作無效，HB 狀態顯示“灰色圖標”，司機進行降弓斷電復位操作，如復位無效，如仍不能動車，則：如車在區間，申請換端操作，若能動車，按照行調命令運行到前方站清客后退出服務;若不能動車，申請救援;如車在站臺，清客后申請換端，若能動車，退出服務，若不能動車，申請救援。

2.2.2 牽引網絡故障

HMI屏顯示牽引網絡故障，主控手柄牽引位牽引無流，斷開蓄電池，車輛重啟操作。如重啟故障不消失，按下備用模式按鈕，采用備用模式運行，備用模式為硬線控制，不能實現信號模式控車。

2.2.3 牽引控制單元故障

牽引控制單元故障，邏輯電路板卡故障顯示燈亮，列車不能運行，需救援至維修基地檢查，更換相應的板卡。

結語

目前地鐵電客車輛具有診斷功能，車輛存在的的故障通過人機界面顯示出來，但顯示的是故障類別，不能精確到故障點，所以通過車輛的人機界面獲取故障類別后需進行分析判斷找出故障點然后進行處理。本研究對西安地鐵機場線電客車輛牽引控制系統工作原理、診斷功能、故障顯示進行分析后找出故障點，并針對故障點進行處理。解決了電客車輛故障后快速判斷、準確處理的問題。為智能運維故障點的檢測和處理提示提供依據。

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作者簡介：李翔（1984-），男，本科，工程師，研究方向為機車車輛。