蘇州軌道交通5號線列車異常降單弓故障分析

顧益聰

(蘇州市軌道交通集團有限公司，215004，蘇州)

1 故障描述

2021年5月，蘇州軌道交通5號線0508次列車司機報告，該列車以FAM(全自動模式)運行至胥口車輛段XL8017信號機前，列車帶受電弓動車Mp1位置前弓自動降下。OCC(運行控制中心)組織司機接管列車后該車前弓自動升起，故障恢復。該起事件發生于列車首次出庫上線時，未對正線運營造成較大影響。

2 受電弓升降控制原理

受電弓升弓與降弓的控制電路均通過DC 110 V緊急供電母線供電，均可以在FAM模式與非FAM模式下完成升降弓。

2.1 升弓控制原理

控制受電弓升弓有兩種方式，一種是通過人工旋轉受電弓控制旋鈕升弓，另一種是根據FAM模式下的升弓指令升弓。這兩種方式均可使升弓列車線得電。

如圖1所示，升弓列車線得電后，經過防止反流二極管，在受電弓使能存在與LPR(降弓繼電器)未得電的情況下，RPTR(升弓繼電器)得電。該控制電路的核心在于，使升弓繼電器RPTR得電，繼而使受電弓電磁閥得電，控制受電弓升弓相應氣路導通充氣，完成升弓。

圖1 受電弓升弓電路圖截圖Fig.1 Circuit diagram of pantograph bow ascending

2.2 降弓控制原理

控制受電弓降弓同樣有兩種方式，一種是通過人工旋轉受電弓控制旋鈕降弓，另一種是根據FAM模式下的降弓指令降弓。這兩種方式均可使降弓列車線得電。

如圖2所示，降弓列車線得電后，降弓繼電器LPR得電，其串聯在升弓控制電路中的常閉觸點動作；升弓繼電器RPTR失電，其常開觸點由閉合變為斷開，受電弓電磁閥失電，控制受電弓氣路排氣完成降弓動作。

圖2 受電弓降弓電路圖截圖Fig.2 Circuit diagram of pantograph bow descending

綜上所述，升弓或降弓的關鍵在于升弓或降弓的列車線是否得電，以及升弓繼電器RPTR的得失電情況。

3 故障分析

由受電弓升降控制原理可知，降弓時其對應的降弓列車線得電，升弓繼電器RPTR失電。若要確定降弓受哪一種方式控制，則需結合EVR(事件記錄)的變量信息進行分析。

對EVR中的變量信息分析后發現：①在故障時刻，降弓繼電器LPR得電，升弓繼電器RPTR失電，符合降弓列車線得電情況。②列車駕駛模式由SM(ATP(列車自動保護)監督下的人工駕駛)模式變為FAM模式。據司機反饋，事發當時其未操作受電弓控制旋鈕，控制旋鈕始終處于升雙弓位置，由此可排除人為誤觸發降弓的情況。因此，應考慮降弓是FAM模式下的降弓指令使降弓列車線得電這一情況。由此故障排查方向確定為TCMS(列車控制與監控系統)發出了使受電弓異常降弓的控制信號。

列車在正線由非FAM模式升FAM模式情況下，控制系統會給出持續5 s的升弓脈沖信號，由圖3變量數據HVS_xRRPCmmd(遠程升后弓指令)可見，列車升級為FAM模式的同時，控制系統給出了升后弓指令。而與此同時，輔助逆變器收到了降前弓信號ACE1_IxPanto1_1(見圖4)。相互矛盾的指令最終導致降前弓列車線得電。由此可判斷，是因線路串電或接線錯誤導致降前弓列車線得電，具體故障原因可通過查線確定。

圖3 控制系統發出的遠程升后弓指令

圖4 輔助逆變器接受的降前弓信號

在FAM模式下，結合升降弓列車線布線圖(見圖5)測量發現，升后弓網絡觸點閉合后，升后弓列車線的D2013二極管20A端處于無電狀態，而降前弓列車線的D2014二極管21A端處于有電狀態。檢查這兩根列車線的接線情況發現，這兩根列車線的接線接反。按照正確的列車線布線圖重新接線后再次進入FAM模式，受電弓狀態恢復正常，未出現異常降弓情況。綜上所述，0508次列車此次故障的原因為，FAM模式下受電弓控制線路中升后弓與降前弓的列車線接線接反，導致列車進入FAM模式后降前弓列車線異常得電而使受電弓前弓降下。

圖5 升降弓列車線布線圖截圖Fig.5 Wiring diagram of lifting and lowering bow train line

4 建議

1) 列車在正線發生受電弓故障，如處置無果則應盡快退出服務，以防止對接觸網和運營造成影響。

2) 對于列車降單弓故障，排查時應首先排除與受電弓升降弓相關聯的斷路器、繼電器及電磁閥發生異常的可能性，繼而將排查方向轉向控制電路部分。

3) 本文中的故障案例，在查線過程中發現接線錯誤的兩根線其接線線號與布線圖要求線號相一致，但線路本身與其所配線號不一致，表明該錯誤責任在生產廠家。故應要求生產廠家加強產品的出廠檢驗，尤其要進行線路與線號匹配度的測試，不能僅采用目測方式，還應進行功能性核驗。

4) 該列車在預驗收時，由于某些原因未進行遠程升降弓的功能測試，導致該車即將上線運營時出現降單弓故障。建議預驗收時確保覆蓋所有測試項點，對于因故未完成的測試項點要在條件滿足時進行測試，避免出現不測試某項功能即完成預驗收的情況。