地鐵列車電氣故障分析

0 概述

地鐵異常的電氣故障不同于普通故障，正常排查流程、智能運維或自診斷模塊維保策略可快速排查常規電氣故障。異常的電氣故障常帶有突發性、無規律性和不確定性等特性，維保人員在短時間內難以縮小故障范圍或定位故障點，甚至出現排除故障走彎路現象。因此，車輛發生異常電氣故障時，用常規的檢修規范和排查流程是無法準確診斷故障的發生機理，車輛或子系統的專家診斷系統診斷策略失效。

1 地鐵車輛電氣故障維保理念

在維保工作領域有一個準則：“故障隱患必然會引發故障問題”。在地鐵車輛維保領域，加強地鐵車輛運營的安全性和穩定性是地鐵維保工作的重中之重。隨著智能運維和人工智能技術的發展，車輛整車或子系統的故障診斷模塊的診斷邏輯和策略能夠及時監測、預警或報警事件和故障，同時最大化地降低維修成本。新興的智能運維和人工智能維修策略具有交通強國大數據戰略優勢，但并非意味著對于傳統維保方法和技術的全面否定，恰恰相反，一些特殊和異常的電氣故障是大數據智能運維的盲區，需要維保人員在智能運維大數據的協助下，結合維保人員的理論知識和豐富經驗在較短時間內關閉，從而不影響列車運營。

艾納香為菊科(Asteraceae)艾納香屬植物艾納香〔Blumea balsamifera (L.) DC.〕的新鮮或干燥地上部分，是黎、瑤及苗等少數民族常用藥，具有重要的藥用價值和悠久的藥用歷史[1-2]。艾納香主要作為提取艾片、艾粉和艾納香油的原料，是目前提取艾片的唯一植物來源[3-4]。艾粉、艾片以及艾納香油被廣泛應用于藥品、保健品、化妝品及衛生護理用品等行業。目前，以艾納香提取物為功效原料的藥品有艾納香咽立爽滴丸、銀丹腦心通軟膠囊、心胃止痛膠囊和金喉噴健霧劑等中成藥[5]，化妝品有艾納香曬后修護睡眠面膜和艾納香祛斑霜等[6-7]，其獨特的功效已經得到廣大消費者的認可。

2 案例分析

2.1 上海地鐵17號線空調交流AC380 V三相不平衡故障的調查分析

財務公司的產業鏈金融服務不僅涉及到企業集團的各類財務信息，同時還需要將企業集團產業鏈相關的上下游企業的財務信息一同納入處理和分析范圍當中，所以財務公司需要完成較繁重的信息管理任務。現階段很多財務公司在產業鏈金融中的信息管理能力有限，不僅缺乏專業的軟硬件設施來快速收集相關財務信息，同時在控制財務信息質量方面也不夠理想。財務公司對各類財務信息的處理和分析能力相對不足，很多時候只是片面地從財務角度來分析各企業的運營情況而沒有深層次地發掘其金融服務的需求。

研究手段：以錯誤分析理論為指導在整個學年的口譯課上，對老師當堂布置的口譯任務中學生出現的錯誤進行記錄，同時對整個學年當中，學生課后口譯錄音作業中所出現的錯誤也進行了記錄，最后分類、歸納、整理。

研究發現，快代謝組的氯吡格雷使用率顯著高于替格瑞洛。雖然快代謝型患者可常規服用氯吡格雷，但仍有2例患者改用了替格瑞洛。經隨訪了解到，這些患者在醫生處知曉了氯吡格雷與替格瑞洛的療效對比后，在經濟允許的情況下，主動改用替格瑞洛。而慢代謝組則顯著低于替格瑞洛，中代謝組與替格瑞洛使用率相當。

車輛供電參數包含以下數據：

電網電壓、電網電流、輔助逆變器SIV（以下簡稱“輔逆”）輸入電壓、輔逆輸入電流、輔逆中間電容電壓、輔逆R相橋臂電流、輔逆S相橋臂電流、輔逆T相橋臂電流、輔逆U相電流、輔逆V相電流、輔逆W相電流、輔逆輸出UV線電壓、輔逆輸出UW線電壓。

車輛供電參數正常，AC380 V供電三相不平衡也未超標，可以初步判斷列車上報的三相不平衡故障是假故障，問題出在三相監測繼電器上。維保人員將上報三相不平衡故障的三相繼電器全部更換，并將更換下的故障三相繼電器送至廠家（ABB公司）檢測。三相繼電器品牌：ABB，型號：CM-MPS．41。

ABB公司出具的監測報告答復：召回的三相監測繼電器經實驗室綜合測試功能正常。

故障車輛在更換三相監測繼電器后，在后續運營中還是多次上報三相不平衡故障。

1)斷開閘刀隔離開關后，立即再次合閘，無拉弧現象。

三相監測繼電器的三相不平衡（Asym)原設置為7%，早期車輛上報三相不平衡故障后，在未檢出車輛三相供電故障后，將Asym調整為10%后，故障消失一段時間。但在車輛后續運營中又多次上報三相不平衡故障，在未檢出車輛三相供電異常后，接著再將Asym調整為15%后故障消失，但在車輛后續運營中又多次上報三相不平衡故障，上報故障的空調機組啟動保護電路，空調功能降級或失效，發生故障的時間是夏天氣溫最高時段，乘客投訴等使空調AC380 V三相不平衡故障已成為影響運營、迫切需要關閉的難題，但一時也找不到發生故障的直接原因。另外，Asym調整到15%是有一定風險的操作，如果AC380 V確實發生區間（7%，15%）的三相不平衡故障，但系統監控指標為15%，列車網絡會默認正常，不會上報故障，實際將對空調三相負載設備產生更大的損傷。

筆者在接到相關領導指示后赴上海地鐵17號線朱家角基地調查空調AC380 V三相不平衡故障，在現場查看了3列車，并調閱EVR事件數據記錄和ABB公司提供的檢測報告。在車輛DC1 500 V高壓和中壓AC380 V供電參數正常的前提下，筆者根據經驗初步判斷三相監測繼電器沒有永久損壞，而是三相監測繼電器受到環境因素影響而導致的監測功能下降。即在車輛空調柜內這個特定環境下三相交流電監測功能下降，監控參數有漂移，而往往導致此類現象的因素有元器件老化、磁場、溫度、濕度、鹽霧、壓力、壓降、安裝方向、振動、沖擊、電路接線等因素導致的監控電路特性發生變化。筆者在現場發現三相監測繼電器和相鄰元件在安裝上沒有留有間距（見圖2）。三相監測繼電器安裝，并且故障發生時間是在夏天7月以后，需要落實該型號三相監測繼電器對安裝間距的要求。

查閱該型號三相監測繼電器的技術參數，三相監測繼電器在安裝時需要和相鄰元件保留最少10 mm的間距，見圖3。根據三相監測繼電器安裝空間要求，筆者建議先連夜普查所有列車的三相監測繼電器安裝間距，并對安裝間距小于10 mm（包括0間距）的三相監測繼電器進行整改，保留間距至少10 mm。經后續反饋，整改后，運營列車在后續運營跟蹤時間內未上報三相不平衡故障，影響17號線乘客舒適性的空調頻繁上報交流AC380 V三相不平衡故障問題最終關閉。

在車輛供電參數都正常的情況下上報三相不平衡故障，如果把Asym調高到10%后故障消失，后續運營過程中再報三相不平衡故障，再把Asym調到15%后故障消失，后續運營過程中再報三相不平衡故障，但Asym調到15%已是上限值，不能再往高調整。此現象可初步判定三相監測繼電器的內部因素造成的測量參數偏移，此偏移現象是由于忽略了安裝的間距要求（未留間距或間距較小導致的元件表面散熱性能下降），造成三相監測繼電器的表面溫度升高后，元件內部的溫度相應升高，從而造成元件內部對溫度環境有要求的電子元件工作曲線偏移，造成假故障現象。

7月份即使有客室空調制冷，但空調柜內最高溫度也是在一年中的盛夏時間段，相對的高溫環境也會對三相繼電器內部的電子元件工作曲線偏移有一定的促進作用，因此，運營車輛是在7月份以后頻繁上報三相不平衡假故障也是符合故障產生的邏輯。

以上兩項操作現象和電容充放電規律吻合，其中斷開閘刀隔離開關后，再次合閘，無拉弧現象，是因為輔助逆變器三相整流后DC110 V輸出濾波電容有儲存電能，放電剛開始或正在進行中，不需要蓄電池對其充電或者蓄電池對其充電電流小到不足以引起拉弧。故通過閘刀隔離開關的電流很小，從而不會導致大電流拉弧。但斷開隔離開關，等待5 min后再次合閘，出現拉弧現象，是由于輔逆三相整流后DC110 V輸出濾波電容的電量已通過泄流負載放完，蓄電池閘刀隔離開關合閘后，蓄電池會對濾波電容進行充電，因此，流過閘刀隔離開關觸點的初始充電大電流導致觸點發生拉弧現象。

（4）模擬工作狀態變化測試：通過用戶的按鍵輸入，能在LCD顯示與總線數據傳輸上出現正常計數、短暫停頓技術、永久停止計數（表示工作正常、瞬時失效、永久失效）。

隔著孕媽媽的肚子，猜子宮里胎兒的大小是最讓醫生頭痛的事情。在醫學不發達地區，醫生只能憑借個人經驗、孕婦體重的增長、肚子的大小、子宮的高度和孕婦腹圍等情況進行粗略估計。隨著超聲技術的發展，目前最常采用超聲對胎兒雙頂徑、頭圍、腹圍等重要數據進行測量，進而計算胎兒體重，再參考標準進行比對，最終發現位于兩個極端的大于胎齡兒和小于胎齡兒。

2.2 上海地鐵5號線增購項目列車收車后閉合蓄電池（DC110 V）閘刀隔離開關拉弧原因分析

5號線增購列車在完成調試試驗，列車收車后，試驗人員閉合蓄電池閘刀隔離開關時有拉弧現象，經檢查發現閘刀隔離開關觸頭有燒蝕。

試驗人員初步分析蓄電池直接帶載的某一DC110 V永久負載回路可能存在因接線原因導致的短路現象。比如，整車緊急照明電路、列車激活和休眠電路，蓄電池電路見圖4。

經排查，未發現蓄電池永久負載電路有短路現象，現場一籌莫展，無法解釋拉弧原因。

聽取現場試驗人員對問題的描述和排查經過，查看了燒蝕的蓄電池閘刀隔離開關觸頭，并發現此型號閘刀隔離開關無滅弧裝置。在確認蓄電池的電壓正常后，為了搞清楚拉弧本質，筆者試著閉合閘刀隔離開關，觸點接通后，拉弧瞬間發出的聲音猶如點燃鞭炮的清脆響聲。根據經驗，沒有滅弧裝置的觸點在異常大電流接通的瞬間會產生類似鞭炮的脆響聲，而短路或電容放電往往會產生異常的大電流。因此，根據拉弧聲音，初步判斷拉弧現象并非車輛永久負載導致，而是由輔助逆變器三相整流后DC110 V輸出濾波電容的放電導致。并采取以下操作驗證：

車輛空調系統上報三相不平衡故障會導致有故障的機組保護電路啟動，空調功能降級或失效，在夏天會導致乘客舒適性下降，影響車輛運營。更換三相監測繼電器治標不治本，維保人員通過上調三相監測繼電器的三相不平衡設置來消除車輛上報三相不平衡故障。

2)斷開閘刀隔離開關后，等待5 min后再次合閘，出現拉弧現象。

三相不平衡故障實際是由安裝不到位引起，并最終導致影響乘客舒適性的運營問題。在設計階段，安裝圖紙未明確元件安裝間距要求或者對安裝間距要求未予以重視。在首檢或后續調試階段也未發現問題。在17號線運營數年后，元件由于老化、溫度、濕度、電磁、振動、沖擊、外力和工作環境等原因，導致內部電氣或電子元件技術參數曲線下降或漂移，并最終引發車輛運營故障。因此，在項目設計階段，電氣原理設計人員在確認三相監測繼電器的選型后，應提供三相監測繼電器安裝技術要求接口給電氣安裝設計人員，并在圖紙上體現安裝技術要求，則可避免上述運營問題的發生。綜上，接口問題是造成地鐵車輛電氣故障的主要因素之一。

輔助逆變器的供貨商為ALSTOM（阿爾斯通）公司，筆者將以上分析結論發給ALSTOM公司，ALSTOM公司則提供了輔助逆變器內部的蓄電池充電電路及RC濾波電路參數，見圖5。

濾波電容C有兩種參數：4X15 mF/4X4．7 mF，泄流電阻R：680Ω。

根據以上參數，則RC濾波電路時間常數RC：40．8 s/12．8 s，則充電到104．5 VDC需要的時間：122．4 s/38．4 s。放電到40．7 VDC需要的時間：40．8 s/12．8 s。

驚恐障礙(panic disorder,PD)屬于嚴重的焦慮障礙,以突發的強烈焦慮伴軀體癥狀為主要特征,表現為發作性胸悶、心慌等,伴有瀕死感和失控感,女性的發病風險是男性的2-3倍。PD可增加其他焦慮障礙、酒精和物質濫用、抑郁發作和自殺風險,并加速個體的衰老進程。雙生子研究顯示,PD遺傳度高達48%(95%CI:0.41–0.54),一級親屬的同病率(11%)為一般人群(2%-5%)的3倍,提示遺傳因素在PD病因中的重要性。Hettema等通過對三對雙胞胎和五個家庭的研究發現焦慮障礙的遺傳傾向約為50%。

2019年7月以后，上海地鐵17號線部分列車在運營中，列車網絡上報空調動力交流AC380 V三相不平衡故障頻發。通過調取故障列車網絡監控的高壓DC1500 V和中壓AC380 V供電參數，列車上報三相監測不平衡故障在EVR（事件記錄儀）數據記錄的故障發生時間點段，車輛供電參數正常，三相不平衡也未超標，列車供電參數見圖1。

以上數據能夠解釋在現場斷開閘刀隔離開關后，馬上再次合閘，無拉弧現象是因為濾波電容C通過電阻R剛開始放電，電容C的電壓降非常小，則蓄電池對電容C的充電電流非常小，不會引起閘刀隔離開關拉弧現象。但斷開閘刀隔離開關后，等待5 min后再次合閘，出現拉弧現象是因為濾波電容C通過電阻R放電已結束，此時閉合閘刀隔離開關，蓄電池對濾波電容C有大的初始充電電流通過閘刀隔離開關觸點，導致其觸點發生拉弧（無滅弧裝置），并伴有清脆的響聲。

〔設計意圖：本次作文訓練課的重點在于指導學生如何把一件事（或活動）的經過寫具體，所以提供一篇這次小實驗經過寫得簡單的作文，讓學生去交流如何把經過寫具體，教師因勢利導歸納方法，做到“不憤不啟，不悱不發”，接下來結合本次作文展開具體訓練。〕

加強對蔬菜種植戶的科技培訓，按農時季節和生產需要及時分鄉（鎮）分村劃片開展各類培訓，經常深入設施溫室大棚集中區進行現場咨詢和指導，為廣大菜農提供更好的信息和技術服務，提高菜農科學種菜水平和農產品質量安全意識，提高設施蔬菜生產銷售的整體水平。建立蔬菜市場價格信息網絡，及時提供市場信息，指導蔬菜生產和市場銷售。

凌叔華被譽為“東方典型美人”，這不只是對她清麗氣質的贊美，也是對其溫婉淡雅的文風的肯定。凌叔華的創作中，小說成就最高。學術界對于她的小說研究也較多。相關研究可分為以下三個主要方面：

電氣接口問題是造成閘刀隔離開關觸點發生拉弧故障的主要原因，列車輔助逆變器由ALSTOM公司供貨，輔逆屬于列車輔助供電系統，輸出三相AC380 V交流和DC110 V直流，蓄電池為車輛電氣系統，但蓄電池和輔逆有接口，蓄電池虧電時會通過輔逆輸出DC110 V充電，ALSTOM公司未向車輛蓄電池電路設計提供輔逆輸出DC110 V的接口電路和參數。

增加輔助隔離開關可解決閘刀隔離主開關觸點拉弧問題，輔助隔離開關電路由輔助隔離開關串聯一限流電阻R

后再和主閘刀隔離開關并聯，閉合主閘刀隔離開關前先閉合輔助隔離開關，則蓄電池先對濾波電容C預充電，待充電電流下降到預設值后，再閉合主閘刀隔離開關，即：在主閘刀隔離開關沒有滅弧裝置的前提下，先閉合輔助隔離開關給濾波電容C預充電結束后，再延時閉合主閘刀隔離開關可關閉主閘刀隔離開關觸點拉弧現象。

設計咨詢企業的成本構成模式造就其固定成本比例較低，以人員成本為主的變動成本較高，這為企業預算控制帶來了挑戰。尤其是項目進行過程中，設計咨詢工作反復帶來的人員投入的浮動變化，為預算的執行和控制帶來比較大變動。

3 結語

地鐵車輛維保工作平凡但責任重大，需要相關維保人員能夠保持積極進取的工作態度，養成終身學習的習慣，彌補自己的短板，有著處理地鐵車輛復雜問題的“敏銳嗅覺”，在處理問題的過程中有著把控全局的控制力，減少走彎路現象，處理問題不能治標不治本。

地鐵車輛設計和子系統設計人員在車輛設計階段應管理好相關接口的配合銜接，嚴謹對待設計和施工圖紙，本著“少一個技術參數，必留一個故障隱患，留一個故障隱患，必然引發故障問題”的態度不放過每一個技術參數，對降低列車維保成本也有益。

目前還未建成全國軌交行業處理特殊電氣故障的大數據平臺或手機APP，處理特殊疑難雜癥的電氣故障或許能體現相關技術人員的“水平”，因此，掌握了“竅門”的技術人員為了保護自己的職場地位，從而不愿上傳自己的“經驗和絕招”，這是生產力倒退，未來將被人工智能替代。“大國工匠”不應該是少數人，應該人人都有成為“大國工匠”的機會。