城軌車輛電氣調試常見故障問題分析及應對策略

何闖

（廣州中車軌道交通裝備有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

隨著社會的進步和經濟的不斷發展，城市中的流動人口越來越多，對城軌交通運營與發展的要求也越來越高。在城市建設的持續發展中，人們越來越重視城軌交通運輸的管理，為更好地反映城軌交通的運營情況，需要考慮到城軌車輛的運行需要，及時進行故障診斷和分析，為城軌交通的運行和發展提供了強有力的支撐[1-2]。針對城軌車輛電氣系統的故障分析和處理措施進行探討，其重要意義是更好地完善運營工作，提高城軌交通的運營效率，為城市發展建設服務。

1 電氣調試分析

車輛的電氣調試是車輛組裝后，車輛運營、后續維護和檢修中的重要環節，其功能是檢查車輛的靜態有電性能、動態有電性能。在城軌車輛的電氣調試中，可以暴露出車輛在使用中可能出現的故障問題，從而發現導致問題的原因，并及時解決[3]。針對城軌車輛電氣調試常見故障問題進行了分析，整理出常見的故障發生位置，見表1。著重分析并解決故障分布表中存在的主要問題。

表1 常見故障分布表

2 城軌車輛電氣調試常見故障問題分析

2.1 轉向架

轉向架是由很多零件組成的，它在城軌車輛運行中起著舉足輕重的作用。在轉向架中，軸承是關鍵部件，也是維修保養的重點。在城軌車輛的轉向架中，軸承是最易發生故障的零件之一。由于軸承是支撐車輪等其他零件正常工作的關鍵部件，一旦發生故障，就會對城軌車輛運行造成較大的負面影響，從而導致整節車輛處于不安全和不穩定的工作狀態。軸承主要存在兩種故障：一是軸體斷裂損壞，二是軸承內有大量的油污[4]。這些問題都會對軸承的正常工作造成一定的影響。城軌車輛的軸承長時間使用或者遇到了一些不正常的情況，會造成磨損，或者損壞。潤滑和冷卻軸承時，不可避免地會與灰塵混在一起，在軸承表面留下了油漬。如果不及時保養和維修，就會增加后期維修的成本和難度。在維護不當的情況下，轉向架表面磨損銹蝕嚴重（見圖1）。

圖1 轉向架磨損銹蝕

除軸承外，轉向架輪等零件也容易發生裂紋而導致城軌車輛出現故障。城軌車輛承載著龐大的城市人口，以廣東某市為例：每日的人流數量達到數百萬，尤其在高峰時段，更是如此。所以城軌車輛必須具備良好的運載能力。由于轉向架是城軌車輛的主要承載部和連接部，要承受整個車體的質量，并將其傳遞到其他零件上，所以在長時間的運行中，本體鋼框架等結構會產生裂紋。裂紋的產生還與鑄件的焊接情況有關。通過對車體的檢驗，可以看出，車體裂紋是一種常見的故障。長期使用或者存在焊接缺陷的轉向架，在惡劣的運輸條件下，使用壽命將大為縮短。

2.2 牽引供電系統

2.2.1 異常運行條件

在城軌車輛行駛時，正常狀態是頻繁的啟動、制動。但是，在上下班高峰時段，城軌車輛的運行往往會出現超負荷運行的情況（AW3 以上）。在此條件下，當城軌車輛制動時，電力網內的電壓和電流都會發生劇烈的變化。這種不正常的負荷狀況與牽引供電系統的短路情況相似。城軌車輛自身的保護系統或裝置會根據錯誤的判斷，做出相應的反應，給牽引供電系統造成了不必要的傷害。

2.2.2 第三軌接觸故障

在城軌車輛的牽引供電系統中，最常見的故障是：鋼軌與三條軌道間金屬接觸；或者在三條軌道與地面間起絕緣作用的絕緣支柱被擊穿。由于城軌車輛牽引供電系統的接地網被破壞，造成了接地的扁銅線與三條軌道之間短路。這是常見的由金屬接頭造成的線路故障。比如，在城軌車輛電氣系統故障檢修后，由于維修工人沒有及時拆除金屬工具，造成了鋼軌與三條軌道間的金屬接觸。對牽引供電系統進行電力再供給時，鋼軌與三條軌道的直流連接會造成短路。

2.3 輔助電氣系統

車內照明、配電盤、輔助供電設備等都是輔助電氣系統的主要組成部分，通過視覺，可以方便地對車輛內部的照明和輔助供電設備進行檢測。在配電盤上，配電盤的接線不夠規范，并且控制器、接觸器等發生故障都是異常現象。在城軌車輛電氣調試時，要加強對繼電器等觸點開閉試驗的重視，加強專項檢查[5]。其中，針對配電盤中存在的配線不規范問題，只有從根本上解決配線的問題，才能使配線的準確性、規范性得到進一步的改善。當出現不正常的緊急燈光時，應該通過轉換常規的照明試驗來確定有沒有異常。

2.4 車端連接

城軌車輛使用的編組多為短編組，以四節和六節編組較多，各車輛之間的電氣連接以跨接電纜連接為主。跨接電纜長期處于室外，很容易受到室外環境的嚴重影響。特別是在隧道內，濕度大，波紋管內部的電纜摩擦較大，對波紋管內部電纜的質量有很大的影響。同時，對裸露在外部的高壓區電纜，也要及時檢查電纜的外觀狀況和連接狀況，對保證線路的長期穩定有很大的幫助。在城軌車輛電氣調試及后續車輛檢修維護時，跨接電纜狀態維護重點是電纜防水、防老化處理，出現油污老化變形的要及時更換[6]。

2.5 供風及空氣制動系統

供風及空氣制動系統的常見故障，主要集中在電磁閥的電氣接頭、轉速傳感器等部件，其中以電磁閥電氣接插件制作縮針、錯線等故障最為普遍。在城軌車輛電氣調試時，若發現信號反饋，要立即根據車輛功能原理圖和設備代號，找出對應的電氣塞門和對應的機械結構是否運作。判斷是否由于電氣接頭松脫、虛接導致機械結構無法如期運作，車輛無法正確輸出制動信號及傳遞制動命令。對信號反饋部位進行檢查后，發現異常情況，應立即更換接插件。若無異常應通過壓力表，檢查各功能的管路壓力，判斷是否存在漏氣或閥類部件卡滯，最后進行更換備件，重新驗證功能。

2.6 司機室

司機室的故障主要有刮雨器故障、旋鈕卡滯等，其中旋鈕卡滯及司機室下方連接器松脫等問題較為普遍。在長時間的使用中，車輛振動、技術改造加線或者屏蔽電纜，都需要拆卸連接器，會增加連接器松脫、插針虛接的隱患。特別注意設備柜的位置，由于作業空間比較小，電氣調試易存在磕碰電氣設備的情況。因此，在城軌車輛電氣調試時，要多次檢查，確認設備能夠正常操控，設備按鈕和司機室內蓋板蓋好。

2.7 車內環境溫度控制

在城軌車輛運行過程中，不僅要考慮到乘客的安全，還要考慮乘客的需要。特別在城軌車輛組裝后首次通電調試時，保持車輛內部的清潔和衛生，保證回風的穩定性，按照測試項點，檢測風量和風速是否符合試驗大綱要求，從而保證乘客的正常需要。在城軌車輛運營后，每隔一段時間，都要擦一次灰塵，保證通風管道的清潔程度，并對空調的供氣需求進行識別，確認風機、逆變器等部件的狀態，一旦發現異常，立刻更換。

3 城軌車輛電氣調試故障的應對方法

3.1 管理方面的對策

3.1.1 查詢法

當城軌車輛設備運行中發生電氣故障時，可以采用查詢法。一般而言，對于設備的運行狀態，操作人員應有一定的了解和具備相關的作業資質，對設備的工作原理和系統有一定的了解。同時，還要分析周圍是否存在著明火、水蒸氣等熱源，是否存在腐蝕性氣體侵蝕，確定了問題的原因，然后再進行維修[7]。另外，要掌握設備購置使用時間、維修情況、故障前后設備狀況等，做好相關的記錄，方便以后的維護。

3.1.2 觸摸感覺法

觸摸感覺法指的是通過人的手指接觸元器件，從而檢測元器件是否過熱或發熱。例如，繼電器一般不會發熱或發燙，電動機、變壓器的溫度要低于70℃。用手觸摸，若發燙則溫度高于70℃，則表示該部位的線路有問題。電路板焊接點較多，板片與板片之間用插頭連接，如果接觸不良，很可能發生故障。因此，在檢測期間，應該用絕緣材料，對可疑的地方進行輕微的撞擊。

3.2 技術方面的對策

3.2.1 加強電氣系統二次設備檢修維護

為了提高城軌車輛運行管理水平，根據相關運行要求、維護要求對城軌車輛電氣系統進行二次設備檢修維護，以提升二次設備的維護水平，為城軌交通的運營和維修工作奠定基礎。比如，為適應城軌交通運行和養護管理的需求，不斷提升其維護工作水平，為城軌交通的高效運營和維修工作提供了可靠的保證。作為城軌交通的運營和維護管理者，為了保障城軌交通的安全與穩定，需要及時制定運行、維護、管理和監管的計劃。

3.2.2 直流電纜保護

目前，檢測直流電纜通常采用脫機和定期檢測。通過各種報警信號，及時發現故障并進行替換。采用在線實時監測技術，可以及時掌握電纜的絕緣參數，從而形成準確的預警。此外，還可以制定一套行之有效的緊急事件計劃預案，并根據相關的規則，對突發事件進行處理，從而提升解決問題的能力。比如，將傳統的人工開關改造為電動開關，減少員工往返的時間，真正做到遠程控制，提高解決問題的效率[8]。在實施工程改造時，要檢查線路鋪設狀況，并對線路進行改進，如有條件，可由直接敷設改為架空敷設。在建設新的城軌線路時，應選用具有良好阻水性的纜索，以增強其防水性能，同時還要設置實時監測系統，監測線路的動態變化。

3.2.3 做好各部件定期技術檢修

對城軌車輛電氣系統各部件，定期開展技術檢修工作。尤其對轉向架、牽引供電系統、制動等多個重點部分，強化安全管理，降低車輛故障發生概率。在運行中，維修工作直接關系到車輛運行的安全性與舒適度。轉向架的零件繁多，維修工作必須嚴格、準確。因此，根據零件的功能和危險程度，對轉向架的構架、輪對裝置、一系懸掛、二系懸掛、牽引傳動等設備進行重點檢查。對框架等關鍵零件進行月修，通常是在車架側面、橫梁等焊縫處涂上白粉水，觀察結構有無變形、開裂、開焊等缺陷。如有開焊等情況，應立即進行焊接處理，對比較嚴重的硬傷和局部變形，做好記錄，并用磁粉檢測故障情況。

對牽引和制動系統來說，首先要從外面看，看外殼的表面是否牢固，沒有松動、異音、異味、泄漏等。剎車裝置的各接頭固定牢固，箱門鎖緊。在對制動器進行拆裝檢查時，應先查看其內部設備的外觀，確認連接可靠。并且，電磁線圈與電連接器之間的連接是緊密的。檢查常見的、緊急的、快速的功能是否能夠正常運行；檢查緊急制動的壓力是否滿足相關項目的要求等；檢查所有固定螺栓和接頭零件是否松動、漏氣、脫落，制動裝置與制動放大桿的連接螺栓、銷軸、制動夾鉗是否松動，制動盤間隙是否正常，制動盤制動裝置的制動和緩沖功能以及間隙調節裝置是否正常。

4 結語

綜上所述，通過對城軌車輛電氣調試常見故障問題進行統計和分析，總結出7 種影響電氣調試的故障，包括轉向架、輔助系統、牽引供電系統、車端連接等，并指出城軌車輛電氣系統在電氣調試過程中可能存在的問題，提出相應的改進和防范措施，保障城軌車輛安全運行。