王藝霏

摘 要：隨著社會不斷進(jìn)步，城市交通軌道已廣泛出現(xiàn)在南京這座城市，建設(shè)里程、使用里程數(shù)呈現(xiàn)出上升趨勢。作為地鐵主要運(yùn)輸載體，地鐵車輛結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，檢修工作量、工作難度大大增加，不同形式的突發(fā)事故發(fā)生，會嚴(yán)重影響地鐵車輛的安全運(yùn)行。為此，需要從不同角度出發(fā)，檢修地鐵車輛電氣系統(tǒng)牽引、輔助系統(tǒng)存在的故障問題，及時解決，使地鐵列車處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。

關(guān)鍵詞：南京；地鐵車輛；電氣系統(tǒng)；牽引系統(tǒng)；輔助系統(tǒng)；故障；檢修；分析

城市軌道交通具有多樣化的特點，比如，低碳環(huán)保性、快速性，在各個城市中的應(yīng)用不斷增多，南京便是其中之一。隨著城市軌道交通車輛不斷增加，南京已有的交通問題得到了有效的解決，深受城市居民的喜愛。作為地鐵交通運(yùn)載乘客的核心載體，地鐵車輛的運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到地鐵是否處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。但在運(yùn)行過程中，由于受到各種主客觀因素的影響，地鐵運(yùn)行控制難度較大，各類事故頻繁發(fā)生，特別是牽引系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)，需要客觀、合理地分析這些系統(tǒng)故障，在檢修的基礎(chǔ)上，及時解決故障問題，不斷提高地鐵車輛的運(yùn)行效率。

1 地鐵車輛電氣系統(tǒng)牽引系統(tǒng)故障分析與檢修

1.1 牽引系統(tǒng)故障分析

（1）非正常運(yùn)行狀態(tài)

在地鐵車輛運(yùn)行過程中，主要處于制動、過三軌無電區(qū)、啟動這3種狀態(tài)。而在上下班高峰期的時候，地鐵列車經(jīng)常處于過載運(yùn)行狀態(tài)，極易發(fā)生車輛制動。進(jìn)而，導(dǎo)致電網(wǎng)電流、電壓產(chǎn)生巨大的波動，在該負(fù)荷狀態(tài)下，和牽引系統(tǒng)出現(xiàn)的短路狀態(tài)非常相似，機(jī)電保護(hù)裝置極有可能會出現(xiàn)錯誤的動作，影響地鐵車輛電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。

（2）金屬性故障、非金屬性短路故障

金屬性故障是指鋼軌、三軌二者之間發(fā)生的某種金屬接觸，也有可能是絕緣支座被擊穿，造成三軌等出現(xiàn)短路情況。比如，在對地鐵車輛進(jìn)行停電檢修的時候，由于檢修人員忘記拿放置在鋼軌、三軌之間的金屬工具，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生短路故障。非金屬性短路故障是在非金屬性狀況下，發(fā)生的短路故障，比如，雨雪覆蓋、淹沒軌道情況下，出現(xiàn)故障問題。主要是因為在這種狀況下，雨雪已成為供電系統(tǒng)啟動階段的導(dǎo)體。隨著地鐵車輛運(yùn)行時間不斷增加，支撐構(gòu)件絕緣支座等老化速度不斷加快，導(dǎo)致泄露的電流重新流回變電所的負(fù)極。在三軌供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，非金屬性短路故障頻繁發(fā)生，導(dǎo)致地鐵列車無法處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。

1.2 牽引系統(tǒng)故障檢修

在檢測地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障的時候，主要采用故障仿真方法，來檢修故障問題。檢修需要充分考慮主客觀因素，借助仿真方法，全面分析遠(yuǎn)近端斷路故障，知道遠(yuǎn)近兩端斷路點的饋線電流情況，得出系統(tǒng)電流的穩(wěn)態(tài)數(shù)值變化情況。在這種情況下，可以準(zhǔn)確診斷出直流牽引網(wǎng)電壓是否發(fā)生變化。以0.05s為基點，一臺地鐵在0.11s的時候，在2、3km處進(jìn)行遠(yuǎn)端故障模擬實驗。在模擬實際中系統(tǒng)短路故障的時候，可以準(zhǔn)確測量地鐵車輛運(yùn)行過程中，直流饋線電流的大小、上升率。進(jìn)而，便可以知道地鐵牽引系統(tǒng)是否發(fā)生故障問題。下面是地鐵牽引系統(tǒng)直流保護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。

2 地鐵車輛電氣系統(tǒng)輔助系統(tǒng)故障分析與檢修

2.1 輔助系統(tǒng)故障

在地鐵列車運(yùn)行過程中，電氣系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障問題，具有多樣化的特點。一是電容器故障。在電容運(yùn)行過程中，鋁電解電容器的氧化膜經(jīng)常被破壞，盡管其具有自愈性，但如果破壞程度超過自愈程度，氧化膜將無法及時得到修補(bǔ)，導(dǎo)致被損壞，甚至被擊穿，電容器將無法發(fā)揮應(yīng)有的作用。二是弱電半導(dǎo)體器件故障。在逆變器中，弱電半導(dǎo)體元器件較多，也是整個逆變器處于穩(wěn)定運(yùn)行的首要前提。一旦其中任何一個部件出現(xiàn)故障問題，逆變器具有的使用性能都會受到嚴(yán)重的影響，甚至出現(xiàn)失效現(xiàn)象。其出現(xiàn)失效的原因較多，比如，元器件自身不具有其固定性。

2.2 電氣系統(tǒng)輔助系統(tǒng)故障檢修

在檢修地鐵車輛電氣系統(tǒng)輔助系統(tǒng)故障的時候，經(jīng)常采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法，主要體現(xiàn)在這兩個方面。第一，訓(xùn)練創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)。需要把系統(tǒng)采集到的各種輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息樣本輸入到那些還沒有進(jìn)行訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)中，并對其進(jìn)行必要的ANN訓(xùn)練，并在自學(xué)過程中，獲取能夠進(jìn)行診斷的網(wǎng)絡(luò)。第二，網(wǎng)絡(luò)診斷。在充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，進(jìn)行向前計算。換句話說，以相關(guān)的診斷輸入為依據(jù)，診斷輔助系統(tǒng)的過程。以特征提取、預(yù)處理為基點，對輔助系統(tǒng)信息樣本、故障信息數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理。在此基礎(chǔ)上，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為媒介，準(zhǔn)確檢測輔助系統(tǒng)存在的故障問題。

3 結(jié)語

綜上所述，在新時代下，城市軌道交通的使用發(fā)揮著不可替代的作用，能夠有效緩解交通壓力，特別是上下班高峰期的時候，為城市居民的出行提供便利。但在地鐵車輛運(yùn)行過程中，電氣系統(tǒng)的牽引系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)極易發(fā)生故障問題，需要不斷提高我國系統(tǒng)故障檢修技術(shù)水平，以此確保地鐵列車的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，實現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[3]范偉媛.論述地鐵車輛電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障檢修[J].科學(xué)中國人，2015，（14）：5.

（作者單位：南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司）