楊暉

摘 要：地鐵主線路中的牽引系統(tǒng)是地鐵車(chē)輛的重要組成部分，而作為牽引系統(tǒng)運(yùn)作的承載設(shè)備，充放電電阻在使用可靠性和可維護(hù)性方面面對(duì)著更多的高標(biāo)準(zhǔn)要求，則解決地鐵車(chē)輛充放電電阻在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，成為地鐵部門(mén)的重要關(guān)卡。本文將對(duì)地鐵車(chē)輛充放電電阻進(jìn)行淺要的了解，以地鐵車(chē)輛充放電電阻出現(xiàn)燒損現(xiàn)象的原因?yàn)橹饕獌?nèi)容，并提出應(yīng)對(duì)燒損現(xiàn)象的解決措施，延長(zhǎng)地鐵車(chē)輛充放電電阻的使用壽命，確保城市地鐵主線路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛；充放電電阻；燒損原因；措施

中圖分類(lèi)號(hào)：U269 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著城市軌道交通網(wǎng)線建設(shè)范圍和規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，地鐵以其便捷性和高效性越來(lái)越被城市居民所依賴。然而，近年來(lái)城市地鐵車(chē)輛運(yùn)行中主線路系統(tǒng)充放電電阻燒損現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，其中，某地鐵調(diào)試期間，發(fā)生的牽引系統(tǒng)充放電電阻燒損，造成地鐵部門(mén)重大損失，更加引起了地鐵部門(mén)對(duì)于牽引系統(tǒng)充放電電阻使用的重視。故本文將對(duì)地鐵車(chē)輛充放電電阻在實(shí)際應(yīng)用中的燒損原因進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討，維護(hù)地鐵主線路系統(tǒng)的正常調(diào)試和運(yùn)行，提高城市地鐵交通的高速運(yùn)行。

1.地鐵車(chē)輛充放電電阻系統(tǒng)運(yùn)作原理

1.1 主電路工作原理

地鐵運(yùn)行的交流電傳動(dòng)系統(tǒng)是由VVVF逆變器-異步牽引電動(dòng)機(jī)所組成的，一般作為地鐵系統(tǒng)中的車(chē)控方式。列車(chē)牽引系統(tǒng)主電路采用的是兩電平電壓型直-交逆變電路，這種電路運(yùn)作模式是先由受電弓接觸受流輸入的DC1500V直流電被牽引逆變器轉(zhuǎn)化成更加適合支持異步牽引電動(dòng)機(jī)運(yùn)作的三相交流電，這種交流電不論頻率還是電壓都可以進(jìn)行調(diào)試。牽引逆變器設(shè)置的目的是利用兩個(gè)逆變模塊單元驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)，將電阻制動(dòng)斬波單元和逆變模塊單元集成在一起。在這種主電路設(shè)計(jì)下，主電路不僅能夠在電壓1000V～1800V之間正常運(yùn)作，還能實(shí)現(xiàn)牽引-制動(dòng)的無(wú)接點(diǎn)轉(zhuǎn)換，滿足地鐵列車(chē)主電路系統(tǒng)對(duì)于列車(chē)牽引及制動(dòng)特性的要求。

1.2 高壓電氣箱組成

作為地鐵車(chē)輛主電路系統(tǒng)構(gòu)成的一部分，高壓電氣箱發(fā)揮著地鐵牽引系統(tǒng)電路通斷和保護(hù)功能，確保地鐵列車(chē)故障時(shí)有相應(yīng)的應(yīng)急動(dòng)作。高速斷路器的作用是在地鐵主線路出現(xiàn)故障時(shí)的故障保護(hù)；而關(guān)于檢測(cè)后續(xù)電路的接地故障保護(hù)則是由差分電流接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)；最后，充電和短接接觸器則是分別用于支撐電容器預(yù)充電和電網(wǎng)直接向牽引逆變器供電，確保支撐地鐵線路主電路的正常運(yùn)行。

1.3 高壓電氣箱工作原理

由上述高壓電氣箱組成可知，高壓電氣箱的運(yùn)作原理是在DC1500V被受電弓送往高壓電氣箱后，經(jīng)歷隔離開(kāi)關(guān)、高速斷路器、差分電流傳感器等設(shè)備的傳送，提供于電抗器和牽引逆變器當(dāng)中。隔離開(kāi)關(guān)是手動(dòng)的閘刀式機(jī)械開(kāi)關(guān)，通過(guò)絕緣棒進(jìn)行實(shí)際操作，此外，隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)中還設(shè)有專(zhuān)門(mén)應(yīng)對(duì)牽引逆變器的放電開(kāi)關(guān)，確保操作的安全性。

2.地鐵車(chē)輛充放電電阻燒損的原因

2.1 地鐵車(chē)輛充放電電阻溫升限制

地鐵車(chē)輛高壓電氣箱一般使用的充放電電阻標(biāo)稱阻值為75，額定功耗為300W，表面升溫為350K，額定電壓為150V，則對(duì)該型號(hào)電阻進(jìn)行電阻額定溫升實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為29℃，電阻表面最高點(diǎn)溫度為395℃，溫升為366K，并不符合技術(shù)參數(shù)的要求，極容易引起地鐵車(chē)輛充放電電阻燒損，進(jìn)行對(duì)地鐵主線路系統(tǒng)造成損壞，埋下更大的地鐵安全隱患。

2.2 地鐵車(chē)輛充放電電阻表面涂層

地鐵主線路中電阻燒損而造成的現(xiàn)象，根據(jù)故障發(fā)生時(shí)電路數(shù)據(jù)的記錄波動(dòng)情況，支撐電容器兩端電壓先升高后中間電壓急劇跌落最后降為零，而中間直流電流則在較短時(shí)間內(nèi)急速升高然后降為零?？偨Y(jié)上述分析，電阻燒損的原因除了電阻溫升不滿足電阻自身參數(shù)要求，還有就是充放電電阻表面涂層材料耐高溫性能不夠，以致主線路在經(jīng)歷過(guò)大電流時(shí)，容易出現(xiàn)電阻釉面脫落進(jìn)而電阻絕緣失效，損害地鐵主電路系統(tǒng)的裝置。

2.3 地鐵主電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤

除了以上兩種造成地鐵車(chē)輛充放電電阻燒損的原因，還有最后一種原因。相較于前兩種充放電電阻自身性能因素的原因，最后一種原因是外界因素-地鐵主電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。由于在城市地鐵主電路系統(tǒng)正常運(yùn)行中，充放電電阻已經(jīng)承受了巨大的運(yùn)作負(fù)荷，再加上，在初期地鐵主電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試操作失誤，主電路中累積能量超過(guò)充電電阻的最大承受負(fù)荷，進(jìn)行電流沖擊電阻失效。此外，端子易破壞地鐵車(chē)輛充放電電阻安裝座絕緣層，也會(huì)造成電阻釉面脫落進(jìn)而電阻絕緣失效的現(xiàn)象，危害著地鐵的正常運(yùn)行。

3.地鐵車(chē)輛充放電電阻燒損的解決措施

針對(duì)地鐵車(chē)輛充放電電阻燒損的原因，應(yīng)采取有效的解決措施，以確保地鐵車(chē)輛的有效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行效果，下面進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 充放電電阻替換

針對(duì)上文提出的地鐵車(chē)輛充放電電阻溫升限制和電阻表面涂層的缺陷因素，提出將地鐵中現(xiàn)用的電阻進(jìn)行替換的解決措施。采用自身含有較大容量的電阻替換現(xiàn)有電阻，將地鐵車(chē)輛充放電電阻溫升限制的設(shè)定數(shù)值提高，確保地鐵車(chē)輛充放電電阻在地鐵主電路系統(tǒng)運(yùn)行中能夠承受更大的運(yùn)作負(fù)壓；與此同時(shí)，含有較大容量的電阻在表面涂層方面的質(zhì)量也比現(xiàn)有充放電電阻質(zhì)量更好，端子也不易損壞安裝座的絕緣層，便避免在出現(xiàn)電阻釉面脫落進(jìn)而電阻絕緣失效的現(xiàn)象，徹底消除由于充放電電阻自身因素帶來(lái)的隱患。

3.2 創(chuàng)新地鐵車(chē)輛充放電電阻在電路中的設(shè)計(jì)

對(duì)地鐵車(chē)輛充放電電阻在電路中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，分為兩方面。一方面是針對(duì)充放電電阻替換后的電阻組型設(shè)計(jì)，即將地鐵車(chē)輛充放電電阻進(jìn)行改造流程，將原先一個(gè)電阻（型號(hào)為RX20-300W）換成兩個(gè)電阻（型號(hào)為RXQ-S500W）并聯(lián)，再與地鐵主電路進(jìn)行連接，在這種連接中，不僅等效阻值是一致的，還對(duì)于控制系統(tǒng)時(shí)間參數(shù)無(wú)任何影響；另一方面便是對(duì)充放電電阻在地鐵主電路設(shè)計(jì)的改善和創(chuàng)新，根據(jù)不同城市地鐵主電路建設(shè)的特點(diǎn)和最大負(fù)荷，重新設(shè)計(jì)充放電電阻的裝置位置和結(jié)構(gòu)連接，防止外界因素破壞電阻或是主電路中累積能量擊穿電阻，造成地鐵充放電電阻失效。

結(jié)語(yǔ)

地鐵車(chē)輛充放電電阻的燒毀，不僅影響著城市地鐵列車(chē)的基本運(yùn)行，還直接關(guān)系著地鐵主線路系統(tǒng)投入使用的調(diào)試和正常運(yùn)行，因此，在城市地鐵行業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，地鐵車(chē)輛充放電電阻燒損的解決措施實(shí)行也是必然的，創(chuàng)新地鐵車(chē)輛充放電電阻在電路中的設(shè)計(jì)，提高充放電電阻的設(shè)計(jì)和質(zhì)量水平，確保城市地鐵的高速運(yùn)行，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉文，王鵬.廣州地鐵三號(hào)線車(chē)輛蓄電池?zé)龘p故障分析及建議[J].電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛，2009（4）：50-51.

[2]許佳佳，艾欣，金鵬.區(qū)域電動(dòng)汽車(chē)充放電控制策略[J].華東電力， 2011 （12）：204-204.

[3]孫翠平，李曉軍，高壓電容器內(nèi)放電電阻的設(shè)計(jì)與應(yīng)用思考[J].電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償， 2011（3）：34-37.

[4]郭寶億，譚寶成，張峰.基于ARM的熱敏電阻測(cè)溫模塊設(shè)計(jì)[J].西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（4）：361-364.