焦 蕊

(天津軌道交通運(yùn)營集團(tuán)有限公司，天津 300454)

1 前言

地鐵9號(hào)線是天津首條輕軌線路，整條運(yùn)營線路大多位于地上，冬季天氣寒冷，對(duì)車輛運(yùn)營安全提出了很大的考驗(yàn)，因此，司機(jī)室電熱玻璃起到了關(guān)鍵作用。當(dāng)冬季環(huán)境氣溫較低時(shí)，由于每一站都要進(jìn)行開關(guān)門乘降作業(yè)并打開司機(jī)室門進(jìn)行電客車門關(guān)好的確認(rèn)，司機(jī)室氣溫將持續(xù)偏低，室內(nèi)外的溫差會(huì)造成玻璃起霧，進(jìn)而影響司機(jī)行車安全及事件處理速度，此時(shí)司機(jī)室電熱玻璃的功能就顯得尤為重要。

目前，9號(hào)線所有列車上的電熱玻璃均為交流380 V電壓直接通過空氣開關(guān)與電熱玻璃萬轉(zhuǎn)開關(guān)控制，這就有可能出現(xiàn)雖然司機(jī)不在該車主控，但是電熱玻璃仍然可能持續(xù)開啟的情況，如果玻璃存在裂紋并且存在降水、降雪情況，玻璃中持續(xù)加熱的電阻絲就可能發(fā)生短路，進(jìn)而打火甚至發(fā)生起火情況，車輛運(yùn)營存在嚴(yán)重的安全隱患。因此，如何解決司機(jī)室電熱玻璃存在的非主控端持續(xù)加熱情況，迫在眉睫。

2 改造方案

2.1 主要改造思路

經(jīng)反復(fù)查詢、翻閱車輛圖紙和材料，針對(duì)電熱玻璃改造提出方案，改造方案將實(shí)現(xiàn)僅有司機(jī)在該車主控時(shí)電熱玻璃才能有效開啟。因電熱玻璃控制回路與地鐵其他線路不同，不是直流110 V或兩相220 V電壓，而是380 V三相交流電，而9號(hào)線頭尾控制回路為110 V兩相直流電，無法直接將電熱玻璃加進(jìn)頭尾控制回路中，司機(jī)室電氣控制柜中也沒有可用的接觸器，所以必須引入新的接觸器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換才可以實(shí)現(xiàn)。

更改后的電熱玻璃工作電壓流向?yàn)镼F0經(jīng)過QF4，然后經(jīng)過接觸器三組常開觸點(diǎn)，再經(jīng)過電熱玻璃萬轉(zhuǎn)開關(guān)到達(dá)電熱玻璃。而控制電則由103A經(jīng)過司機(jī)室燈空氣開關(guān)(QF13)、SW6繼電器常開觸點(diǎn)、新增接觸器線圈。當(dāng)該車主控時(shí)，SW6得電，常開觸點(diǎn)閉合，接觸器吸合，接觸器常開觸點(diǎn)閉合，閉合QF13，轉(zhuǎn)動(dòng)電熱玻璃萬轉(zhuǎn)開關(guān)，電熱玻璃才可工作，否則其他車主控時(shí)，該車SW6不得電，電熱玻璃無法工作。改造后的電熱玻璃需要同時(shí)建立主控、閉合QF4(電熱玻璃控制空開)、QF13(司機(jī)室燈空開)、電熱玻璃萬轉(zhuǎn)開關(guān)，才能有效啟動(dòng)。

2.2 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性分析

改造思路確定后最主要的是確定新增接觸器的安裝位置，既要方便檢修及更換，又要距離各個(gè)控制開關(guān)較近方便布線，但因9號(hào)線電客車運(yùn)營時(shí)間較長、改造較多，所以新增接觸器安裝位置選擇的局限性非常大。

方案一。在司機(jī)室電氣柜中的橫梁或豎梁上打孔，安裝接觸器導(dǎo)軌，再將新增接觸器安裝在導(dǎo)軌上。

優(yōu)點(diǎn)。因接觸器安裝位置比較明顯，所以接線較為方便，在今后的接觸器日常檢查維修時(shí)也容易發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)更換。

弊端。司機(jī)室電氣柜整體屬于不銹鋼結(jié)構(gòu)，在橫梁或豎梁上打孔較為困難，還會(huì)產(chǎn)生火星及碎屑，易發(fā)生火災(zāi)及人員傷害。且電氣柜屬于全車電纜匯合區(qū)域，電纜分布密集，故障排查或日常例行維護(hù)時(shí)，柜體蓋板需要經(jīng)常拆裝，接觸器的安裝容易擋住其他各個(gè)部件，影響其他故障排查。另外，此種安裝方式不符合正規(guī)安裝規(guī)范，電客車帶電情況下打開電氣柜進(jìn)行檢查，容易發(fā)生觸電的情況，密封性無保障，同樣存在安全隱患。

方案二。將司機(jī)室電氣柜中的第一排端子排整體向左移動(dòng)，新增接觸器直接安裝在第一排端子排滑道的最右側(cè)，再用卡緊裝置將接觸器右側(cè)卡住，防止因車體行進(jìn)產(chǎn)生震動(dòng)使接觸器移位。這樣通過調(diào)整電氣柜內(nèi)部器件位置將新增接觸器直接安裝在柜體內(nèi)空腔位置，將避免了檢修人員開關(guān)柜門時(shí)與梁上的部件發(fā)生碰撞。安裝示意圖如圖1。

圖1 安裝示意圖Fig.1 Installation diagram

優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樵摲桨覆恍枰M(jìn)行打孔作業(yè)及采購滑道，所以該施工方案與方案一相比更加簡單，工程造價(jià)低，工期也更短，外觀美觀。在滿足電熱玻璃主控電路改造的同時(shí)，可兼顧安裝的規(guī)范性與日常維修檢查的方便性。安裝到端子排上后，也同時(shí)保證了接觸器的獨(dú)立性，避免檢查中檢修人員觸電。

弊端。因?yàn)樾枰{(diào)整第一排端子排的位置，可能會(huì)使某些接線變短，要隨時(shí)注意其他各線纜的連接情況，以免出現(xiàn)線纜之間較勁、松動(dòng)等情況。另外新增接觸器安裝位置為整個(gè)電氣柜的右上角，視線不好，安裝及接線難度較大，改造線路復(fù)雜，易產(chǎn)生施工失誤。

綜上，此次改造選擇方案二。即不需要在電氣柜中打孔，調(diào)整第一排端子排的端子位置，在右側(cè)留出可以安裝新增接觸器的位置，用卡緊裝置將接觸器卡住，在此基礎(chǔ)上增設(shè)或拆除線纜，在保證功能和施工工期的前提下，最大限度的滿足日常檢修需求。

改造前與改造后的電熱玻璃控制電路接線圖如圖2。

圖2 改造前與改造后接線圖Fig.2 Wiring diagram before and after transformation

2.3 經(jīng)濟(jì)可行性

(1)改造費(fèi)用。單列車改造物料費(fèi)用為電纜100元、接觸器800元、加厚帶膠熱縮管5元。合計(jì)905元。38列車共需要3.44萬元。

(2)效益分析。電熱玻璃控制電路改造是實(shí)現(xiàn)主控端才能開啟電熱玻璃功能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，由單一開關(guān)控制過渡到連鎖控制，有助于增強(qiáng)正線行車安全。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)與不確定性

由于該電熱玻璃控制電路改造涉及到電客車的整個(gè)控制回路，所以改造實(shí)施過程中會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)與不確定性，針對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)也作出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

(1)首先是安裝新增接觸器會(huì)改變現(xiàn)有的端子排格局，并且需要拆下空氣開關(guān)的面板進(jìn)行線纜的摘除、熱縮及綁扎；同時(shí)因?yàn)樾枰匦虏荚O(shè)多根線纜，所以走線方式及連接方式都需要明確規(guī)定，以防不同作業(yè)人員布線方式不同。上述操作若出現(xiàn)異常則容易導(dǎo)致拆線、布線疏漏或造成設(shè)備損壞。針對(duì)此項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，需要在作業(yè)前對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求作業(yè)人員熟練掌握電路原理，作業(yè)結(jié)束后由專人進(jìn)行檢查，保證每個(gè)人作業(yè)結(jié)果相同；在施工方案中也應(yīng)明確到每一個(gè)步驟需要如何操作，接線拆線的注意事項(xiàng)等。

(2)其次是由于此次改造改變了原有的電熱玻璃控制回路工作原理，如果在改造過程中接線發(fā)生錯(cuò)誤則可能無法實(shí)現(xiàn)此功能，情況嚴(yán)重還可能導(dǎo)致影響車輛其他接線及系統(tǒng)故障，使車輛其余功能失效，影響車輛正線運(yùn)營及安全。針對(duì)此項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，改造后進(jìn)行接線校驗(yàn)工作顯得尤為重要，校驗(yàn)無誤后進(jìn)行通電測試，查看改造后的功能是否可能實(shí)現(xiàn)。電熱玻璃功能測試后，再申請(qǐng)車輛動(dòng)車作業(yè)，測試可能會(huì)影響到的系統(tǒng)，尤其是至關(guān)重要的牽引制動(dòng)系統(tǒng)，確保各系統(tǒng)功能均正常后再正線運(yùn)營，保證行車安全。

3 小結(jié)

通過對(duì)電熱玻璃控制電路的改造，列車實(shí)現(xiàn)了僅在主控端電熱玻璃才能有效開啟的功能，能夠滿足司機(jī)所在端玻璃不受環(huán)境影響而起霧影響駕駛視線。同時(shí)又兼顧了日常維修的可操作性，在保證功能和施工工期的前提下，最大限度的滿足了日常例行需求。自各列車完成改造上線運(yùn)營至今，因交車前均做了完整的靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試，所以未發(fā)生與此次改造相關(guān)的故障，整體運(yùn)行穩(wěn)定。通過對(duì)該項(xiàng)目的實(shí)施及總結(jié)，加深了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)電熱玻璃控制電路的理解，也為其他存在類似問題的列車提供參考。

由于該項(xiàng)改造未改動(dòng)原有設(shè)備，僅增加了一個(gè)新接觸器，同時(shí)利用既有空氣開關(guān)與繼電器的連鎖實(shí)現(xiàn)了電熱玻璃僅在司機(jī)主控端才能有效實(shí)現(xiàn)加熱的功能，沒有過多的新增安全風(fēng)險(xiǎn)，整體可靠性及維護(hù)性與原系統(tǒng)相同。