趙清

溫州市鐵路與軌道交通投資集團有限公司運營分公司 浙江 溫州 325088

正文：

溫州軌道交通S1線一期工程車輛的編組由四節(jié)車輛組成，采用CRH6D市域動車組制式。制動系統(tǒng)采用1動1拖為一個控制單元的微機控制直通式電空混合制動系統(tǒng)，制動控制采用架控方式，每輛車配有兩套電空制動控制模塊。空氣制動系統(tǒng)的控制理念基于分布式單個轉向架控制。溫州軌道交通S1線列車自18年7月熱滑以來，多次在正線調試期間中報列車無法牽引故障，需救援回場，嚴重影響了溫州軌道交通S1線的列車服務質量。

1 故障排查

經(jīng)過現(xiàn)場排查及故障復現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)故障原因為列車牽引授權電路不得電導致。列車牽引授權電路如圖1所示，當司控器手柄置于牽引位時且所有轉向架常用制動緩解（BR2）、所有門關鎖好（DIR1）、列車未施加緊急制動（EBAPR2）、信號系統(tǒng)未施加制動（AFSBR）。結合現(xiàn)場實際情況，可判斷故障原因為列車常用制動狀態(tài)繼電器（BR2）不得電導致。

圖1 牽引授權電路

每節(jié)車有一個制動網(wǎng)關單元（G閥）和制動控制單元（S閥），當常用制動緩解時，兩個閥的分別發(fā)出電信號使G閥制動狀態(tài)繼電器（BSGR）和S閥制動狀態(tài)繼電器（BSSR）得電。當所有G閥、S閥制動狀態(tài)繼電器得電，輔助觸點閉合，則激活端的常用制動狀態(tài)繼電器（BR1、BR2）得電。但由于故障時刻,由常用制動狀態(tài)繼電器BR2輔助觸點驅動的制動施加指示燈常亮,可判斷常用制動狀態(tài)繼電器是正常的,因此可將故障范圍鎖定在列車制動狀態(tài)控制電路上。對列車制動狀態(tài)控制電路全面排查端子排、連接器均為發(fā)現(xiàn)異常，故將故障點鎖定在各個閥的制動狀態(tài)繼電器上。

2 故障分析

制動狀態(tài)繼電器采用LEACH F470-KIV型，該型號繼電器共有三組輔助觸點，輔助觸點①用于串聯(lián)列車制動狀態(tài)電路；輔助觸點②是網(wǎng)絡系統(tǒng)用來監(jiān)測的觸點；輔助觸點③是用來驅動車側制動狀態(tài)指示燈。

拆解部分車制動狀態(tài)繼電器發(fā)現(xiàn)個別制動狀態(tài)繼電器的輔助觸點③有燒灼。輔助觸點③只用于驅動車側制動狀態(tài)指示燈與列車制動狀態(tài)電路無關，為確定故障點，特將所有列車的車側制動狀態(tài)指示燈負載切除，正線跟蹤一個月，故障未再出現(xiàn)?，F(xiàn)車跟蹤測試，發(fā)現(xiàn)指示燈瞬間啟動電流在100微秒內出現(xiàn)最高20.3A的峰值電流，遠大于繼電器開關電流最大允許值，存在電氣參數(shù)匹配缺陷，導致部件工作失效。

車側指示燈電路采用隔離開關電路設計，隔離開關電路的輸入部分須加入濾波電容，其啟動瞬間輸入濾波電容呈現(xiàn)短路狀態(tài)，導致啟動電流過大。原設計車側指示燈電路瞬間啟動峰值電流已遠超過繼電器觸點開關承受的電流，且車側指示燈在列車實際運行中使用頻繁，很容易導致觸點開關損壞。通過增加限流電阻降低車側指示燈電路瞬間啟動峰值電流，使得所有列車車側指示燈電路瞬間啟動峰值電流滿足繼電器工作手冊要求，所有列車整改后正線跟蹤三個月均未報列車無法牽引故障。

3 改進措施

3.1 繼電器選型

傳統(tǒng)地鐵列車繼電器采用外接式安裝，這種安裝方式排查故障方便、快捷，更換容易等特點。但由于繼電器在控制電路中有著無法替代的作用，且繼電器通常怕熱、怕振動沖擊、怕塵埃、水汽等。因此溫州市域動車組采用密封性能的更好的安川繼電器，小部分采用LEACH繼電器，并采用繼電器箱的方式，進一步保證了繼電器的工作環(huán)境。[1]

根據(jù)繼電器所在電路的電壓、電流及負載特性，針對電路特性選擇合適的繼電器型號。

3.2 控制電路優(yōu)化

第一、通過上述故障分析可知觸點燒灼是因為存在電氣參數(shù)匹配缺陷，增加限流電阻后故障得到解決。第二、通過圖1可知，正線一旦發(fā)生此故障，列車只能救援。因此通過調研其他城市軌道交通項目，要求主機廠在司機室電氣柜增設常用制動旁路旋鈕，一旦發(fā)生同樣的故障，司機可通過操作旋鈕限速運行退出服務，避免救援發(fā)生。

3.3 繼電器分級及更換策略

溫州S1線全車共計220個繼電器，其中LEACH繼電器有2種型號，安川繼電器共有4種型號。根據(jù)其他地鐵等運營經(jīng)驗，按列車控制電路重要性、繼電器動作頻次及故障率、故障影響等將繼電器進行分級，像本例故障中的制動狀態(tài)繼電器，一旦發(fā)生故障則列車只能救援，應列為特別敏感繼電器；像門關鎖好繼電器發(fā)生故障，會造成清客、晚點等影響，應列為敏感繼電器；如果繼電器故障但不會對列車運營造成影響的應列為普通繼電器。結合列車各級修程對按照繼電器的敏感性繼電器進行定期更換。[2]

3.4 邏輯控制單元LCU

定期更換繼電器，可以提高繼電器的可靠性但依然無法避免繼電器故障，且定期更換繼電器將推高列車的運營成本。通過LCU替換列車普通繼電器、敏感繼電器，若遇到特別重要的點或者特別敏感繼電器，如牽引授權電路、緊急制動環(huán)路等，可以讓LCU在自身具備冗余功能前提下再與繼電器冗余，保證列車的可靠性的同時降低運營成本。

結語

溫州軌道交通S1線無法牽引故障原因是繼電器的控制電路與繼電器本身電氣參數(shù)存在不匹配，通過優(yōu)化控制電路重新匹配繼電器電氣參數(shù)并優(yōu)化了牽引授權電路降低了故障影響，提高列車可靠性。同時介紹了相關改進措施，設法降低繼電器故障率，提高列車正線服務質量。