黃子愷

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

對于城軌車輛電氣系統(tǒng)中的有接點(diǎn)電路，常指的是通過硬導(dǎo)線、接線端子等進(jìn)行物理連接，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)的信號控制、傳輸以及保護(hù)檢測和反饋等功能的一個模塊或整體的電路簡稱[1]。A2型車控制電路在初始設(shè)計(jì)中存在局限性，部分關(guān)鍵回路的元件故障將嚴(yán)重影響列車控制功能或旁路功能，且沒有有效的應(yīng)對措施，導(dǎo)致列車在正線清客或者救援。因此，有必要對A2型車控制電路在初始設(shè)計(jì)方面的隱患點(diǎn)進(jìn)行深入挖掘，并通過電路改造降低控制電路故障對列車運(yùn)營的影響。

1 A2型車控制電路主要元件

1.1 繼電器

電磁式繼電器為利用輸入電路內(nèi)電路在電磁鐵鐵芯與銜鐵間產(chǎn)生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器。A2型車控制電路主要通過電磁式繼電器的接通和斷開來傳遞控制與檢測信號，從而實(shí)現(xiàn)列車級的控制，按功能級別可分為主電路、牽引制動控制、輔助、監(jiān)控信息、照明、空調(diào)、附屬設(shè)備、車門控制和車鉤電路9個部分[2]。

1.2 二極管

二極管最重要的特性為單方向?qū)щ娦浴６O管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一個接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截至狀態(tài)，如同一個斷開的開關(guān)[1]，A2型車?yán)枚O管此特性，組成各種邏輯電路，多用于列車牽引、制動、緊急牽引、列車旁路等關(guān)鍵回路。

1.3 行程開關(guān)

行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動部件的行程位置而切換電路的電器，通過運(yùn)動部件的碰撞使其觸頭動作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐穂3]，常用于A2型車車門開關(guān)狀態(tài)檢測回路、主控鑰匙、司機(jī)控制器等。

2 A2型車控制電路隱患分析

2.1 繼電器故障隱患分析

繼電器常見故障類型為觸點(diǎn)氧化[4]、線圈斷路[5]、動作機(jī)構(gòu)卡滯[6]等，易引起繼電器觸點(diǎn)所連接的回路無法導(dǎo)通。根據(jù)列車電氣原理圖[7]分析，A2型車共有2對觸點(diǎn)不導(dǎo)通將導(dǎo)致關(guān)鍵控制功能失效且無旁路應(yīng)急措施，有2對觸點(diǎn)不導(dǎo)通會造成旁路功能失效，有2對觸點(diǎn)不導(dǎo)通既影響列車功能又會引起旁路失效，如表1所示。

表1 A2型車?yán)^電器故障隱患分析

表2 A2型車二極管斷路故障隱患分析

2.2 二極管隱患分析

考慮關(guān)鍵回路二極管斷路的故障影響，A2型車共有10個二極管斷路將導(dǎo)致關(guān)鍵控制功能失效，8個二極管斷路會造成旁路功能失效，造成在正線運(yùn)營時晚點(diǎn)或救援，存在極大風(fēng)險，具體影響如表2所示。

2.3 行程開關(guān)隱患分析

行程開關(guān)常見故障為動作不良及破損[8]，若相關(guān)回路的接點(diǎn)不導(dǎo)通，勢必造成旁路失效或關(guān)鍵控制功能失效的情況。A2型車共有3個行程開關(guān)觸點(diǎn)不導(dǎo)通將導(dǎo)致列車無法動車，影響如表3所示。

表3 A2型車行程開關(guān)故障隱患分析

3 A2型車控制電路優(yōu)化

3.1 關(guān)鍵回路繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)

對6對繼電器隱患觸點(diǎn)進(jìn)行觸點(diǎn)并聯(lián)的改造，當(dāng)原來的觸點(diǎn)不導(dǎo)通時，新并聯(lián)的觸點(diǎn)仍能保證列車功能。因2K02、2K04、2K05均為司機(jī)室占有繼電器，所以采取在A車增加司機(jī)室占有繼電器2K93的方法增加需要使用的觸點(diǎn)，繼電器2K93供電回路原理如圖1所示，在主控鑰匙行程開關(guān)S01下級取電，經(jīng)司機(jī)室占有繼電器2K01的23/24常開觸點(diǎn)接至2K93的電源，保證占有司機(jī)室后繼電器2K93保持通電狀態(tài)。

并聯(lián)的觸點(diǎn)均通過2K93繼電器的觸點(diǎn)導(dǎo)通，如表4所示。

以2K02的43/44觸點(diǎn)并聯(lián)改造為例，在電路上并聯(lián)2K93的13/14觸點(diǎn)，對應(yīng)電氣原理圖如圖2所示。

3.2 關(guān)鍵回路二極管并聯(lián)

針對已梳理的18個關(guān)鍵回路二極管進(jìn)行并聯(lián)改造，使得單個二極管斷路后控制回路仍然能正常導(dǎo)通，增加列車電路的可靠性。以緊急牽引二極管02V09并聯(lián)改造為例，在電路上并聯(lián)02V09B二極管，對應(yīng)電氣原理圖如圖3所示。

3.3 旁路繼電器2K91供電回路改造

為避免因司控器鑰匙行程開關(guān)S01的常開觸點(diǎn)無法導(dǎo)通，導(dǎo)致司機(jī)室無法占有且無法通過操作主控繼電器2F91旁路開關(guān)進(jìn)行動車的風(fēng)險，對旁路繼電器2K91的供電回路進(jìn)行改造，將2F91旁路開關(guān)電源、2K91的14觸點(diǎn)及24觸點(diǎn)改為直接連接在S01的前級，即改造后操作旁路開關(guān)2F91可直接激活司機(jī)臺，且不改變2F91改造前的主控繼電器關(guān)鍵觸點(diǎn)旁路功能。圖4和圖5分別為旁路繼電器2K91供電回路改造前、后的原理圖。

圖1 A2型車2K93繼電器供電回路原理圖

表4 A2型車關(guān)鍵回路繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)改造

圖2 A2型車2K02的43/44觸點(diǎn)并聯(lián)改造原理圖

圖3 A2型車02V09并聯(lián)改造原理圖

3.4 增加強(qiáng)制向前旁路

為避免因行程開關(guān)S12、S13不導(dǎo)通引起向前方向信號出現(xiàn)故障，增加強(qiáng)制向前旁路開關(guān)2F95，合2F95時將使向前方向指令線20210線得電，給出向前信號。如圖6所示，在向前方向指令線增加2F95，該開關(guān)電源來自20201線，該線在司機(jī)室占有繼電器2K05的43/44觸點(diǎn)閉合時才輸出電源，因此該強(qiáng)制向前信號只在司機(jī)室占有時有效。

3.5 控制電路優(yōu)化的實(shí)際運(yùn)用與風(fēng)險分析

為了驗(yàn)證A2型車控制電路優(yōu)化方案的可行性，選取廣州地鐵八號線車號為5354的A2型車進(jìn)行改造，改造完成后試驗(yàn)該列車控制電路可以實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)功能，證明該優(yōu)化方案操作上具有可行性。

對該電路優(yōu)化方案進(jìn)行風(fēng)險分析與制定應(yīng)對措施如下：

（1）該項(xiàng)改造由車輛人員自行作業(yè)，改造中可能出現(xiàn)接線虛接、錯接的情況。針對此種情況，車輛人員在改造中需嚴(yán)格執(zhí)行互檢、他檢工作，改造后進(jìn)行靜態(tài)有電功能驗(yàn)證、動車有電功能驗(yàn)證、動車旁路功能驗(yàn)證等多項(xiàng)檢查，保證列車功能正常后再上線運(yùn)營。

圖4 A2型車旁路繼電器2K91供電回路改造前原理圖

圖5 A2型車旁路繼電器2K91供電回路改造后原理圖

圖6 A2型車增加強(qiáng)制向前旁路開關(guān)2F95原理圖

（2）電路改造后，若故障端已合2F91旁路開關(guān)，在更換駕駛端時未將故障端2F91打下，則非故障端無法激活司機(jī)臺。為避免出現(xiàn)此情況，需在車輛故障處理指南中明確說明在合上2F91旁路開關(guān)后，運(yùn)行到終點(diǎn)站需退出服務(wù)，同時，對司機(jī)開展相關(guān)培訓(xùn)，提高正線應(yīng)急處理能力。

4 結(jié)論

通過對A2型車進(jìn)行控制電路隱患挖掘并開展電路優(yōu)化，降低了控制電路故障對列車運(yùn)營的影響，同時電路改造已現(xiàn)場驗(yàn)證可行，并針對改造的風(fēng)險制定了應(yīng)對措施。綜上所述，A2型車控制電路優(yōu)化改造是有必要且切實(shí)可行的。