昝敬偉 袁國文

摘? 要：針對某海外地鐵項(xiàng)目在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)電客車在虧電狀態(tài)下無法休眠問題進(jìn)行深入的分析及研究，最終找到問題發(fā)生原因，并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，使問題得到根本性解決。

關(guān)鍵詞：電客車;喚醒;休眠;虧電;原因分析及改進(jìn)措施

引言

某海外地鐵項(xiàng)目電客車，采用C型車，共計(jì)31列車，為3動(dòng)2拖組成的5節(jié)編組列車。每列車由2個(gè)相同單元（Tc1-Mp1-M=M- Mp2-Tc2）構(gòu)成。蓄電池組安裝分別安裝在Tc1車與Tc2車底架，在無高壓供電下為全車提供DC110V電壓，為控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等負(fù)載提供電源。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)電客車在蓄電池虧電至84V-87V情況下喚醒列車，出現(xiàn)車輛110V負(fù)載設(shè)備不斷得失電，且整車無法正常休眠的現(xiàn)象，為防止問題擴(kuò)大，影響后續(xù)車輛商業(yè)運(yùn)營，聯(lián)合供應(yīng)商開始對該問題進(jìn)行分析研究。

1 問題描述

當(dāng)司機(jī)或維護(hù)人員在不知目標(biāo)車已經(jīng)處于虧電的情況下喚醒列車，由于蓄電池有少許浮電（電壓在87V 左右），此時(shí)列車是可以被喚醒的。喚醒后列車負(fù)載陸續(xù)啟動(dòng)，低壓母線電壓會(huì)被逐步拉低，直至低于某些列車設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)模塊、緊急照明等）最低工作電壓值，設(shè)備會(huì)陸續(xù)停止工作。列車設(shè)備停止工作后，低壓母線電壓會(huì)上升，直至電壓高于列車設(shè)備工作的最小電壓值，設(shè)備會(huì)再次工作。如此反復(fù)，設(shè)備不斷得電失電，此時(shí)即使按下休眠按鈕SPB，列車仍然無法休眠。

2.原因分析

2.1 車輛虧電自動(dòng)休眠邏輯

當(dāng)列車低壓供電母線電壓低于84V時(shí)，列車低壓檢測繼電器 LVDR會(huì)失電，常閉觸點(diǎn)閉合，同時(shí)LVDR會(huì)向數(shù)字輸入輸出單元DX4_1模塊輸入一個(gè)低壓信號。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)TCMS得到該低壓信號后，經(jīng)TCMS內(nèi)部處理后會(huì)輸出 O_DRV_Low Voltage信號，進(jìn)而使得休眠繼電器 SLR 得電，列車休眠。

2.2 低壓負(fù)載工作邏輯

低壓：由AC400 V經(jīng)充電機(jī)模塊變換或蓄電池輸出的DC110V電源。

低壓供電有2條母線：一條110V永久供電列車母線，一條110V常用供電列車母線。

110永久供電列車母線直接與蓄電池相連，可以通過一個(gè)位于低壓箱的蓄電池隔離開關(guān)斷開連接。該母線負(fù)責(zé)在車輛處于睡眠狀態(tài)時(shí)將車輛喚醒，以及車輛在睡眠狀態(tài)時(shí)必要的低壓直流用電。

110V常用供電列車母線通過列車供電接觸器（受睡眠電路控制）與充電機(jī)直流輸出 （蓄電池）相連，該母線負(fù)責(zé)除永久母線供電的其余所有直流負(fù)載的供電。喚醒操作之后，控制列車母線得電。

根據(jù)列車安全性能的要求，不同的負(fù)載采用不同優(yōu)先級別的供電控制。

1級負(fù)載：永久電源由蓄電池隔離開關(guān)控制，只要蓄電池有電就總帶電。

主要負(fù)載有：喚醒控制部分供電。

2級負(fù)載：受列車供電接觸器（TSK）控制，而TSK受列車喚醒按鈕控制。

主要負(fù)載有：輔助&牽引逆變器控制電源、制動(dòng)系統(tǒng)控制電源，司機(jī)顯示單元、緊急照明等。

2.3 故障原因

如圖1所示，列車自動(dòng)休眠必須滿足兩個(gè)條件：①.LVDR 失電，②. O_DRV_Low Voltage高電平。當(dāng)列車檢測到低壓信號時(shí)，LVDR 會(huì)立馬動(dòng)作而滿足條件①。但是條件②必須等到列車網(wǎng)絡(luò)全部建立，網(wǎng)絡(luò)檢測到 LVDR 信號才會(huì)有 O_DRV_Low Voltage 信號輸出，此為該問題關(guān)鍵。因?yàn)榱熊囂幱诘蛪籂顟B(tài)，蓄電池電壓不足以支撐網(wǎng)絡(luò)完全建立，所以網(wǎng)絡(luò)一直無法輸出 O_DRV_Low Voltage 信號。因此車輛無法自動(dòng)休眠。同理，由于高壓檢測信號 O_DRV_NOHIVNC 無輸出，所以手動(dòng)按下休眠按鈕SPB列車也是無法正常休眠。見圖 3：

當(dāng)電壓繼續(xù)拉低至 77V 時(shí)，供電接觸器TSK在LVDR的控制下也會(huì)不停的得失電，輔助&牽引逆變器控制電源、制動(dòng)系統(tǒng)控制電源，司機(jī)顯示單元、緊急照明等二級負(fù)載會(huì)不斷啟停。

3.解決方案

查明了電客車在虧電情況下被喚醒網(wǎng)絡(luò)無法建立，從而自動(dòng)休眠和手動(dòng)休眠控制回路不能導(dǎo)通，是電客車無法自動(dòng)或手動(dòng)休眠和一級負(fù)載與二級負(fù)載不斷啟停的原因。因此可從以下兩方面嘗試解決：

1.軟件變更：變更軟件控制程序，如去除TCMS低壓邏輯圖中第一個(gè)邏輯塊中的 ComOK 信號，或者在網(wǎng)絡(luò)未自檢完成時(shí)默認(rèn)輸出為 1。從控制邏輯上該方案可行，但也要考慮到TCMS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為海外供應(yīng)商直供，軟件變更收費(fèi)較高且流程繁瑣，周期較長。

2.硬件變更：

a.增加硬線處理：用跳線旁路低壓檢測信號 O_DRV_Low Voltage。

旁路掉該信號是直接讓列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TCMS不參與列車蓄電池虧電自動(dòng)休眠。存在的風(fēng)險(xiǎn)是單個(gè)低壓檢測繼電器LVDR故障會(huì)導(dǎo)致列車自動(dòng)休眠，假如列車在正線會(huì)導(dǎo)致救援故障。該方案風(fēng)險(xiǎn)較高。

b.硬線處理：用 EMTR 的常開觸點(diǎn)旁路掉高壓檢測信O_DRV_NOHIVNC。

緊急牽引繼電器EMTR有多余觸點(diǎn)且數(shù)字輸入輸出DX模塊與EMTR都在控制柜CMEC內(nèi)，距離比較近。

實(shí)施方案b，經(jīng)驗(yàn)證當(dāng)列車網(wǎng)絡(luò)建立不完全列車無法休眠時(shí)讓列車打到緊急牽引模式，手動(dòng)按下列車休眠按鈕，列車一級負(fù)載與二級負(fù)載不會(huì)頻繁得失電，列車正常休眠。該方案可行。

4. 結(jié)束語

電客車在蓄電池虧電狀態(tài)下喚醒，車輛無法休眠同時(shí)二級負(fù)載不斷啟停問題經(jīng)常困擾城市軌道列車調(diào)試和運(yùn)營人員。通過深入分析找到問題原因，在不增加軟件變更成本的情況下，找到解決方案，可以有效提高車輛使用效率，并對其他項(xiàng)目具有借鑒意義。

第一作者簡介：

昝敬偉（1995年5月），男，漢，安徽阜陽，售后技術(shù)工程師，本科，中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，城市軌道交通車輛故障診斷方向。1C0C11B8-032D-47ED-8878-3ADC1056112F