广州地铁三号线B2型车制动缓解检测环路分析与改进探讨

周文明

摘要：针对广州地铁三号线B2型车制动缓解检测环路工作原理，分析制动缓解检测环路异常断开时对列车牵引动车的影响，同时结合现场故障处理的经验以及对缓解检测环路电路设计的研究，发现了B2型车制动缓解检测环路在电路设计存在不足和缺陷，提出了对电路设计优化改进措施。

Abstract： According to the working principle of B2 vehicle brake release detection loop of Guangzhou metro line 3， this paper analyzes the influence of brake release detection loop on abnormal train traction， combined with the experience of field fault treatment and the design of mitigation detection loop circuit， the shortcomings and defects in the circuit design of B2 vehicle brake release detection loop are found out， and the improvement measures of circuit design optimization are put forward.

关键词：制动缓解；检测环路；B2型车；广州地铁

Key words： brake mitigation；detection loop；B2 vehicle；Guangzhou Metro

中图分类号：U260.13+8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0092-03

0 引言

制动系统是轨道车辆的关键设备之一，其性能直接关系到车辆运行性能和乘客安全，制动缓解检测环路是对整列车气制动和停放制动进行状态检测，确保列车在安全情况下动车，本文就列车制动缓解检测环路进行分析。

廣州地铁三号线B2型车是六节编组列车，目前B2型车在正线运营时，出现几起所有制动缓解指示灯不亮，继而导致列车牵引封锁、自动停车故障。本文通过对制动缓解检测原理及引起牵引封锁的条件进行分析，发现列车制动缓解检测环路设计存在不合理之处，并提出了相应的优化改进措施。

1 制动缓解检测原理分析

列车所有制动缓解灯只有在停放制动和气制动均缓解后才能点亮，气制动缓解环路贯穿整列车，其未缓解而启动列车会引起气制动牵引封锁，导致列车无法动车。气制动缓解环路建立时，非操作端司机室继电器触点闭合接入DC110V电压，经过已经形成的气制动缓解环路到到达操作端的司机室，使得所有制动缓解指示灯亮，同时将所有制动缓解信号反馈给Klip，使列车具备牵引条件。

1.1 每个架气制动缓解原理

每个架气制动缓解原理[1]：当每个架的气压大于0.8bar时，EP2002阀控制其内部压力开关动作，使DC110V正向电压导通，相应的制动缓解继电器动作。如图1所示。

每个架的气制动缓解继电器其中一对触点串在了列车气制动缓解检测环路中，当整列车所有转向架的气制动和停放制动均缓解时，相应缓解继电器的触点闭合，则列车气制动缓解检测环路建立。

1.2 整列车制动缓解检测原理

列车制动缓解检测环路由非占有端供电，依次经过每节车的制动缓解继电器触点，检测每节车的制动缓解状态，最后回到占有端，完成对整列车制动缓解的检测，并将制动缓解状态反馈给KLIP，同时所有制动缓解指示灯亮，表明列车所有制动均已缓解。检测原理如图2所示。（假设A1车头为非占有端）

1.3 制动未缓解引起牵引封锁原理

列车刚牵引启动时，若此时VCU检测到列车机械制动未缓解，持续5秒后，将触发牵引封锁，列车自动停车，逻辑如图3所示[2]。

分析列车从启动到自动停车的过程扑捉到的数据[3]：列车启动时，检测到所有制动未缓解（缓解信号一直持续为0），牵引力矩输出增加的情况下，列车速度增加；列车在运行5秒钟后，牵引封锁，力矩输出减少，速列车度逐渐下降直至为0，也就是出现列车自动停车。如图4所示。

当列车运行速度大于0.5km/h，若此时制动缓解回路异常断开，VCU检测到制动未缓解，根据牵引制动功能文件[4]，西门子逻辑进行限速保护，在100%牵引情况下，列车最大允许运行速度也只能到40km/h。说明文件如图5所示。

机械制动未缓解进行限速40km/h的西门子逻辑如图6所示。

2 制动缓解检测环路存在缺陷和改进措施

2.1 制动缓解检测环路存在缺陷

列车制动缓解检测环路贯穿了整列车，由15对继电器触点和哈丁插头等相关节点接线组成，具体如表1所示。

由于环路中继电器触点及接线较多，但是状态监控反馈信号只有E113_04（奇数端所有制动缓解）和E123_04（偶数端所有制动缓解）。这两个信号只能对整列车制动缓解状态进行监控，而无法具体到环路的某一点。

分析当制动缓解检测环路上任意一点断开时，都会使所有制动缓解信号（E113_04和E123_04）为低电平，因此，我们无法判断具体是环路中究竟是哪点故障，这给故障处理带来很大不便，目前故障处理都是将整个环路的继电器以及哈丁插头进行检查测量，费时费力，而且效果不好，在测量都正常的情况下，为避免故障再次出现，也只能将整条环路的继电器进行更换。

2.2 改进措施

针对制动缓解检测环路任意一点异常断开，都会导致列车牵引封锁无法动车，且因缺少相应的监控信号，无法确定具体的故障点，提出了以下优化措施：

从电路结构上，利用Klip反馈信号的空余点位，对环路中每一个节点增加相应的监控信号，保证制动缓解环路异常断开时，能够通过增加的反馈信号值，缩小故障查找范围，能快速确定出具体的故障点。

我们截取了B车的气制动缓解检测部分[5]，通过在B车制动缓解继电器触点（27-K203的11脚和27-K202的11脚）分别加监控信号E212_00和E212_01。如图7所示。

列车制动缓解环路是从非占有端供电，根据列车占有端不同，环路中110V电压流经方向也不一样。通过对比E212_00和E212_01值可以判断出是哪一段的问题（例如断开），从而缩小故障查找范围。具体见表2、表3所示。

对环路中其他继电器和节点的监控同样也可通过引入Klip反馈信号实现，在环路中其他位置增加的监控信号如图8、图9所示。

通過在每个节点加监控信号的方式，可时时监控整个环路每个节点的通断情况，当VCU检测到制动未缓解时，可根据新增的反馈信号，迅速确定故障点，一方面可减少故障处理用时过长，适应运能提升。另一方面可减少因故障原因未确定，而大量更换备件造成的资源浪费。

查看7号线电路设计中，制动缓解回路的设计与B2型车基本一致，也存在同样缺陷，建议新线在该回路上各节点加入监控信号，便于以后故障查找。

3 结语

由于制动缓解环路异常时对列车正线运营有极大的影响，本文对制动缓解检测环路原理，以及制动未缓解时引起的牵引封锁故障的原因进行了深入分析，在此基础上，分析出广州地铁三号线B2型车制动缓解检测环路设计存在不合理之处，并提出通过在环路中增加反馈信号的方法，以减少此类故障处理的时间。

参考文献：

[1]广州地铁集团有限公司，车辆检修工.广州：广州地铁集团有限公司，2009.

[2]肖向前.SIBAS-G软件在广州地铁3号线列车的维修应用[J].机车电传动，2009（1）：52-53.

[3]Siemens.Expert2 V2.91.0，2013.

[4]南车株洲电力机车有限公司.广州地铁三号线北延段牵引制动功能文件[Z].2012.

[5]南车株洲电力机车有限公司.GZML3E和GML3S（T1-T10）电气原理图[Z].2014.