南京地铁宁天线空调通风机接触器烧损机理分析

范家振

摘要：通过分析和试验特殊工况环境下列车TCMS系统与空调上位机之间的数据交换流，发现了南京地铁新线列车在某种特殊工况下烧损空调通风机接触器的隐患，提出了该特殊工况下防止空调元件烧损的解决措施。

关键词：地铁；空调；接触器

一、故障发生背景

某日，南京地铁宁天线某车蓄电池亏电，使用自举功能启动列车，列车所有空调控制柜内出现焦糊味，经检查发现，列车空调系统通风机接触器触点粘接卡滞，4辆车共计8个接触器，6个卡滞，更换接触器后空调系统工作恢复正常。

二、空调通风机的工作原理

空调在自动集控模式下，上位机通过MVB网络接收TCMS的信号，给KM线圈接通或断开110V直流电源，从而控制通风机M的启停工作（如图1）。

4辆编组的列车，每辆车设置一个上位机，每一个上位机控制2台通风机启停。

三、元件故障分析

1.部件检测 经检测，所有接触器线圈阻值均正常（如图2），供电检测发现，所有接触器处于断开状态（如图3）。

2.原因分析：根据接触器测试状态，初步分析接触器由于主触点粘连（熔焊）导致接触器卡滞，熔焊过程中电弧的热量导致内部塑料框架烧熔，产生烧焦异味。

?核实通风机负载参数：额定功率 0.75kw，额定电流 2A。核实接触器驱动 2 个通风机容量满足：5.5kw>1.5kw，12A>4A。排除设计选型容量不足导致接触器主触点粘连。

?根据故障记录显示：2019年02月09日10时53分左右，三个接触器几乎同时报接触器故障。初步分析为接触器频繁吸合，主触点闭合及释放时电弧持续放热导致触点熔焊。

3.网络命令测试

?休眠命令与自动命令切换，控制器控制通风机接触器启停切换。

?休眠命令与通风命令切换，控制器控制通风机接触器启停切换。

?停机命令与通风命令切换，控制器控制通风机接触器启停切换。

四、故障工况分析

根据上位机网络指令的测试发现，列车在短时间段内高频切换某些指令，会发生该故障。据现场操作人员描述，2月8日列车唤醒升弓后自动休眠。查看ERMe数据及司机室录像发现：

1.2月7日，操作人员休眠列车时，休眠灯闪亮一下又熄灭，检修人员误认为列车已休眠，随后下车，列车一直处于唤醒状态下，至蓄电池亏电后自动休眠。

2.根据ERMe（如图4）数据发现，次日唤醒列车时：

20：33：07 A1车唤醒接触器TSK吸合

20：33：09 A1车休眠信号高电平，持续至20：34：12

20：33：25 A1、A2车受电弓升起，网压约1580V。辅助逆变器启动完成后，如果空调处于集控自动模式下，TCMS会给空调KPC发送“中压存在”和 “通風”信号。

20：34：12 列车休眠完成，网压降为0V。

3.结合电路图（如图5）得出以下结论：

（1）由于蓄电池亏电后有浮电，浮电能支持列车完成至少一次唤醒。

（2）因为网络模块启动后，LO_LVDR才能闭合，所以休眠信号比唤醒信号滞后2s。

（3）蓄电池欠压时按下WUPB，LVDR线圈释放，常闭触点闭合，待DXMe通信正常后，LO_LVDR闭合，SLR得电。

（4）SLR得电后，常闭触点断开。WUDYR延时1min失电，TSK接触器吸合，列车能够唤醒成功。

（5）20：33：25—20：34：12期间，空调处于集控自动模式下，TCMS通过MVB网络给空调KPC同时发送中压存在、通风、休眠3个指令。

五、普查统计与整改建议

1.查阅南京地铁各线路图纸资料发现，南京地铁列车蓄电池亏电时列车休眠控制存在如下差异：1号线、2号线延时10min休眠（如图6），而其它线路列车时立即休眠（如图7）。

2.如果蓄电池亏电后列车延时10min休眠，唤醒和休眠指令就不会同时存在，上述极端工况下的故障隐患可以消除。

3.按照1号线、2号线整改电路，或者TCMS系统对对LO_LVDR触点延时闭合。

（作者单位：南京地铁运营有限责任公司）