浅谈地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修

仇国栋

摘要：对于目前的城市交通状况来说，地铁为缓解城市道路交通压力，加快城市交通建设起到了非常重要的作用。但是，地铁运输所采用的车厢结构是一个十分复杂且极具技术性的系统，与多种学科交织在一起。同时，对于牵引系统而言，它则是地铁维护工作中的关键所在。因此，本文主要对我国地铁车辆电气系统中牵引辅助系统在损坏后的维护方法进行分析和讨论。以分析和研究为讨论基础，提出了以下一些内容。为从事相关行业的地铁维修人员提供参考和借鉴。

关键词：地铁车辆;电气系统;辅助系统;故障分析

当前，随着我国城市经济建设飞速发展，城市化的发展得到了极大的促进，而在城市发展的过程中，也促进了越来越多的地铁项目的发展，使交通问题逐渐得到解决。而地铁在发展过程中，其牵引系统和辅助系统的故障问题已成为人们广泛关注的热点话题。为了确保地铁车辆的运行效率，预防和解决电气系统中的故障，对牵引和辅助系统进行定期维护，解决现有故障尤为关键。对于地铁车辆，长期运行中不可避免地会出现一些问题。其中，电力系统中牵引系统和辅助系统的故障最为常见。如果能够有效缓解这一问题，那么对于中国交通运输业的发展，将会具有重大意义。

一、牵引系统的故障及其檢修分析

（一）牵引系统的故障分析

通常情况下，牵引系统发生故障的可能性还是比较大的。同时，需要注意的是其导致此失败的原因有很多。以下内容将对几种故障情况进行分析。

一是完全或过载操作，对于地铁车辆来说，在行驶过程中发生制动或启动是非常普遍的现象。而这种情况并非什么好事，制动或者是启动的情况将会给城市交通地铁运营带来直接影响。但是，在高峰时段，由于其相对较大的人流所带来的巨大负载，地铁会变得难以控制，并且十分容易处于异常的运行状态。对于这种方法，将由车辆的制动引起导致其电压和功率之间的不稳定性，并且也是等效于短路的状态，这将会直接在运行过程中损坏地铁运行所需要的电网系统;

二是非金属短路故障，对于这种故障，通常是在下雨或下雪的情况下才会出现，因为雨滴或者是雪融化将严重阻碍电源系统的连接，这会导致对轨道床的绝缘效果产生一定的影响。 如果地铁长期运行的话，那么将不可避免地会引起地铁车厢的污染甚至是地铁车辆支架老化等问题，导致电流泄漏。

三是金属短路故障，金属短路故障就是钢轨与三轨之间存在明显的接触，同时绝缘支座还被击穿，那么将导致其电路的短路。在日常检修时，如果检修人员没有注意金属工具的检收，将工具忘记在地铁轨道上，那么将十分容易引发金属短路故障。

（二），牵引系统的检修分析

  如果出现地铁牵引系统出现故障，通常采取以仿真式进行维修。在对地铁列车进行仿真式维修时，维修人员可以进行远程仿真式维修，通过计算机获取的不同的故障数据和故障位点，从而得知其故障位置的距离。利用电流的变化，可以很容易的获得故障位点，进而对故障点进行有效维修。通过检测电流的变化情况，其原理是电流会导致地铁电网的接触网末端距离会由电流的变化而变化，来获取精确的牵引系统的故障位置，最终实现对地铁的快速维修。

二、辅助系统的故障和检修分析

（一）辅助系统的故障分析

  辅助系统的故障情况主要是电容器和半导体的故障问题。由于电容器和半导体的损坏将会严重影响地铁电路的运行，所以辅助系统的故障维修需要重视。

  辅助系统的故障其一是电容器的损坏，目前，地铁的主流电容器所采用的材料是铝，通过利用电容器，可以很好的稳定电压。但是如果长期使用铝制电容器，其电容器表面将会和氧气反应而生成氧化膜，这层保护膜将会严重破坏辅助系统的正常运行。尽管铝制电容器存在一定的治愈性，但是其氧化膜的生成速度远大于电容器的治愈能力，经过长时间的使用电容器最终损坏。

其二是逆变器的损坏，对于电气系统中的逆变器，一旦损坏发生，将导致整个逆变器故障。此外，设计人员在设计时没有为功率半导体器件设置相应的保护措施。除了半导体器件的故障之外，不能执行相应的工作，这将不可避免地导致整个半导体器件的故障。逆变器本身具有许多弱电流半导体软件，因此，弱电流半导体与整个逆变器的工作具有直接的关联性。如果逆变器内部存在了问题，将不可避免地导致更严重的故障，从而在逆变器本身中带来巨大的隐患。对于半导体器件，如果发生故障，则主要是由内部和外部原因引起的。内部原因必须是弱电流半导体中存在问题，这会使整个半导体无法使用。外部故障主要是由外部原因引起的，半导体本身无法继续工作。

（二）辅助系统的检修分析

辅助系统的检修的主要方式是通过创建一个网络系统来完成的，将辅助系统的故障数据进行收集，同时将其逐输入到未经训练的网络系统中，然后对网络系统中的故障收集数据进行相应的训练，同时经过训练的网络系统将可以更快地找到解决问题的最佳方案。在训练方法期间，以获得相应的诊断网络。其中，诊断网络是进行故障排除的重要前提。检修人员必须先通过诊断系统找到故障原因，然后才能对其进行有效的故障排除。网络的诊断主要是通过神经网络计算获得的数据的过程。它不仅是根据网络输入来诊断辅助系统的故障原因和故障点的过程，而且还是提取和处理故障点的过程。故障诊断完成后，可以根据辅助系统的信息样本进行故障处理，最后在神经网络系统中进行相应的检查工作也是非常重要的。

三、总结

地铁车辆的正常运行依赖于电气系统中牵引与辅助系统是否处于正常的工作状态。牵引与辅助系统在保证地铁的正常运行中起到了重要作用。所以，如何更加科学的对地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障进行分析，并且能够科学有效的进行检修是十分重要的。检修人员需要认真研究地铁故障的发生原因，然后根据本文所提到的科学方法精确的发现地铁的故障位置，以更为高效的方法来对电气系统中牵引与辅助系统进行排查和检修。只有不断地提高检修地技术水平，才能够更好地保证地铁的正常运行，保障乘客的财产安全。

参考文献：

[3]袁登科， 朱小娟， 周俊龙.地铁车辆电气牵引系统直流侧电流谐波分析[J].同济大学学报 （自然科学版） ， 2012 （1） ：152-153.

[4]范伟媛.论述地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].科学中国人， 2015 （14） ：15-21.

（作者单位：苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司）