广州地铁知识城线电客车制动电阻风压异常及风机启动故障分析

何灿洪

摘 要：针对知识城线B8型电客车在日常运营中多次出现的“制动电阻风压异常故障”及“制动电阻风机启动故障”。根据该故障产生的逻辑，分析实际检修操作流程，结合现场故障模拟，得出故障产生的原因，并合理的提出检修要求，规范停放制动施加与缓解的时间间隔，避免列车出现此类故障。

关键词：地铁车辆;制动电阻;故障分析

广州地铁知识城线B8型车采用“四动二拖”形式六节编组。B8型车自2017年底投入运营以来，运行里程达10-15万公里，牵引系统采用时代电气产品，制动电阻由奇宏散热提供硬件设备及控制软件，性能运用情况基本良好，但在日常检修中，多次出现“制动电阻风压异常故障”及“制动电阻风机启动故障”，给列车运营检修带来较大影响。

1 故障信息统计

自知识城线开通运营以来，出现同样故障共计28次，每列车月均1-5次。查看全部运营列车故障履历，均出现过类似4节动车出现DCU制动电阻风压异常故障的历史信息。

2 故障检查和分析

列车单节车牵引系统可以通过风压开关来检测制动电阻风机的运行状态，并设计有相关的逻辑来对列车牵引电制动模块及制动电阻进行保护。

2.1 列车故障履历

选取7月16日早上早班车及7月17日尾班车回库转换轨时段故障履历信息，在HMI檢查屏内可见看到4节车均出现相同的故障信息。

2.2 故障判定逻辑

（1）牵引系统维修手册。根据《MM 20903-tPowerTN10型牵引逆变器维修手册 V03版》中故障定义及处理策略，关于“制动电阻风压异常”描述如下：风机启动命令发出5s后，风压依然不正常。维修手册故障清单显示，制动电阻风压异常故障会导致该VVVF牵引封锁。

（2）故障诊断逻辑图。根据《广州地铁14&21号线牵引系统DCU控制逻辑功能说明V1》的故障判定逻辑，关于“制动电阻风压异常”描述如下。

MCL_BRFanWork——制动电阻风机工作，来自列车线，高电平表示制动电阻风机接触器吸合。

DIP_BrWdOK——制动电阻风压正常，来自制动电阻，高电平制动电阻风压正常。

（3）设计审查文件。根据《E03_GZML1421_048_DLC3牵引系统功能描述》的功能设计，制动电阻采用强迫风冷散热方式，DCU对制动电阻风机进行控制。制动电阻风机控制逻辑如下。

①风机启动（满足以下任一条件）：A.车速大于5km/h;B.出现制动电阻超温故障。

②风机停止（同时满足以下条件）：A.车速低于4km/h;B.制动电阻未报超温故障。

③制动电阻风机启动命令一旦发出，当启动条件不满足时，延时60s撤销启动指令。

④风机启动异常：当风机启动命令发出5s后，检测到风压反馈为低电平，则认为风机未正常启动，报相应故障。

（4）软件设计判定逻辑。通过咨询时代设计人员，了解到制动电阻风压异常的完整判断逻辑应为“风机启动指令大于5秒”且“DCU网压恢复至1200V以上”，若“风压正常信号低电平大于2秒”，就会报制动电阻风压异常故障。

2.3 列车故障数据分析

21005006车7月16日EDRM事件记录仪数据分析结果。

（1）7月16日上午6：11：29.600——列车网压大幅波动，下降至1000V以下，导致辅助电源停机，全车AC380V交流失电，包含制动电阻风机在内的全部三相交流电机停机，风压反馈为低电平，制动电阻风机启动指令仍未高电平，车速>0。

（2）7月16日上午6：11：36.000——电网电压恢复稳定，列车网压恢复，牵引、辅助网压重新开始建立，制动电阻风机启动指令仍未高电平，车速>0。

（3）7月17日晚上21：57：15.600——制动电阻风压异常故障消失。

3 故障原因

21005006在7月15日上午在列车完成弓靴转换以ATO模式出厂时，由于接触轨跳闸出现网压波动，导致SIV停机引起制动电阻风机停机，此次故障原因为接触轨跳闸失压导致，因网压恢复后故障正常消失。

21005006在7月17日晚上回厂期间在列车完成弓靴转换时，由降靴列车失压SIV停机引起制动电阻风机停机，风压正常信号转为低电平，本次故障以及以往出入场阶段的故障原因为从停车到重新升弓后合主断的时间满足触发故障逻辑条件，故导致此故障经常出现。

4 模拟试验

4.1 试验目的

考虑到知识城线B8型车与后期14号线及21号线开通所用的是同一套网络牵引辅逆系统，该问题可能会影响同期制造的其他电客车。结合14号线电客车调试作业，在7月19日下午B7-017018车进行了模拟试验，模拟列车在转换轨的短时间失压后恢复工况下的故障情况。

4.2 试验方法

试验方法为在列车（运行车速为30km/h）停车后立即分主断降弓，待HMI上网压为0，随即重新升弓，在HMI显示稳定网压10s后合主断，完成后监控车辆状态屏并查看检修屏故障履历。（自停车起分主断降弓至重新升弓后合主断全过程控制在40s左右）

4.3 试验结果

（1）同工况模拟下，B7车同样会出现“制动电阻风压异常”故障与B8型车相同;

（2）该故障并不会在车辆状态屏提示，事件界面无提示，且无蜂鸣声报警;

（3）若重新升弓后，不合主断，则不会出现故障信息。

5 结论

结合在B8型车故障现象及B7型车上的试验现象，验证了GZML14&21项目牵引系统均存在此问题，即列车在制动电阻风机启动命令有效的情况下停车，保持蓄电池激活60s内进行弓靴转换、升降弓或靴并合主断，会出现全部4节动车报制动电阻风压异常故障的问题。

该故障判定逻辑条件与列车在转换轨的操作工况极为相似，在后续的运营过程中仍会不断出现同样的故障，会干扰到后续的常态化车辆维保工作，建议对故障诊断逻辑进行优化，避免正常操作导致误报故障信息。

参考文献：

[1]朱士友.车辆检修工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.