趙 峰
(武漢地鐵運營有限公司,湖北 武漢 430000)
城市軌道列車電氣故障分為牽引制動故障、輔助系統(tǒng)故障、列廣系統(tǒng)故障、空調(diào)故障等。這些故障中,牽引制動故障作為最影響列車運營安全和運營品質(zhì)的問題,是城市軌道交通運營維護的重點和難點。
緊急制動不緩解,作為一種典型的牽引制動故障,因其一般采用失電制動的邏輯,故障處理難度大,疑點多。本文針對武漢地鐵某線路一起自恢復的緊急制動不緩解故障,通過EDRM數(shù)據(jù)和電路邏輯進行了分析探討。
武漢市軌道交通某線路南延線工程,與該線路一期工程貫通。項目為A型車,六輛編組,動拖比為四動兩拖,列車最高速度100 km/h。牽引系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制為中車時代電氣供貨,主機廠為中車株洲電力機車有限公司。在車輛段調(diào)試期間,司機建立ATO模式發(fā)車時,發(fā)現(xiàn)緊急制動無法緩解。約10 min后,技術(shù)人員上車查看,發(fā)現(xiàn)已可正常緩解緊急制動,故障已消除。緊急制動不緩解故障并非持續(xù)存在。
制動系統(tǒng)采用KNORR公司的EP2002制動控制單元,制動控制采用架控方式,基礎(chǔ)制動為盤型,停放制動為彈簧作用方式。列車緊急制動施加原理:制動控制單元BCU內(nèi)有緊急制動電磁閥,當因電路或其他原因造成電磁閥失電時,制動缸充風,列車實施緊急制動。車輛緊急制動僅由空氣制動完成,每種操作模式(自動和手動模式)總能施加。緊急制動命令不可恢復,且只有車輛停止時才能解除。
圖1 緊急制動控制電路1
圖2 緊急制動控制電路2
圖1和圖2為緊急制動控制電路,根據(jù)電路圖邏輯,以下情況將導致緊急制動電路失電:①觸發(fā)司機室中的警惕裝置。②按下司機室中的緊急制動按鈕。③緊急電氣列車線回路中斷或失電。④DC110 V控制電源失電。⑤ATC系統(tǒng)發(fā)出緊急制動指令。⑥主風缸壓力低于特定的安全值時。⑦超速限制。
圖中A、B、C、D、E點均為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控數(shù)據(jù)采集點,由于故障已恢復,可通過EDRM數(shù)據(jù)調(diào)取數(shù)據(jù)采集點電平信號,判斷故障期間故障情況。其中A點為電源供電,B點為ATC緊急制動狀態(tài)1,C點為ATC緊急制動狀態(tài)2,D點為緊急制動狀態(tài),E點為緊急制動指令。
根據(jù) HMI 故障記錄,緊急制動為信號施加,車輛無故障記錄。調(diào)取故障期間B、C、D點數(shù)據(jù)分析:根據(jù)B點電位與司機室占有情況可判斷,B 點前級線路正常。根據(jù)C點電位與D點電位同步可判斷,CD之間線路正常,且不存在因風壓、警惕等因素導致的緊急制動。根據(jù)BC點電位發(fā)現(xiàn),在故障期間,ATC緊急制動繼電器多次吸合且過了1 s左右斷開,結(jié)合司機室視頻及信號邏輯判斷,司機將手柄拉至FB位后,VOBC收到EB點緩解請求信號,且ATC緊急制動繼電器多次吸合,但1 s后斷開,緊急制動電路無法得電。
圖3 故障時段 EDRM 分析波形圖
根據(jù)信號報文,VOBC 一直收到外部 EB 未緩解信號。在VOBC輸出指令使ATC緊急制動繼電器吸合后,檢測到外部依然存在 EB信號,會撤銷 ATC 緊急制動繼電器的吸合指令,重新施加 EB信號。信號電路中,VOBC接收車輛系統(tǒng)EB狀態(tài)為EBS1EBS2,與車輛電路點E相連。EDRM 數(shù)據(jù)中,E為持續(xù)的低電平,與信號邏輯相符。故障時段EDRM分析波形圖如圖3所示。
在未撤除ATC情況下,A 點與 B 點電位相同,故障期間均為高電平,E 為低電平,可判斷=22-K125 緊急制動繼電器常開觸點一直未動作。正常情況下,若無外部 EB,信號輸出 EB 緩解后,C 點、D 點變?yōu)楦唠娖剑?22-K125 得電吸合,常開觸點閉合,E 點變?yōu)楦唠娖讲⑾蛐盘柗答?EB 緩解信號。
因此EB原因包括:=22-K125繼電器得電未動作(卡分)或繼電器未得電(負線未接好)。根據(jù) EDRM 數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)故障期間制動指令出現(xiàn)過高電平,可判斷與=22-K125并聯(lián)的繼電器=22-K128在故障期間得電,綜合判斷為=22-K125 繼電器故障所致,該繼電器為施耐德LC1D126FLS207。故障繼電器(=22-K125)如圖4所示。
圖4 故障繼電器(=22-K125)
故障繼電器恢復后,經(jīng)多次實驗故障又重現(xiàn)。根據(jù)施耐德直流接觸器的動作原理,當接觸器吸合時,由于不確定的因素導致阻力增加并大于電磁力合力的最大值,導致接觸器無法吸合,此時在線圈兩端可以測到正常的工作電壓。即使后續(xù)異常阻力消失,但接觸器仍會維持在打開的位置。導致電磁力減小的可能因素:電壓偏低、電流偏小、電氣控制回路導通性不可靠(線圈內(nèi)外部接線)、高溫等。導致阻力增加的可能因素:異物、摩擦力、油脂粘滯力、晝夜溫差導致的內(nèi)部凝露等。分析判斷為繼電器在長時間使用后在特定環(huán)境中偶發(fā)性故障,后續(xù)將加強對此款接觸器的跟蹤觀察。
此次事件為=22-K125 繼電器故障引起的緊急制動不緩解導致列車無法牽引故障。緊急制動電路在車輛電路中有著至關(guān)重要的作用,在車輛檢修工作中,應(yīng)定期對該部分進行重點檢查和維護。