地铁电客车自举功能无法实现的故障分析与改善
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇地铁电客车自举功能无法实现的故障分析与改善范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：针对南京地铁南延线列车在运营初期发生的自举功能无法实现问题，从自举电路出发，结合车辆负载分布，分析自举失败的原因，提出整改措施。
关键词：地铁车辆；自举；头脑风暴；故障分析
南京地铁一号线南延线电客车由法国ALSTOM公司设计、南京南车浦镇车辆有限公司生产，按照车辆设计功能，车辆由休眠至唤醒的状态有两种方式可以实现，如图1。正常情况下，列车利用蓄电池电量实现唤醒，按下唤醒按钮后，TSK吸合，列车110V准备电压具备，各个低压负载得电启动，如图2。当蓄电池馈电时，通过自举按钮，使辅助电子控制单元得到自举电池供电，在高压存在的情况下使辅助逆变器和蓄电池充电器启动，即可以输出110V永久电压，TSK吸合，实现唤醒。这种非正常方式下的列车唤醒，被称为自举。
图1 车辆唤醒电路 图2 车辆110V供电电路
2.1故障现象及影响
为了保证电客车在非正常方式下能够唤醒，每年定期进行自举功能测试，以蓄电池隔离来模拟其馈电状态，使用唤醒按钮列车无法唤醒。但是在自举试验时，发现一部分南延线车辆按下自举按钮，辅助逆变器可以正常启动，但是一端或两端TSKCB跳开，无法唤醒列车。
自举试验无法完成，那么列车一旦真正出现蓄电池馈电的情况，则不能保证可以通过自举功能唤醒列车。列车无法唤醒，只能通过其它动力车救援，事件影响将进一步扩大。为了防止事件的发生，尽量减少无高压的状态下列车的唤醒时间，不过多消耗蓄电池电量。
2.2开展头脑风暴，列举可能原因
针对一部分列车无法实现自举功能的问题，我们开展了头脑风暴，列举出可能原因：①因CVS充电器输出容量不是无穷大，输出电压受蓄电池电压低影响，输出电压低导致TSK无法正常吸合；②TSK吸合瞬间带负载过大，导致TSK无法正常吸合；③自举电池电压低；④TSK电感线圈，吸合电压过高，导致TSK无法正常吸合；⑤TSK反复吸合断开，造成电流过大使TSKCB跳开；⑥利用自举唤醒列车时，电路中存在接地短路点，TSKCB过流跳开；⑦TSKCB容量选型与电路电源及负载不匹配，容量低。
根据头脑风暴的结果，逐一分析故障形成的可能来源，筛选排列出可以导致故障出现的原因树。其中头脑风暴中的原因③：自举电池电压低，经过分析，将直接导致辅助AGATE不能正常启动，那么无110V永久电压输出，TSK不能闭合，也不会导致TSKCB跳开。所以原因③排除，其它原因总结得出原因树如图3。
图3 原因树
3.原因分析与排查
3.1部件自身原因
原因⑦“TSKCB容量选型与电路电源及负载不匹配，容量低”是唯一的由于TSKCB本身问题导致其跳开的分析点。
分析调查过程：1.以4748车为重点分析对象，重新试验了其自举功能，先断开两A车的BIS，两端自举测试时，都有TSKCB跳开的现象。2.将47A低压箱中BATCB断开，即断开此车辅助逆变器输出至110V永久电压的电路，辅助逆变器仅供电给110V准备电压。3.在47A按下自举按钮，47A的TSKCB电源来自远端48A辅助逆变器。试验结果：47A的TSKCB不跳闸，48A的TSKCB跳闸。4.在48A按下自举按钮，同样47A的TSKCB电源来自远端48A辅助逆变器。试验结果：47A的TSKCB不跳闸，48A的TSKCB跳闸。5.将48A的TSKCB容量更换为2.5A，再次在48A按下自举按钮。试验结果：48A的TSKCB不跳闸，47A的TSKCB跳闸。
结论：当使用自举功能时，列车110V永久电压来自辅助逆变器，此时电压在128V左右，刚好在TSK动作时使这条回路的电流达到1A的临界点，导致TSKCB跳开，而远端的TSK动作电压若同样取自这一端，但经过6节车长线路的损耗，可能刚好使这条回路的电流低于1A的临界点，TSKCB则不会跳闸。南延线21列车，由于部件的差异和线路走线的差异，有些达到这个临界点即出现此故障，有些则不会。
3.2所带负载原因
原因⑤“TSK反复吸合断开，造成电流过大使TSKCB跳开”，TSKCB下端负载仅有TSK，但是影响TSK反复吸合断开的原因分析有以下几点。
①“因CVS充电器输出容量不是无穷大，输出电压受蓄电池电压低影响，输出电压低导致TSK无法正常吸合”。 采用隔离蓄电池的方法，模拟列车蓄电池馈电的情况，同样可以实现自举功能测试。但是针对原因①中提及的CVS充电器输出电压受蓄电池电压低影响，在隔离蓄电池的方法下，是可以有效排除该原因的。隔离蓄电池后做自举试验，4748车两端A车的TSKCB仍然会跳开。
②“TSK吸合瞬间带负载过大，导致TSK无法正常吸合”。 保持列车110V供电负载不变，通过唤醒按钮正常唤醒列车。两种唤醒方式（自举或唤醒按钮），其实对于TSK闭合供电给负载的这部分电路是完全相同的。几列有故障的车通过唤醒按钮正常唤醒时，TSK可以正常吸合，并没有带载过大的现象。
④“TSK电感线圈，吸合电压过高，导致TSK无法正常吸合” ，吸合电压过高往往会造成线圈匝间放电短路从而造成损坏或使吸合力减弱。分别对一列有故障和一列无故障的列车进行自举，测量TSKCB输出端电压，观察整个自举过程电压变化。端电压变化基本相同，且TSK可以正常吸合，区别在于TSKCB跳开和正常。
结论：通过针对①②④三方面原因进行的试验，结果表明均不是故障发生原因。在进行各种试验的过程中，没有发现TSK反复吸合断开的情况，也可以从这点上基本排除原因⑤。
3.3电路线路原因
原因⑥“利用自举唤醒列车时，电路中存在接地短路点，TSKCB过流跳开”，虽然几列车同时发生电路线路问题的几率比较小，但是我们仍对线路进行了分段排查。经过电路线路检查，电路中未发现任何接地短路点，此原因可以排除。
3.4故障原因
经过分析，南延线车辆TSKCB跳开、自举功能无法实现的原因是TSKCB自身容量不足，设计上考虑不全面，器件选型与电路不匹配。另外，正常情况下列车唤醒时，110V永久电压来自蓄电池供电，电压一般低于120V，这也解释了TSKCB仅在自举时跳闸的原因。
4.改善方案
将容量为1A的TSKCB断路器更换为2A的断路器。改进断路器选型后，重新选取该故障发生车辆，再次进行自举试验，未再出现TSKCB跳开的情况。自举功能的实现，是列车突发馈电故障时的有效保障。
参考文献
[1]南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司，南京地铁南延线电客车维护手册.2011