地铁电客车牵引系统故障分析及处理

李翔　方杰伟

摘要：为了给列车驾驶员快速处理故障提供支持，减小电客车辆故障对运营造成的影响。结合西安地铁机场线电客车辆牵引系统工作原理，通过对运营中发生的牵引系统故障分析，并经过试验验证，探索出电客车辆牵引系统故障快速判断处理方法。牵引系统故障由牵引主电路故障和牵引控制电路故障组成，电客车辆HMI界面显示牵引系统故障信息，进入HMI牵引界面查看主电路是否故障，通过司机台故障信息灯和运行界面牵引状态显示判断是否为牵引控制故障。判断出故障点后，按照故障处理方法排除故障。

关键词：电客车辆  牵引系统  故障分析  处理

1牵引控制系统工作原理

1.1列车牵引指令有两种传输方式：网络和硬线。

（1）列车牵引控制采用网络控制模式，实现列车自动控制和指令控制

主要网络设备包括中央控制单元 （CCU）、人机接口单元（HMI）、中继器（RPT）、远程输入/输出模 块（RIOM）、数据记录仪（ERM）。

列车牵引网络控制系统基于网络通信功能，完成对牵引系统的整车系统的逻辑控制、状态监视、故障诊断等功能。

（2）當列车控制网络故障时，列车不能实现信号模式自动运行功能，采用备用模式，通过硬线来实现列车低速运行。

1.2牵引控制系统构成

（1）列车牵引控制系统，它由司机司机台指令开关、高压箱、MVB、DCU和TMS等构成。

（2）主要完成列车有关牵引的控制指令及状态的给出、传输，实现列车牵引顺序逻辑控制、电传动系统故障保护和列车牵引/电制动控制等功能。

1.3牵引控制系统工作原理

牵引控制单元（DCU）根据司机指令（或ATO）通过车辆网络传输实现对列车牵引/制动特性控制和逻辑控制，实现对主电路中接触器的通断控制和VVVF逆变器的启/停控制，计算列车所需的牵引/电制动力等。

网络控制路径：列车司机室的司机控制器和各指令开关的信号状态通过硬连线进入模拟量输入输出模块（AXM）或数字量输入输出模块（DXM）模块，再通过多功能车辆总线（MVB）进入车辆控制单元（VCM），再通过MVB到达传动控制单元（DCU）。

硬线控制路径：列车司机室的司机控制器和各指令开关的信号状态通过有接点控制电路由硬连线直接传递给DCU。

2 电客车牵引系统故障判断及处理

牵引系统故障分为无牵引指令和牵引电机无流二类。

2.1无牵引指令

2.1.1 司机控制器或指令开关故障

司机控制器和指令开关的信号发出牵引指令，司机室HMI屏上无牵引显示。有接点控制电路的状态及故障信息通过HMI显示屏显示。

处理：

信号模式下（ATP投入位）HMI屏上无牵引显示时，切除ATP，转车辆控制。车辆控制无牵引显示时，查看列车控制断路器是否闭合位，闭合位故障不消失，换端操作。

2.1.2 牵引安全回路故障

司机控制器和指令开关的信号发出牵引指令，HMI显示屏上无牵引显示。车辆牵引安全回路故障，紧急制动施加、制动缓解不良、门未关好、总风压力低、门选开关0位造成。

处理：

通过牵引安全回路分析并结合对应的状态显示判断故障原因，查看司机台上门选“0”位、门关好灯亮、紧急制动施加灯灭、压力表上总风压力600KPa以上，HMI制动界面所有车辆转向架空气制动压力为0。如果灯、仪表、界面显示与正常状态不一致。对不正常状态对应的故障进行处理，故障不能处理好时，打旁路开关旁路故障联锁开关。

2.2牵引电机无流

司机控制器和指令开关的信号发出牵引指令，HMI显示屏有牵引显示，列车牵引无流，不能动车。由牵引主回路故障、列车网络故障、牵引控制单元故障造成。

处理：

2.2.1 牵引主回路故障

（1）确认网压在 1000～1800V 范围内，如网压低需确认升弓状态。

（2）确认 TCMS 显示屏运行界面中高速断路器 HB 状态显示为“绿色图标”。

①若 HB 状态显示“灰色图标”，牵引系统状态显示“灰色图标”，则将主控手柄置于“N”位，方向控制手柄至于“0”位，按压司机台“VVVF/SIV 复位”按钮（按压至少3 秒）、“合高断”按钮进行小复位操作（仅限 2 次，间隔时间至少 10 秒），确定 HMI显示屏 HB 状态显示为“绿色图标”，牵引动车。

②若小复位操作无效，HB 状态显示“灰色图标”，司机进行降弓断电复位操作，如复位无效，如仍不能动车，则：如车在区间，申请换端操作，若能动车，按照行调命令运行到前方站清客后退出服务;若不能动车，申请救援;如车在站台，清客后申请换端，若能动车，退出服务，若不能动车，申请救援。

2.2.2 牵引网络故障

HMI屏显示牵引网络故障，主控手柄牵引位牵引无流，断开蓄电池，车辆重启操作。如重启故障不消失，按下备用模式按钮，采用备用模式运行，备用模式为硬线控制，不能实现信号模式控车。

2.2.3 牵引控制单元故障

牵引控制单元故障，逻辑电路板卡故障显示灯亮，列车不能运行，需救援至维修基地检查，更换相应的板卡。

结语

目前地铁电客车辆具有诊断功能，车辆存在的的故障通过人机界面显示出来，但显示的是故障类别，不能精确到故障点，所以通过车辆的人机界面获取故障类别后需进行分析判断找出故障点然后进行处理。本研究对西安地铁机场线电客车辆牵引控制系统工作原理、诊断功能、故障显示进行分析后找出故障点，并针对故障点进行处理。解决了电客车辆故障后快速判断、准确处理的问题。为智能运维故障点的检测和处理提示提供依据。

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作者简介：李翔（1984-），男，本科，工程师，研究方向为机车车辆。