地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修

地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修

周鹏

天津中车四方轨道车辆有限公司 天津 300000

摘要：本论文旨在研究地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修问题，探讨故障分类、诊断分析方法以及处理与检修流程。通过对典型案例分析和经验总结，提出了系统维护、技术升级、安全管理和环境保护等方面的建议，以推动地铁电气系统的可靠运行和可持续发展。

关键词：牵引系统；辅助系统；预防性检修；维护计划

引言：

地铁作为现代城市快速交通的重要组成部分，在城市发展中发挥着关键作用。地铁电气系统作为地铁的核心，牵引与辅助系统对于地铁的安全、稳定运行具有不可忽视的重要性。然而，由于系统复杂性和长时间运行，故障问题时有发生，影响了地铁正常运营和乘客出行体验。本论文旨在深入研究地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修，探讨故障的特点、诊断分析方法和处理流程，旨在为地铁电气系统的维护与优化提供有益的经验和建议。

一、地铁电气系统概述

地铁电气系统是现代城市地铁运行的核心部分，牵引与辅助系统协同工作，确保地铁的正常运行和乘客的出行体验。

（一）地铁电气系统的功能与组成

地铁电气系统包括牵引系统和辅助系统，它们的功能如下所述：

牵引系统：牵引系统是地铁的动力源，主要任务是为列车提供必要的牵引力，控制列车的速度和运行状态。牵引系统的核心组件包括高压电器箱、牵引逆变器箱、制动电阻箱、电动机。

辅助系统：辅助系统为乘客提供舒适的乘车环境，同时保障列车运行的可靠性。辅助系统包括辅助供电、空调、照明等子系统。

（二）牵引系统及其作用

牵引系统是地铁电气系统的动力部分，负责为列车提供起步、加速、减速和制动等必要的动力支持。

牵引系统的工作原理：牵引系统基于电力传输的原理，将高压直流电能转换为电动机的机械能，从而驱动列车的运行。通过控制电动机的电流和电压，牵引系统能够精确地调整列车的速度和运行状态。

牵引系统的主要组件：牵引系统主要由高压电器箱、牵引逆变器箱、制动电阻箱、电动机组成。牵引逆变器箱负责将来自供电系统的直流电转换为适合电动机的电流特性。电动机是将电能转换为机械能的关键部件，通过传动装置将动力传递给列车的车轮。

（三）辅助系统及其作用

辅助系统的功能与重要性：辅助供电系统为列车辅助系统提供电能，确保列车各项设备的正常运行。空调系统维持列车内的适宜温度和空气质量，提供乘客舒适的乘车环境。照明系统提供充足的照明，保障乘客的安全和舒适。

辅助系统的组成与工作原理：辅助系统由多个子系统组成，它们共同协作以满足不同的功能需求。辅助供电系统包括辅助逆变器和蓄电池充电机，确保列车辅助系统的电能供应。空调系统通过空调机组调节列车内的温度和湿度。照明系统利用LED等照明设备，为列车提供均匀的照明效果[2]。

二、牵引与辅助系统的故障与检修

地铁电气系统的牵引与辅助系统故障会对正常运行产生重要影响。本章将详细讨论不同类型的故障，包括其分类、诊断方法以及处理与检修流程，以确保系统的可靠性和安全性。

（一）故障分类与特点

牵引系统常见故障类型：在牵引系统中，常见故障包括电动机失效、电力传输中断、控制系统故障等。例如，电动机损坏可能导致列车无法启动，电力传输中断会影响牵引力的提供，牵引控制器故障导致牵引逆变器停机故障等。

牵引系统故障的特点：故障发生频率低，影响大，原因隐匿，处置困难等特点。

辅助系统常见故障类型：辅助系统故障包括辅助供电中断、空调故障、照明故障等。供电中断可能导致列车辅助系统停电，空调、照明故障会影响乘客的舒适度。

辅助系统故障的特点：故障发生频率高，影响小，原因明显，处置容易等特点。

（二）故障诊断与分析方法

现场检查与观察：检修人员应对列车进行实地检查，观察是否有异常现象，如烟雾、异响等，为进一步的诊断提供线索。

故障信号与数据分析：通过分析地铁系统记录的运行参数、监控视频和故障信息，可以更准确地定位故障位置和原因，有助于迅速解决问题。

故障模式识别技术：借助故障模式识别技术，检修人员可以根据故障的特征和历史数据，预测可能发生的故障类型，提前采取应对措施。

（三）故障处理与检修流程

快速应对措施：发生故障时，检修人员应立即采取紧急措施，如紧急停车或切断电源，以确保列车和乘客的安全。

检修准备与安全措施：在进行检修前，需要进行充分的准备工作，确保工作场所安全，同时遵循相关的操作规程和标准[3]。

故障排除步骤与方法：根据诊断结果，采取相应的故障排除步骤，修复或更换故障部件，然后进行系统测试，确保故障得到有效解决。

（四）案例分析与经验总结

典型故障案例剖析：例如，某次列车在行驶过程中突然失去二分之动力，经过诊断发现是牵引逆变器功率模块斩波驱动板卡损坏所致，检修人员及时更换功率模块并进行测试，最终解决了问题。

检修过程中的注意事项：在检修过程中，检修人员需要严格遵循安全操作规程，注意电气设备的高压风险，并确保操作环境的通风和安全。

检修经验与教训：通过多次故障处理经验，检修人员逐渐积累了有效的问题解决方法，如建立快速响应机制和加强现场培训，从而快速判断不同故障对列车运营安全的影响程度。

三、地铁电气系统维护与优化

地铁电气系统的维护与优化是确保系统可靠运行和持续发展的重要保障，需要系统的计划、技术升级、安全管理以及环境保护等方面的综合考虑。

（一）系统维护与预防性检修

定期维护计划与内容：制定详尽的维护计划，从原有的月修、定修转变为均衡修模式，缩短各系统关键部件的检查与维护周期。周期性地清洁、润滑以及更换磨损部件，有助于保持设备在最佳工作状态。

预防性检修策略与效率：采用预防性检修策略，运用先进的监测技术，提前发现潜在问题，从而减少故障发生的概率，延长设备寿命，降低维护成本。

（二）技术升级与性能优化

新技术应用与性能提升：应用能量回馈技术、智能控制系统等新技术，有效地提高能源利用效率，优化系统的运行稳定性和响应性[4]。

性能评估与持续改进：定期进行性能评估，分析运行数据，找出瓶颈和问题，制定改进措施，确保系统在不断的优化中持续发展。

（三）安全管理与人员培训

安全培训与意识提升：定期开展安全培训，强化检修人员的安全意识，提高应急响应能力，以保障人员和乘客的安全。

人员素质与技能提升：要求检修人员具备扎实的电气知识和操作技能，归纳各系统故障数据，对检修人员进行定期培训，提高检修人员对故障的处置能力。

（四）环境保护与可持续发展

节能减排与资源循环利用：采用节能减排技术，如能量回收利用，减少能源消耗和废弃物排放，实现对环境的友好和可持续发展。

环境管理与社会责任：建立环境管理体系，加强对噪音、废弃物等环境因素的管理，以履行企业的社会责任，为城市创造清洁宜居的环境。

四、结论

综上所述，本论文深入探讨了地铁电气系统牵引与辅助系统的故障、检修问题，以及维护与优化策略。通过对系统构成、故障分类、诊断方法的深入分析，强调了保障系统正常运行对城市交通安全的至关重要性。维护与优化策略的讨论揭示了定期维护、技术升级、安全管理和环境保护的关键作用，为确保地铁电气系统可靠性和可持续性提供了有效途径。未来，随着科技发展，地铁电气系统将智能化、自动化发展。借助新能源技术，系统将实现更清洁、高效运行。大数据和实时监测将提升运营管理水平，跨界合作与创新将推动系统不断进步。地铁列车将成为城市可持续交通的典范，为未来城市发展提供支持，为乘客创造更舒适、便捷出行环境。

参考文献

[1] 穆泓冰,王永利,杨宇鹏.地铁车辆电气系统中牵引与辅助供电系统的故障与检修方法[J].中国设备工程,2023(11):182-184.

[2] 杨波.地铁电传动工程车电气系统的设计[J].机电信息,2020(30):122-125.

[3] 郭婉露,彭新平,刘世杰等.广州新线蓄电池电力工程车电气系统设计[J].电力机车与城轨车辆,2018,41(03):45-48.

[4] 李红霞,王建行.城市轨道交通车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].数码设计,2017,6(11):51-52.