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

王俊州 矫国庆 徐尚

青岛地铁运营有限公司 山东青岛 266000

摘要：地铁作为城市交通的重要组成部分，其电气系统中的牵引与辅助系统是保证地铁正常运行的关键。然而，在实际运行过程中，这些系统难免会出现各种故障。本文首先分析了地铁电气系统中牵引系统和辅助系统的常见故障，然后探讨了故障诊断技术的应用，最后提出了相应的检修策略，通过本文的探讨，旨在为地铁电气系统的维护和检修工作提供一定的理论支持和实践指导。

关键词：地铁；电气系统；故障诊断；检修策略

引言：随着城市化进程的加快，地铁作为城市交通的重要组成部分，其运行的安全性和可靠性越来越受到人们的关注。地铁电气系统中的牵引与辅助系统是地铁正常运行的关键，一旦出现故障，将严重影响地铁的正常运行。因此，对地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修进行研究具有重要意义。

一、地铁电气系统中牵引系统常见故障分析

地铁电气系统中的牵引系统是确保列车正常运行的关键部分，其常见故障种类繁多，影响程度也各不相同。电机故障无疑是最常见的一种，它可能源于绕组短路、断路或长期过载运行等原因，表现为电机温升过高、异常噪音增大或输出功率下降。一旦发生较严重的电机故障，列车将无法正常加速或失去动力，从而影响运营安全。除电机故障外，控制器故障也是不容忽视的一大隐患，它可能与电路设计缺陷、元器件老化或外部电磁干扰等多种因素有关，导致列车无法正常启动、加速或制动，给运营带来严重阻碍。此外，传感器故障同样会对列车的正常运行造成影响，主要原因可能是传感器本身损坏或校准失误，从而影响列车的速度控制和制动距离等关键安全性能指标。

二、地铁电气系统中辅助系统常见故障分析

辅助系统主要为列车提供必要的辅助电源、空调和气压等，确保了列车的正常运行和乘客的舒适度。其中，电源系统故障无疑是最为严重的一种，它可能由于电源设备老化、长期过载运行或线路短路等原因导致，一旦发生将影响整个列车的供电，从而造成其他系统无法正常工作。空调系统故障则主要与制冷剂泄漏、压缩机损坏或风扇故障等有关，会导致车厢内温度异常，降低乘客的舒适度[1]。另外，气压系统故障也不容忽视，它可能由于气泵损坏、气管破裂或阀门失灵等原因引起，将直接影响列车的制动和开关门功能，对运营安全构成严重威胁。由此可见，地铁电气系统中的辅助系统虽然不直接参与列车的动力传递，但其故障同样会对整体运营造成严重干扰和安全隐患。

三、地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障诊断技术

1.在线监测技术的应用

在线监测技术在地铁电气系统中的牵引与辅助系统中发挥着至关重要的作用，通过在关键部件和节点安装各类传感器，系统能够实时采集电压、电流、温度等关键参数的数据，从而全面了解整个系统的运行状态。一旦发现任何异常波动或超出正常范围的情况，系统会立即触发预警，提醒维护人员及时介入，采取必要的检修措施，避免故障进一步扩大。在线监测技术的优势在于能够实现全天候、全方位的监控，第一时间发现任何潜在隐患，从而最大限度地减少故障发生的概率，显著提高系统的可靠性和运行安全性。同时，通过长期的数据积累和分析，能够精准识别系统的薄弱环节，为未来的优化升级提供有力的决策依据。

2.故障预测和健康管理（PHM）

故障预测和健康管理（PHM）技术作为地铁电气系统故障诊断的重要手段，其应用前景广阔。该技术通过建立复杂的数学模型，综合分析系统的历史运行数据和实时监测数据，对潜在故障进行精准预测和评估。基于大数据分析和机器学习等先进算法，PHM技术能够准确预判故障发生的时间和位置，从而为维护人员提供充足的时间和空间，提前采取预防性维护措施，从根本上延长系统的使用寿命。与传统的被动维护相比，PHM技术更加主动、高效，能够有效降低维护成本，减少非计划停运时间，大幅提升系统的整体可用性和可靠性。在地铁电气系统的牵引系统、辅助供电系统等关键子系统中，PHM技术可以实现全面的健康管理，从而确保整个系统处于最佳运行状态。

3.智能诊断技术与人工智能的应用

随着人工智能技术的飞速发展，智能诊断技术在地铁电气系统故障诊断领域发挥着越来越重要的作用。神经网络、模糊逻辑、专家系统等智能算法通过对海量历史数据的训练和学习，能够自动识别故障模式，快速定位故障原因。与传统的基于经验的人工诊断相比，智能诊断技术更加准确、高效，能够处理复杂的非线性问题，提供更加可靠的诊断结果[2]。在实际应用中，智能诊断系统会综合运用各种算法，充分利用监测数据、维护记录、专家知识等多源信息，从而提高诊断的准确率和全面性。同时，智能诊断技术还可以与在线监测、PHM等其他技术相结合，构建一体化的智能运维体系，实现对地铁电气系统全生命周期的高效管理。

四、地铁电气系统中牵引与辅助系统的检修策略

1.预防性维护的应用

地铁电气系统中的牵引与辅助系统是确保地铁车辆安全稳定运行的关键所在，其检修策略对整个地铁运营体系至关重要。在这其中，预防性维护扮演着不可或缺的角色。通过定期的检查、清洁和更换关键零部件，预防性维护能够有效延长设备的使用寿命，最大限度地减少故障发生和停机时间，这种主动式的维护方式，能够提前发现并修复设备潜在的问题，确保地铁车辆在运营过程中始终保持良好的工作状态。相比于事后的故障检修，预防性维护显然更具优势，不仅能够提升设备的可靠性，还能大幅降低维修成本。

2.条件监测与故障预测技术

在地铁电气系统的牵引和辅助系统中，条件监测与故障预测技术的应用日益广泛。条件监测技术通过安装各种传感器，实时监控系统的关键参数，如电压、电流、温度等，从而全面了解系统的运行状态。一旦发现异常情况，系统会立即触发预警，提醒维护人员及时介入。与此同时，故障预测技术则是基于大数据分析和机器学习算法，通过对历史数据的训练和建模，预测潜在故障的发生时间和位置。结合这两项技术，可以实现对系统健康状况的全面评估，为维护决策提供准确的依据。维护人员不再被动等待故障发生，而是可以提前采取预防措施，延长系统的使用寿命，提高运营效率。

3.检修策略的制定与执行

针对地铁电气系统中的牵引与辅助系统，必须制定科学合理的检修策略，并确保策略得到有效执行。检修策略应当涵盖定期检查、测试、清洁、紧固和更换部件等全面内容，对每一个环节都做出明确的时间安排和操作规范。同时，还应将预防性维护、条件监测和故障预测技术有机融合到检修策略中，实现智能化、精细化的运维管理[3]。检修策略的制定需要充分考虑系统的使用年限、负荷强度、故障历史等多方面因素，并根据实际运行情况持续优化和完善。除了技术层面，检修策略的有效执行还需要建立完善的维修记录和档案管理系统，对每一次检修情况进行详细记录，为后续的故障诊断和优化升级提供数据支持。同时，还应加强维护人员的专业培训，提高他们的技术水平和责任心，确保检修工作得到精细化落实。

结束语

地铁电气系统中的牵引与辅助系统是确保地铁正常运行的关键部件。为了确保这些系统的安全性和可靠性，需要运用先进的故障诊断技术和制定合理的检修策略，通过实时监测、故障预测和预防性维护等手段，可以及时发现并处理潜在的故障隐患，确保地铁列车的正常运行和乘客的安全。随着科技的不断进步和人工智能技术的应用，地铁电气系统的故障诊断和检修将更加智能化和高效化。

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]杨菲. 地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修[J]. 山东工业技术,2018,(10):98.

[3]李明阳. 地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J]. 山东工业技术,2018,(02):126.