地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修

摘要：城市化进程的不断加快，传统交通工具的使用不但会对城市交通效率的提升造成一定的不良影响，而且以汽车为首的传统交通工具由于运行过程中需要使用到大量的化石能源，因此可能会对城市环境造成严重的污染问题，为此必须推动轨道交通建设与运营。地铁作为城市轨道交通的主要构成部分，能够对城市运输与拥堵问题进行有效缓解，并降低能源消耗。本文通过对地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统应用过程中存在的种种故障进行分析与研究，对地铁车辆电气系统中辅助与牵引系统的特点进行描述与分析，希望能为相关行业与具体工作的开展提供参考和借鉴。
关键词：电气系统；牵引系统；辅助系统；故障检修

前言：随着城市化进程的不断加快，地铁作为现代化城市交通网络的重要构成部分，由于快捷高速且大运量等特点，受到了更为广泛的重视与认可，地铁电气系统，尤其是辅助与牵引系统作为能够保障地铁实际安全稳定运行的前提与关键，具有着较高的重要性。然而由于外部工作环境的复杂性以及运行时间较长等问题的存在，这些系统难免会出现各种故障问题，因此对故障进行及时有效的诊断，并在第一时间采取有效措施进行维护，不但能够保证地铁安全稳定运行，还能够最大限度的降低由于故障问题而导致的停运时长，实现运营成本的压缩，在此基础上进一步提高服务质量。

一、地铁电气系统牵引与辅助系统概述

TCS依靠电子传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时(这是打滑的特征)，就会发出一个信号，调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡或制动车轮，从而使车轮不再打滑。TCS可以提高汽车行驶稳定性，提高加速性，提高爬坡能力。TCS如果和ABS相互配合使用，将进一步增强汽车的安全性能。TCS和ABS可共用车轴上的轴速传感器，并与行车电脑连接，不断监视各轮转速，当在低速发现打滑时，TCS会立刻通知ABS动作来减低此车轮的打滑。若在高速发现打滑时，TCS立即向行车电脑发出指令，指挥发动机降速或变速器降挡，使打滑车轮不再打滑，防止车辆失控甩尾。

图一  地铁牵引供电示意图

二、地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障

（一）牵引逆变器故障

牵引逆变器是现代化电力驱动系统的核心构成部件，能够将直流电高效的转换为交流电能进行使用，进一步保证驱动电动机能够实现稳定的运行。这一转换过程对于电动车以及列车等交通工具的运行稳定性提升至关重要。然而逆变器其内部结构较为复杂，这就意味着在使用时可能面临各种潜在的故障风险。其中LGBT模块作为逆变器的最核心构成部件，一旦模块受损，会对电能的转换效率造成直接威胁，使得牵引力显著下降，甚至完全丧失其牵引力。除此之外，控制电路作为逆变器的控制中枢，其故障同样会引发一系列的连锁不良反应，对逆变器的正常工作造成不良影响。如果冷却系统失效，逆变器在运行的过程中所产生的各种热量就难以得到及时释放，如此一来可能导致过热保护机制自动触发。

在对牵引逆变器故障进行分析的过程中，需要使用到傅里叶变换公式，公式如下：

（二）辅助电源系统故障

辅助电源系统是地铁列车实现电力供应的不可或缺的重要环节，这一系统承担着为地铁列车上各种辅助设备提供电能的重要工作任务，包括空调设备、照明设备以及广播设备和通风设备等等，这些设备不仅与乘客的乘坐体验和乘坐舒适度密切相关，更能够在危机时刻下发挥重要作用，保护乘客的生命财产安全。例如通风设备与紧急照明设备能够在地铁列车出现突发状况时，为乘客提供安全保障。然而辅助电源系统在使用过程中也面临着各种故障风险，其中变压器短路会使得整个供电系统瘫痪；而逆变器损坏则会对电能的稳定分配与交换造成不良影响；至于蓄电池产生故障则会使得列车在失去外部电源供应后无法满足正常的列车运行对于电力的需求，导致列车停运。

（三）高压供电系统故障

地铁列车电力供应稳定性会与列车的运行安全和效率产生直接关联，通常情况下，地铁列车通过架空电缆或第三轨来实现对电网高压电能的接收，这也是列车运行的主要动力来源。然而高压供电系统在使用过程中经常会发生各种故障，其中受电弓作为供电系统与列车之间的关键接口，如果接触状态不良，会对电能的传输效率造成直接的威胁。一旦受电弓接触不良，列车就难以对外部电源进行稳定的获取，从而对列车正常运行产生制约。除此之外，电缆是电能传输的重要媒介，一旦电缆断裂，同样会导致列车供电中断，不但会中断列车运行，还会造成巨大安全隐患。

三、地铁电气系统中牵引与辅助系统检修措施

（一）建立完善的故障诊断系统

第一，通过仿真分析法与测试对比法能够对牵引与辅助系统的实际运行状态进行实时监测，并收集大量的运行数据，并建立起详细的故障结构表格。这一表格需要对各类故障问题进行系统化的分类，帮助检修工作人员能够对故障点进行快速定位，并采取对应措施进行排查与处理，极大提高故障排查工作效率。除此之外，还可以引进神经网络技术与专家系统技术的人工智能技术对于当前收集到的各种数据进行深度分析，这些智能系统可以对故障模式进行自动化识别，并对潜在风险进行预测，为其提供更为准确的故障预警，这不但可以有效提高检修工作的准确性，也能够提高故障处理的及时性，保证地铁列车能够实现更加高效安全的运行。

（二）强化定期维护与检修

为了保障地铁电气系统能够稳定高效的运行，需要制定一套详细的维修工作计划，并将其记录在册。这一维修手册需要对各类维修项目的具体执行时间和工作范围进行确定，从而为维修工作人员提供更为明确的工作指导，在维修计划中需要对牵引逆变器、蓄电池以及变压器等一系列关键部件进行定期的检查与不定期的抽查。与此同时，也应该进一步加大对于滤波电抗器等一系列易损部件的检修频率与检修力度。这些部件虽然体积较小，但在电气系统中却发挥着关键作用，通过对其工作环境进行进一步的优化，加强日常保养与维修工作，能够延长其使用寿命，有效降低系统发生故障的可能性。

（三）提升检修团队的专业素养

首先，需要定期组织专业技能培训与考核工作，保证每位检修工作人员都能够紧跟技术发展与创新的步伐，对最新的检修知识和技术进行充分掌握，这些培训主要包括从理论基础到实践操作等各方面的工作内容，目的在于能够提高团队的整体技术能力与水平。除此之外，还建立了内部工作交流会议制度，希望能为团队成员提供一个分享经验与心得的平台。在这一平台上，大家可以针对当前工作过程中遇到的各种问题进行分享与探讨，共同寻求最佳解决方案。这种互相审核与帮助的工作机制不但能够有效推动团队内部沟通与协作效率的提升，还能够实现问题的有效解决。

结束语：城市轨道交通事业随着经济的快速发展也获得了巨大的提升，随之而来是地铁客流量的不断增加。与此同时，城市地铁交通运营线路的长度也在不断增加。要想提高地铁车辆运行的安全性与平稳性，就必须要高度关注电气系统中牵引与辅助系统的稳定运行状态，这会对车辆的正常运转产生直接的影响。通过对地铁车辆牵引与辅助系统运行过程中存在的各种故障问题进行分析，并做好检修工作与应急预案，能够提高其应用效果，使得地铁车辆长久安全的运行，为城市居民的日常出行提供更好的条件。

参考文献

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