地鐵列車應急牽引允許控制電路的設計

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摘 要：原牽引允許控制系統(tǒng)電器故障對車輛牽引嚴重 影響 ，極大影響行車效率，為此，在電路原理 分析 和充分考慮安全因素的基礎上，提出了一套應急電路改進措施，改進后既能保障運行安全，又能提高運營效率，減少故障對運營造成的影響。關(guān)鍵詞：地鐵車輛；牽引控制；故障處理

  1 車輛概況    南京地鐵采用 A 型車輛，其牽引、制動分別系統(tǒng)采用阿爾斯通和克諾爾公司的產(chǎn)品。    車輛單元分為帶駕駛室的控制車 A、帶受電弓的動車 B 和不帶受電弓的動車C 三種類型。6車編組，每一列車由２個單元構(gòu)成，即為　A— B — C — C — B — A，A 車頭采用自動車鉤，兩單元之間采用半自動車鉤，單元內(nèi)部車鉤用半永久性連接桿連接。   2 影響車輛正常牽引的故障    2006年3月9日，2122列車在奧體中心站啟動時，車輛不能正常牽引，制動緩解指示燈無顯示(不亮)，司機顯示單元 DDU 顯示 22A車制動緩解故障，降下受電弓推牽引，制動緩解指示燈無顯示，仍不能正常牽引。下車查看發(fā)現(xiàn)，22A車的制動閘瓦實際已經(jīng)緩解，因此，分析此車為制動緩解控制電路故障，現(xiàn)場無法處理，只能按特殊情況下應急低速牽引（3 km/h）回庫?；貛旌蟾鼡Q制動壓力控制開關(guān)觸 點BCPS ，試車線試驗正常。    此種故障運營１年以來已發(fā)生多次，此種故障的偶然性、突發(fā)性特別強，有時能自動恢復，在運行中不易找到故障的原因，從而，導致車輛不能正常牽引。3 控制原理    根據(jù)牽引允許控制原理分析（圖 1），牽引允許時要激活１個牽引允許繼電器 MA R，通過 M A R 接點可以激活牽引指令列車線并啟動牽引逆變器電源，列車可正常牽引。在正常情況下激活M A R 得電通路條件是：    （1）110 V 供電正常且鑰匙閉合，司機室激活繼電器 COR3 常開點閉合；    （2）所有的門都關(guān)閉，車門互鎖繼電器 DIR_A1 和 DIR_A2 常開點閉合；    （3）所有停放制動都緩解，所有停放制動緩解繼電器 A P BR R 常開點閉合；    （4）所有常用空氣制動緩解，所有常用空氣制動緩解繼電器 ABRR或制動未緩解延時繼電器 BNRDYR常開點閉合；    （5）沒有常用制動指令，制動需求繼電器 BDR 在常開點位置，接通回路；    （6 ）緊急制動接觸器 E B K 1 、EBK2是得電狀態(tài)（沒有緊急制動)，EBK1 和 EBK2 的常開觸點均閉合。    這樣，MAR 就得電激活了，牽引指令列車線也就可以激活，列車就可以正常牽引。    在列車沒有開動之前，所有制動緩解繼電器 A B R R 是不得電的，M A R 不能靠 A B R R 來激活。而是需要制動未緩解繼電器 B N R D Y R的常開觸點臨時激活一段時間。   4 致車輛不能正常牽引的原因    空氣制動的制動“施加”與“緩解”２根列車線串入每輛車制動緩解控制器 BRG 中的壓力開關(guān)觸點BCPS（圖2)，其中空氣制動施加列車線（Brake　applied　trainline)串入的是常開觸點，當它閉合時，則激活所有空氣制動施加繼電器 ABAR ；空氣制動緩解列車線（Brake　re-leased　trainline)串入的是常閉觸點，要激活的所有空氣制動緩解繼電器（ABRR）。在 BRG 開關(guān)內(nèi)，若施加了空氣制動，則開關(guān)壓力會高于0.7 bar，然后開關(guān)觸點動作，BRG狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，制動施加指示列車線導通，制動緩解指示列車線被斷開，這樣，就激活了 ABAR。反之，當空氣制動緩解時，開關(guān)壓力會低于0.3 bar，制動施加線斷開，制動緩解線導通，A B R R 被激活。在 A B A R或 ABRR 被激活時，他們的觸點會將信息傳給列車綜合信息管理系統(tǒng)（TIMS）、駕駛系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)，用于列車管理、司機屏信息顯示、司機臺指示燈和牽引授權(quán)等方面。本次故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)BCPS常閉觸點在空氣制動緩解后未能正常閉合，ABRR 不能被激活，從而使MAR 不能被激活，雖然空氣制動事實上已經(jīng)緩解，但制動緩解列車線未導通，列車不能正常牽引。   5 重大安全旁路開關(guān)原設計的不足    在圖 1 中，重大安全旁路開關(guān)VCBS 是在特殊情況下為了允許牽引而設置的，它有中間位置、DIR位置和 SB 位置。    當連接 DIR 位置，僅可采取限制向前(RMF)以 25 km/h 和限制向后(RMR)10 km/h 速度駕駛模式，即不可以采用 ATOM（自動駕駛）、CM（手動駕駛）或 RMOR（限速模式）中的任何一種駕駛模式。當連接SB 位置時，只允許在洗車模式下開動列車，車門打開或車門監(jiān)控回路沒有閉合的情況下，以小于 3 km/h牽引速度行車。    雖然原設計中已考慮應急方案，將 VCBS 置于 SB 位時允許在洗車模式下進行牽引，但沒有考慮到空氣制動能緩解時，控制回路中電氣故障的情況。這種故障情況下，如果在正線以 3 km/h 的速度運行，對運營造成的 影響 非常大。在2006年“3.15事件”中，僅從新街口運行到鼓樓存車線就耗時 30 min。在實際正線運營過程中，這種情況多數(shù)是采取清客、救援的措施來降低對運營影響。   6 改進方案    自 2005年開通試運營以來，類似故障已發(fā)生多起，雖然我們已要求供應商對所有車的 BCPS 進行了更換，但為了能使列車在制動緩解指示燈不亮，實際空氣制動已緩解的情況下，列車可以正常牽引，而不是以 3 km/h的速度牽引，最大限度的降低對正線運營的影響，在對牽引制動控制原理圖進行了仔細 研究 的基礎上，決定對它進行適當改進。    改進方案中，設置制動旁路接觸器 BBK 電路（圖 1 中紅線部分)，電路中設有制動旁路開關(guān) BBS（在司機室后的電氣柜內(nèi)，正常情況下該開關(guān)用鉛封封?。?、１個制動旁路按鈕BBPB(在司機臺上)和緊急制動按鈕 EMPB。制動旁路接觸器 B B K有３組觸點，１組常開觸點與牽引允許列車線上的 M A R 常開觸點并聯(lián)（圖 3），１組常閉觸點串聯(lián)在脈沖使能列車線中（圖3），１組常開觸 點 與 緊 急 制 動 激 活 回 路 中 的EBK1、EBK2 的常開觸點并聯(lián)（圖4）。在制動緩解指示燈不亮，空氣制動能正常施加、正常緩解時，可激活BBK，使列車在上述故障時能正常牽引，避免清客、救援事件。工作原理：打開鉛封閉合開關(guān)BBS 后，司機按下 BBPB 按鈕，此時 BBK 激活，１組常開觸點閉合短接 M A R 的常開觸點，使牽引允 許 列 車 線 激活，允許牽引 ；１組常開觸點閉合短接 E B K 的常 開 觸 點 （ 圖3），確保緊急制動緩解（EBK 失電 產(chǎn) 生 緊 急 制動，得電緩解緊急制動）；常閉觸點斷開使脈沖使 能列車線失電。這時推牽引手柄即可實現(xiàn)正常牽引與制動（不限速）。為了保證遇到緊急情況時，能通過拍蘑菇按鈕施加緊急制動，在 BBK工作回路中串聯(lián) EMPB 常閉觸點，蘑菇按鈕按下時，常閉觸點斷開，BBK 失電，即緊急制動施加時制動旁路作用失效。改進方案中，BBS 與 BBPB 配合使用，保證在 BBS 未閉合時，即使按下 BBPB ，制動旁路電路也不起作用，防止司機誤操作，確保了行車安全。    要求司機在動作制動旁路開關(guān)時，嚴密監(jiān)視司機臺上的氣壓表、摩擦制動故障指示燈、D D U 的顯示，同時使用手動駕駛模式。改進后既能保障運行的安全，又能提高運營的效率，減少故障對運營造成的影響。   7 結(jié)束語    南京地鐵 1 號線已開通運營１年多時間，并成功地從試運營轉(zhuǎn)入商業(yè)運營，隨著我們技能的不斷提高，對車輛各系統(tǒng)設備的工作原理、性能、特點了解的深入，故障原因的 分析 、研究，將會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)更多的不足，并逐步研究制訂解決、改進、完善的辦法，保障地鐵車輛的安全、正點、高效運營。