地铁车辆TCMS系统

关键词： 机械 制动 车辆 地铁

地铁车辆TCMS系统（精选九篇）

地铁车辆TCMS系统 篇1

1 地铁牵引系统故障的原因

上图是我国地铁牵引系统中的传动系统的基本示意图, 从中可以看出其组成的结构, 一共有三部分, 主要是LC滤波器、变流器+感应电机以及控制系统。其控制系统主要是将司机的手柄给定的转矩指令进行接收, 然后再根据电机电流以及转子角速度对逆变器的各桥臂IGBT的开关进行操作, 最后就是对牵引电机转矩实现精准的控制了。下面是本文中所用到的变量的基本参数, 直流滤波电抗L=5.2m H、滤波电容C=8.6m F、等效内阻R=30mΩ、直流额定电压Ud=1500V、定子电阻Rs=17.25mΩ、转子电阻Rr=27mΩ、定子电感Ls=3.92m H、互感Lm=3.77m H、转子电感Lr=4.08m H、采样的时间为Ts=0.05ms。为了方便理解, 假设地铁的牵引系统此时此刻工作是处于额定的工况, 然后利用小信号的分析法建立一个牵引系统处于额定点处的模型, 要等效模型。上文中提到的传动系统的三大结构中的变流器+感应电机的等效阻抗用Z来表示, 及Z=-U2d/P, 其中的P是逆变器的输出功率, 此功率是将逆变器以及电极损耗忽略了的, 而Ud则是直流侧电压。然后再根据小信号分析法建立的等效模型, 进行表达式的书写和运算, 再将上述中的变量的参数值带入到方程式中, 就可以得知, 当逆变器的输出功率超过了112W时, 逆变器的传动系统才是稳定的, 但是我国的地铁逆变器的输出功率范围是0~500k W, 当输出功率增大的时候, 上述中所使用的方程式显然就不成立了, 所以, 系统肯定会产生交直流振荡等不稳定的现象, 所以, 对系统稳定性控制提成的策略一定要选择适当的才行, 这样才能够改善传动系统的稳定性。

2 解决策略

以传统的牵引电机间的接磁场定向矢量的控制为基础, 提出了相应的提升地铁牵引系统稳定性的策略, 示意图如下。下图中的主题是常用的电机间接磁场定向的矢量控制的策略, 主要分为了两个环节, 一个是振荡抑制, 另一个是时延补偿。

(1) 振荡抑制。当地铁牵引系统发生振荡的现象时, 振荡抑制这个环节就会介入并且主动的将系统的阻尼提高, 从而缓解或抑制这个振荡的现象。如上图2中所示, 其输入量是系统的采集变流器的直流侧电容电压, 在低通滤波器保持一段时间时, 就能够取得其平均值。当系统没有发生振荡时, DC的侧压电容电压基本上是恒定的而且是直流, 输入量基本上和平均值相等。当振荡发生时, 输入量就比品均值多出了一个振荡分量。然后将转矩给定的指令和输入量除以平均值的商相乘, 得出的结果就是作为族最终的给定转矩指令, 并参与电机矢量的控制。还有就是, 在实际的情况中, 上图中的振荡环节加入了地铁牵引系统中, 相当于是将“恒功率”的前提打破了。在上文中提到的, 逆变器输出功率增大, 系统的稳定性会恶化, 所以, 将逆变器的输出功率设定在最大值, 也就是500k W, 在将振荡抑制的环节加入到系统中, 并分析其稳定性, 使用根轨迹的方法进行分析, 得到的结果如图。

(3) 时延补偿。这个环节是将系统的时延以及其他的影响准确的定向因素归结到转子的磁通角中进行考虑的, 然后再利用转子的磁链观测器对其进行实施的观测, 再经过Park的变化后, 将其信号通过PI调节限幅之后, 就可以得到转子磁通角的不敞亮, 最后实施对其连接位置的校正等, 从而达到对整个的交流牵引矢量控制系统中的各种延时以及其参数不准确等因素造成的控制失调问题, 并进行补偿等措施。这样一来也将延时补偿环节的引用范围扩大了, 将矢量控制系统的动态、静态的性能以及稳定性都一定程度的提高了。

3 结束语

地铁车辆TCMS系统 篇2

Nabtesco地铁车辆制动系统概述

介绍了Nabtesco公司HRA制动系统的构成,并对该系统的`有关功能做了相应描述,最后提出了制动系统未来的发展方向.

作 者：王伟波 胡跃文 蒋廉华 WANG Wei-bo HU Yue-wen JIANG Lian-hua  作者单位：南车株洲电力机车有限公司,湖南,株洲,41 刊 名：电力机车与城轨车辆 英文刊名：ELECTRIC LOCOMOTIVES & MASS TRANSIT VEHICLES 年，卷(期)： 32(3) 分类号：U260.35 关键词：Nabtesco   地铁车辆   制动系统   电子控制单元  

地铁车辆TCMS系统 篇3

摘 要：本文分别从系统启动速度、RCM首次上电启动成功率、ERM事件记录仪记录数据项目和方式等角度详细阐述沈阳地铁2号线TCMS系统优化升级过程，并对优化升级前后的数据进行对比，对比结果显示优化后系统性能更加优异。

关键词：文件系统；CRC（循环冗余校验码）；CPLD（复杂可编程逻辑器件）；先进先出

0.引言

沈阳地铁2号线于2011年12月开通运营，经过两年的正线应用考核，TCMS网络通信稳定、整体状态良好，所记录数据对了解车辆运行状态和积累第一手资料很有帮助。在应用过程中亦发现了以下几个问题：

1.首次上电IDD屏较长时间（40s）显示通信连接中，TCMS系统启动缓慢。

2. RS485通信模块RCM在首次上电时存在一次启动不成功和使用中离线的现象。

3. ERM事件记录仪存储满后需要人工清除，工作量大且繁琐。

为了提高系统稳定能，增强系统可操作性。从系统启动速度、RCM首次上电启动成功率、ERM事件记录仪记录数据项目和方式三个方面对TCMS网络系统进行优化升级。通过长考核运营，收集数据对比优化前后，结果显示优化后TCMS网络系统性能更加优异。

1.针对TCMS系统启动缓慢的优化

为了防止因VCM模块中tffs文件系统中底层文件损坏、丢失，导致tffs文件系统不能正常启动或运行中出现错误，进而影响TCMS的总线管理和控制功能。原VCM模块采用了互为备份的“tffs”和“usr”双文件系统设计理念。在上电启动时，系统自动同时运行tffs和usr两个文件系统，并通过逐一对比tffs文件与usr文件是否一致来判断文件的有效性，若一致则正常启动系统，否则拷贝usr中的文件到tffs中再实现tffs文件系统的启动，整个启动流程繁琐且两个文件系统占用了大量的系统资源，导致系统启动时间过长。

经过长期试验应用证明，tffs文件系统不会轻易被损坏，且列车采用双VCM模块冗余设计，并不需要互为备份的双文件系统。因此更改为采用单文件系统启动的模式，启动后对系统文件进行CRC校验并与系统中的CRC校验文件比对，若一致则正常启动，否则启动失败。

2.针对RCM模块首次上电无法启动的优化

RCM模块有4路RS485电路，每两路RS485电路收发器共用一片DC/DC隔离电源芯片，模块有两片DC/DC隔离电源芯片。原设计使能端控制由CPU的通用输入输出管脚GPIO控制，CPU正常启动运行后，GPIO1和GPIO2均为高电平，两片DC/DC隔离电源芯片同时启动。当使能端信号为高电平时，则输出5VDC电源。RS485电路启动时电流较大，故两片DC/DC隔离电源芯片同时启动会使模块受到较大的冲击电流，造成RS485通信电路隔离电源无法启动。

改进后，由CPLD来直接控制DC/DC的使能端。CPLD控制两片DC/DC隔离电源芯片的顺序启动，一片先启动，间隔1秒钟后，另一片DC/DC隔离电源芯片再启动，冲击电流将会大大减小。杜绝由于冲击电流大而使DC/DC无法启动的故障情况。

3.ERM事件记录优化

由于最初未提出明确需求和当时技术条件的局限，ERM事件记录没有采用先进先出的记录模式。ERM存储的数据达到容量之后，将不能再记录新的数据，必须人为的删除后方可继续新记录。

此次优化依然使用原ERM模块，记录容量仍为500M，我们将500M区域分成50个数据块，每块10M。每次记录的数据量为：2字节帧头+11字（22字节）数字量+48字（96字节）模拟量+6字节时间+2字节校验码=64字（128字节），每200ms记录一次，一天按24小时满载和记录，每天记录数据52M。优化后记录的列车状态数据更加全面，且在记录的数据达到一定量（450M）后，系统会自动删除最先记录的数据块，给新的数据提供足够的存储空间。

4.数据对比分析（表1）

5.结论

自2013年6月TCMS系统升级改造至今，沈阳2号线运营状况良好，性能得到了很大的提升：

1.TCMS系统首次上电启动时间由原来的40s减少至20s，系统启动速度明显得到提升和改善。

2.改造前RCM模块存在首次上电启动困难的现象，改造完成后，未发生RCM模块首次上电不启的情况。

3.ERM事件记录仪增加所记录列车数据的信息量，实现“先进先出”的记录模式，实现数据分块记录，增强数据可追溯性，加快下载和解析速度，节约人力成本，提高了工作效率。

参考文献：

[1]葛刚.南京地铁2号线列车控制与检测系统简析[J].现代城市轨道交通，2010（3）

[2]王芳.CPLD/FPGA技术应用.电子工业出版社

[3]李芳敏.VxWorks高级程序设计

地铁车辆TCMS系统 篇4

关键词：地铁,空调系统,制冷原理,保护元件

0 引言

天津地铁3 号线空调系统对车辆客室和司机室进行空气调节, 满足乘客乘坐及司机驾驶的舒适性要求。空调系统具有很好的制冷功能, 使之达到夏季除湿、降温的目的。

天津地铁3 号线采用2 台薄型单元式空调机组, 分别布置在车顶距端部约1/4 处。每台机组设六个安装座, 通过减震器固定在车顶空调机组安装座上。空调机组采用下送风下回风方式, 空调机组送回风口分别与客室内送风道送风口及回风道回风口连接。

空调机组选用全封闭卧式涡旋制冷压缩机, 以R407C为制冷剂, 以毛细管为节流元件。每台机组各由两个独立的制冷循环系统组成, 可根据车内负荷大小控制制冷压缩机运转台数, 实现能量调节, 同时增加了空调装置运行的可靠性。

1 空调机组制冷原理图 (如图1)

2 空调机组主要部件的材质工艺及作用介绍

(1) 压缩机X2 台. 采用全封闭卧式涡旋压缩机, 其结构紧凑、抗振动性好、噪音小。压缩机工作时吸入低温低压制冷剂气体, 经压缩成为高温、高压的过热蒸汽, 通过冷媒管输送到冷凝器。压缩机安装在固定的安装架上, 为了避免振动和减少噪声, 四个安装脚上安装了橡胶减震垫。 (2) 蒸发器X2 台。蒸发器盘管采用￠ 9.52 内螺纹铜管, 0.145mm亲水铝翅片。经节流装置 (毛细管) 降压后的制冷剂液体进入蒸发器盘管, 使流经蒸发器铜管与铝翅片之间的空气 (新回风混合空气) 降温, 同时制冷剂液体吸收热量蒸发成低压气体被压缩机吸入进行下一个制冷循环。蒸发器材料为内螺纹铜管套亲水膜铝翅片, 框架采用有不锈钢材料。 (3) 冷凝器X2 台。冷凝器材料为内螺纹铜管套亲水膜铝翅片, 框架采用不锈钢材料。冷凝器盘管采用￠ 9.52 内螺纹铜管, 0.145mm亲水铝翅片。冷凝器的冷凝借助于轴流风机, 从机组上方吸入室外空气, 并与冷凝器盘管内的制冷剂进行强制热交换, 然后向机组两侧排出热风。高温制冷剂气体被室外空气冷凝成常温液体, 进入毛细管进行节流降压。 (4) 通风机X2 台。车内循环空气被通风机从回风口吸入与新风混合后通过蒸发器冷却, 并从出风口吹出, 通过车顶送风道向车内送出冷风及新鲜空气。 (5) 冷凝风机X2 台。冷凝风机采用低噪声轴流式防水风机, 电机和叶轮直接相连。电机采用护罩轴承, 可长期使用而不需润滑。 (6) 空气预热器X2 台。空气预热器采用管状电加热器, 共2 组, 制热量为7k W采用两级保护, 一级温控开关70℃, 二级熔断器139℃主要用于预热空气。 (7) 节流装置X4 套。制冷系统采用毛细管为节流装置, 由￠ 2.6X0.6 铜管制成, 为经冷凝器冷凝的制冷剂减压。制冷剂经过节流装置的减压后, 进入蒸发器进行蒸发。 (8) 新回风风阀。新风阀X2 套:安装在机组两侧的新风口处, 调节新风量。回风阀X1 套:安装在回风进入口处, 具有全开和关闭功能, 正常工作时位于全开, 紧急通风时全关。 (9) 干燥过滤器X2 只。干燥过滤器在高压液管中安装, 干燥过滤制冷剂中水分和杂物。每套制冷循环系统设1 个干燥过滤器。 (10) 气液分离器X2 只。使蒸发后的制冷剂气液分离, 防止压缩机吸入制冷剂液体对压缩机产生损坏。 (11) 新风汽水分离器:2 台。新风汽水分离器铝型材材质, 安装在机组两侧的新风口处, 阻止雨水随新风进入机组。 (12) 新、回风过滤器:各2 组。去除新风中的灰尘和杂物。由于灰尘沉积量与工作环境有关, 在使用初期经常检查过滤器确定适当的清洗周期。 (13) 新回风温度传感器。新风温度传感器安装在机组内新风口处, 回风温度传感器安装在回风阀上部。此为感应外界环境温度而设置的PT100 温度传感器, 用于制冷运行或采暖运行的自动控制的感应元件。

3 空调机组的保护元件1

(1) 单向阀X2 只。安装在压缩机排气管路上, 防止压缩机停止工作时, 高压气体返回压缩腔使旋转涡盘旋转而损坏。 (2) 排气温度保护器X2 只。装在压缩机排气管侧, 该温度保护器为探测压缩机排气异常高温 (105℃或以上) 而设计。如果压缩机排气温度因任何原因过高, 温度保护器将切断压缩机工作电路, 使它停止。 (3) 高压压力开关X2 个。气体从压缩机总排气管分出流向压力开关。如果由于任何原因造成压缩机排气压力过高, 此压力开关切断压缩机工作电路令其停止。压力降下来时, 压力开关自动复位。 (4) 低压压力开关X2 个。气体从压缩机总吸气管分出流向压力开关。如果由于制冷剂泄漏或环境温度过低等原因造成压缩机吸气压力过低, 此压力开关切断压缩机工作电路令其停止。待压力上升时, 压力开关自动复位。

4 结论

本文阐述了天津地铁3 号线空调系统的工作原理和重要部件的材质组成以及作用意义, 为地铁车辆的保养和检修提供了重要的学习材料, 为今后提升改造地铁空调系统提供了基础的原理构造模型。

参考文献

[1]严隽耄.车辆工程[M].北京:中国铁道出版社, 2004.

[2]国家标准《地铁设计规范》 (GB50157-2003) .

地铁车辆制动系统关键技术分析 篇5

关键词：地铁,制动系统,电制动,机械制动,故障分析

1 制动力分配法则

由于地铁车辆的各个单位都有动车和拖车、动车和拖车分别采用不同的制动方式,因此如何协调车辆之间的制动力是一个重要问题。先由制动系统对机械制动力和电制动力践行混合,然后进行滞后充气分散制动,是一种比较合理的方式。应尽可能多地利用列车电制动,尽可能少地利用机械制动。车辆负载信息是通过控制网络传输的,如果动车电制动力不能满足制动减速,那么动车机械制动立即增加,动车电制动力和机械制动力应最大限度地使用15%的粘着力。在超负荷条件下,如果动车制动力仍然不能满足制动减速的要求,拖车的机械制动将会补充上来。在正常关闭电制动前,每辆动车都会发出一个信号,将信号发送到拖车上,拖车将根据信号逐渐增大,使机械制动力逐渐增大。然而,动车的机械制动力度受到该车负载的限制。因此,机械制动力在减速度约1 m/s2时限定使用10.2%的粘着力,不足的部分由拖车进行补充。当车辆速度小于10 km/h时,所有的电制动是关闭的,只有机械制动发生作用。当列车运行速度小于0.5 km/h时,机械制动力开始下降。当列车完全停止,机械制动力降低至70%的全制动力,并一直维持,直到车辆重新启动。快速制动力和常用制动是同样原理,施加优先顺序分别为再生制动、电阻制动和机械制动,但如果减速度为1.3 m/s2,快速制动的制动过程是可逆的,可以重新转移到滑行或者牵引模式。紧急制动是不可逆的机械制动,当车辆接收到紧急制动信号时,动车和拖车立即发出的制动力大约可带来10.2m/s2的减速度。与此同时,动车还会发出禁止电制动启动的信号,配合紧急制动。停车制动一般在车辆长时间停车时应用停车的制动方式,制动力是由具有停放制动功能的踏板内的储能弹簧提供的,需要在≤35‰的坡道上应用。

2 机械制动与电制动的结合使用要点

地铁车辆运行要求较高,考虑到电制动本身的特点以及车辆运行安全要求,地铁车辆的制动系统采用了电制动和机械制动相结合的制动方式。但在列车常用制动过程中,由于电制动(仅带驱动系统的动车具有电制动性能)对设备没有磨损并且节能,同时电制动还具有独立的滑行保护和载荷校正功能,所以在电制动有效的情况下列车优先使用动车的电制动,在电制动不能满足制动需求时,电制动与机械制动进行复合制动。

电制动与机械制动结合的关键点之一是结合点的选择。电制动在低速和高速的时候效果都非常差,在速度小于10 km/h时需要机械制动完全接管,一般速度大于160 km/h时也需要机械制动介入来达到理想的制动效果。在紧急制动时,为了避免脱弓、断钩、断电等故障情况,只采用机械制动制动,而且停车前不可缓解,在尽可能减小冲击的情况下不对冲击进行具体限制。除紧急制动外,停放制动也只能通过机械制动来完成。

3 制动执行装置闸瓦材质选择

闸瓦是指制动时,压紧在车轮踏面上以产生制动作用的制动块。闸瓦作为制动系统的终端执行机构,其材质选择对闸瓦性能的影响至关重要。地铁车辆上使用的闸瓦基本上由两大类组成,分别是铸铁类和合成类。在铸铁类闸瓦中,磷铸铁类闸瓦和高磷铸铁类闸瓦是最主要的两个组成部分。在合成类闸瓦中,主要由合成树脂类闸瓦和石棉橡胶类闸瓦组成;闸瓦还可按摩擦细数高低进行区分,主要包括高摩擦系数类合成闸瓦和低摩擦系数类合成闸瓦(简称为高摩合成闸瓦和低摩合成闸瓦)两种。

高磷铸铁类闸瓦与中磷铸铁类闸瓦相比,主要是提高了含磷量。中磷铸铁类闸瓦的为0.7%~1.0%,高磷铸铁类闸瓦含磷量为10%以上。高磷铸铁类闸瓦的耐磨性比中磷铸铁类闸瓦高1倍左右。而且使用实践表明,高磷铸铁类闸瓦使用寿命约为中磷铸铁类闸瓦的2.5倍以上。高磷闸瓦还有一个优点,就是制动时火花少。铸铁闸瓦的摩擦系数随含磷量的增加而增加的,因此高磷铸铁闸瓦的摩擦系数大于中磷铸铁闸瓦。但含磷量过高,会增加闸瓦的脆性。试验表明,当含磷量超过1.0%时,闸瓦如果不加钢背,便有裂损的可能,所以高磷铸铁闸瓦需要采用钢背补强。

合成闸瓦是以树脂、石棉、石墨、铁粉和硫酸钡等材料为主热压而成的闸瓦。合成闸瓦与铸铁闸瓦相比,具有以下优点:

(1)摩擦性能可按需要进行调整。

(2)耐磨性好,使用寿命长;节约铸铁材料。

(3)对车轮踏面的磨耗小,可延长车轮的使用寿命。

(4)质量轻,一般只为铸铁闸瓦的1/2~1/3。故可减轻车辆自重及便于更换间瓦工作,减轻检修人员的劳动强度。

(5)可避免磨耗铁粉的污损及因制动喷火星而引起的火灾事故。

(6)摩擦系数比较平稳及能保证有足够的制动力。

4 制动执行装置车轮热处理工艺

车轮作为制动执行装置之一,与轨道及闸瓦间均存在大量摩擦,其热处理状态对车轮的寿命及稳定性有至关重要的影响。

地铁车辆专用车轮热处理硬度要高于铁路客车,如继续使用铁路车轮热处理工艺,那显然无法满足地铁车辆使用要求。因此,有必要对热处理工艺进行调整,用于生产地铁车轮,以满足相关技术要求。首先,选取少量地铁车轮,采用铁路车轮的热处理工艺进行试处理,具体热处理温度为885℃轮辋淬火+(390~410)℃回火3 h。结果表明,车轮的硬度,对铁路车轮来说是足够的,但对地铁车辆车轮来说,在靠近轮缘一侧的整个轮辋剖面上硬度偏低,而踏面以下又存在硬度高的问题。因此,结合地铁车辆车轮硬度要求,通过调整淬火工作台喷水嘴的角度和高度,改变淬火水流的和喷射角,再次对硬度进行检验,发现靠近轮缘一侧的硬度值提高了很多,与踏面以下下各硬度监测点的差异也缩小明显,这表明用调整淬火喷水位置及喷射方向来提高轮缘一侧硬度值的方法是非常可行的。

参考文献

[1]匡如华.EP2002制动系统及其在城轨车上的应用.机车电传动,2009,5.

[2]伟波,胡跃文.Nabtesco地铁车辆制动系统概述.电力机车与城轨车辆,2009,5.

[3]吕晓辉.我国城轨车辆制动系统介绍及选型.地铁研究,2009,6.

地铁车辆空调制冷系统的节能设计 篇6

关键词：车辆空调,制冷系统,节能

1 制冷剂的选择

对于空调所使用的制冷剂, 一般要满足以下要求:

(1) 临界温度要高, 凝固温度要低。这是对制冷剂性质的基本要求。临界温度高, 便于用一般的冷却水或空气进行冷凝;凝固温度低, 以免其在蒸发温度下凝固, 满足较低温度的制冷要求。

(2) 在大气压力下的蒸发温度要低。这是低温制冷的一个必要条件。

(3) 压力要适中。蒸发压力最好与大气压相近并稍高于大气压力, 以防空气渗入制冷系统中, 从而降低制冷能力。冷凝压力不宜过高, 以减少制冷设备承受的压力, 以免压缩功耗过大并可降低高压系统渗漏的可能性。

(4) 单位容积制冷量要大。这样在制冷量一定时, 可以减少制冷剂的循环量, 缩小压缩机的尺寸。

(5) 导热系数要高, 粘度和密度要小。以提高各换热器的传热系数, 降低其在系统中的流动阻力损失。

2 冷凝器及参数选择

冷凝器是制冷系统中重要的换热设备, 其作用是将从压缩机出来的高温高压的制冷剂蒸气的热量传递给冷却介质——水或空气, 而形成高稳高压的过冷液体。冷凝器的选择主要有两个方面:形式和参数。

采用不同形式的冷凝器直接影响其冷凝温度, 也直接影响到其运行的耗能量。据相关统计证明, 若采用蒸发式冷凝器, 其压缩机耗功是最小的, 可以比空冷式冷凝器节省30%, 比水冷式节省10%。然而, 对于每天运行在钢轨上的轨道车辆, 受其运行条件的限制, 只能采用空气冷却式冷凝器。

对冷凝器而言, 其主要参数是冷凝温度和冷凝压力。而冷凝温度是制冷循环中主要运行参数之一, 其设定合理与否直接影响到制冷装置的制冷效果、安全可靠性和能耗水平。从压焓图分析可以知道, 冷凝温度与冷凝压力相对应, 冷凝温度升高时, 冷凝压力也升高, 则直接导致压缩比增大。其结果是引起两个不良效应:一是压缩机的输气系数降低, 功耗增大, 制冷系数下降;二是使压缩机排气温度升高, 压缩机的故障率增加, 运行安全可靠性降低。因此, 从理论分析看, 应尽可能使制冷系统在较低的冷凝温度下运行。然而, 在实际设计中, 冷凝温度过低将产生更加不利的效果。在地铁车辆运行时, 实际的冷凝温度是变化的, 当实际温度高于设计的冷凝温度时, 将使实际的热负荷增大, 冷凝器不能满足要求, 实际的冷凝温度将升高, 能耗增大, 制冷装置效率也将下降。

因此, 在设计冷凝器的冷凝温度时, 要充分考虑各种不利的因素, 选择适当的冷凝温度, 保证制冷装置在高效率下节能运行。

3 蒸发器及参数选择

冷却液体的蒸发器有壳管卧式蒸发器、干式蒸发器和沉浸式蒸发器;冷却空气式蒸发器有冷却排管和直接蒸发式空气冷却器两种。由于地铁车辆的特点, 蒸发器采用冷却空气式。其中冷却排管多用于冷库和冷藏箱中, 特点是制冷剂在管内蒸发, 空气在管外自然对流, 传热系数较小;而直接蒸发式蒸发器适用于各种空调机组、冷藏库和低温试验箱, 其特点是制冷剂在蛇形管内蒸发, 管外空气在通风机的作用下强迫流动, 传热系数比冷却排管高。因此, 在地铁车辆空调中, 宜采用直接蒸发式空气冷却器。

4 压缩机及电动机的选择

根据相关部门数据的统计, 制冷压缩机的耗电量占制冷装置总耗电的60%以上, 因此, 在地铁车辆空调压缩式制冷装置中, 压缩机的节能尤为重要。

压缩机的种类很多, 常见有活塞式、离心式、螺杆式、旋转式、涡旋式等形式。

活塞式压缩机具有高速、多缸、能量可调、热效率高、适应于多种制冷剂等优点;其确定是结构复杂、易损件多、检修周期短、对湿行程敏感、有脉冲振动及运行平稳性差。

螺杆式压缩机具有结构简单、易损件少、体积小、重量轻、单机压缩比大、对湿行程不敏感、振动小、对基础要求低、输气系数高、排气温度低及热效率高、制冷量可调的优点;其缺点是噪声较高, 耗油量大, 油路系统和辅助设备比较复杂。新型螺杆式制冷压缩机运行经济性、可靠性和寿命等均已超过活塞压缩机。

离心式压缩机的优点是转速高、制冷量大、机械磨损小、易损件少、维护简单、持续工作时间长、振动小、运行平稳、对基础要求低、制冷量可调。其缺点是制冷量不能太小、每级的压缩比较小、效率低于活塞式、对制冷剂有一定要求, 操作不当时会产生喘振。

旋转式压缩机的中心轴式叶片交递旋转圆形结构, 旋转式压缩机的排量大, 结构简单且旋转式压缩机设计合理。旋转式压缩机充实的功能部件与保护装置, 噪音低、安全可靠。为保护旋转式压缩机不致损坏, 旋转式压缩机采用延时型防爆固态继电器和过载保护及热保护器件, 为了防止静电所带来的危害, 对旋转式压缩机内腔喷涂导电漆消除静电效应, 使用更安全。

全封闭涡旋式压缩机是当前最先进的制冷压缩机, 在抗振动、抗液击以及频繁起停等方面具有优异的性能, 特别适合于冲击和终动大的运输工具上。与其它型式的压缩机相比, 具有噪声低、振动小、效率高, 寿命长的特点, 压缩机寿命大于50000小时。

通过上述分析和比较, 并结合制冷剂R407C的使用, 建议使用新型的全封闭涡旋式制冷压缩机, 可以获得更好的节能效果。涡旋式制冷压缩机作为铁道车辆及城轨交通车辆上新型制冷设备, 在国外已有成功的使用经验, 并取得了良好的效果。

根据车内最大制冷量的要求, 可以确定压缩机的容量。然而, 在实际车辆运行中, 车内的热负荷是随着外界条件变化而变化的, 因此, 有必要对压缩机制冷量进行调节。

压缩机采用能量进行调节后, 可以取得以下效果:车辆空调实际制冷量与热负荷平衡, 提高运行的经济性;减小蒸发温度的波动, 相应地减小被冷却对象的温度波动, 减少压缩机启动次数, 延长压缩机使用寿命;保证压缩机空载或轻载启动。由于车辆在运行时, 制冷装置在部分负荷下运行的时间占很大比例。压缩机在设计时采用能量调节对于空调系统的节能具有重要意义。

地铁车辆空调压缩机的能量调节可以采用以下方案:在制冷系统高低压区之间设置一个旁通路, 这样根据蒸发器的实际充气量调整压缩机容量。

将旁路阀安装在制冷系统的高压线和低压线之间, 旨在通过向蒸发器旋管和恒温膨胀阀之间的管线注入热气, 根据蒸发器的充气量来调节压缩机容量。通过外部控制管线实现的与抽风管线的直接连接可以调节热气的注入, 与蒸发器旋管中的压力损失无关。该动作可通过主通风口、控制进口和出口的压力。这样, 阀门的开度直接根据压缩机的抽风压力而定。

进口地铁车辆牵引系统国产化研究 篇7

在城市轨道交通发展初期,轨道车辆的关键系统采用进口引进的方式,随着这批车辆陆续进入厂修周期,其进口部件的维护成本、维护周期成为一个亟待解决的问题[1]。北京地铁13号线车辆牵引系统采用日本日立技术,自2003年运营已达11年之久,使用寿命达到期限,面临着高成本的厂修及后期维护压力; 北京地铁运营有限公司针对这一难题,对13号线车辆进口子系统进行国产化研究,其中国产化牵引系统实现了与原车进口系统的无缝替换。该研究的成功不仅解决了进口系统维护成本高、维护周期长的问题,同时也为国内进口地铁车辆关键部件国产化提供了借鉴作用。

本研究基于仿真计算,预期达到车辆牵引性能要求,并通过现场试验结果对仿真计算进行验证。

1牵引系统动力性能计算

13号线车辆采用3M3T六辆车编组方式,即: Mc·TM·T-T·Mc。供电电压: DC750 V( DC500 V ~ 900 V) ,采用第三轨受流; 车辆自重: 拖车29 t,动车35 t,带司机室动车36 t; 定员载荷( AW2) 列车重量为280 t,超员载荷 ( AW3) 列车重量为303 t。车辆的基本牵引性能要求如下:

最高运行速度: 80 km/h;

平均旅行速度不低于: 39 km/h( 平均站停时间30 s) 。

在超员情况下,在平直线路上,车轮半磨耗状态, 额定电压750 V时,平均加速度为:

列车从0加速到40 km/h不小于0. 83 m/s2;

列车从0加速到80 km/h不小于0. 5 m/s2。

国产化牵引系统需要满足车辆动力性能、故障运行/救援能力及实现预期的旅行速度等,根据列车的牵引性能要求进行不同载荷下的牵引计算[2,3],由牵引计算结果进行牵引系统电器参数的计算与选型,车辆的牵引/电制动特性曲线如图1( a) 、1( b) 所示。

在AW3载荷、半磨耗轮径、平直线路、额定3轨电压750 V条件下,列车最大 启动轮缘 牵引力Fs= 298 k N,其中恒牵引力速度范围0 ~ 37 km / h,恒功率速度范围37 km/h ~43 km/h,自然特性速度范围50 km/h ~ 80 km / h。在齿轮比参数与原车参数7. 69保持一致的情况下,单台电机的最大扭矩约为1 333 Nm,最高转速为4 055 r/min,电机的最大功率为272 k W,电机的峰值电流有效值为370 A,网线峰值电流1 600 A。在半磨耗轮径及制动额定三轨电压825 V的条件下,列车最大电气轮缘制动力为252 k N,其中自然特性范围80 km / h ~ 60 km / h,恒电制动力速度范围60 km / h ~ 5 km / h,电制动力起始减小速度点为5 km / h ( 可调) ; 电台电机输出最大扭矩为 - 1 077 Nm,最大电制动功率为343 k W,电机的峰值电流有效值为340 A,网线峰值电流1 500 A。

列车在AW3载荷且丧失1 /3的动力情况下,提供最大牵引力F为199. 2 k N,在坡度为24‰的坡道上起动,需克服列车的启动阻力和坡道阻力,加速度计算结果为: a = 0. 36 m/s2; 一列空载( AW0) 列车牵引一列失去动力且处于超员( AW3) 状态下的列车上坡,列车提供最大牵引力F为198 k N,共需克服两车的启动阻力与坡道阻力,此时加速度a = 0. 115 m/s2,国产化牵引系统性能的计算结果能够满足列车的故障运行及救援。

2硬件结构设计与参数计算

原车牵引系统为逆变器—异步电机交流传动系统,在每个动车上各配备一套,动车间的高压母线由母线高速断路器连接,系统主要包括高压电器箱、逆变器、4台电机及其传动装置[4,5]。国产化牵引系统为了保证能够与原型系统完全兼容,整体部件结构设计与原车保持一致,主电路原理图如图2所示。

每个牵引单元的主电路主要部件包括隔离开关箱、熔断器箱、高速断路器箱、断路器箱、滤波电抗器、 牵引逆变器、制动电阻、牵引电机、齿轮箱等,牵引逆变器包含两台逆变功率模块和牵引控制单元,每台逆变功率模块驱动两台牵引电机。其中电器部件隔离开关、熔断器、高速断路器、接触器主要用于主电路的隔离以及机械连锁放电、主电路的短路及故障保护、线路短接等。逆变功率模块集成了三相逆变桥臂和制动斩波桥臂,还包括支撑电容和IGBT门极驱动单元,采用低感母排进行电容与IGBT的连接,无吸收电路,电路简洁、可靠,另外散热方式为自然冷却,采用以水为冷却介质的热管散热器,对环境无污染、无噪声。支撑电容与前级滤波电抗器组成了LC滤波回路,由于地铁运行工况较多,母线电流变化较大,电抗器设计采用空心结构,其感值几乎不受直流侧电流的影响。牵引电机采用国产化鼠笼异步电机,转子为铜排鼠笼结构,导条采用高强度的铜合金材料; 定子为无机壳结构,冷却方式为带内风扇自通风。各高压电器的选型和主要参数则需考虑高压电气性能、可靠性、所承受的供电网的电压,并根据牵引计算数据进行计算,其参数选型计算如下:

根据车辆牵 引计算结 果母线的 峰值电流 为1 600 A,计算车辆每站的停站时间及运行时间,选择隔离开关的额定电流为1 000 A,熔断器的额定电流为1 600 A,高速断路器额定电流为1 000 A,脱扣电流的选择需考虑系统的过流保护顺序,分为3级: 牵引控制单元软件逻辑保护、高速断路器脱扣保护、熔断器熔断保护,因此高速断路器的脱扣电流要介于软件保护电流值与熔断器烧断电流值之间,确定为2 200 A。 LC滤波电路参数选取需考虑电流纹波系数及谐振频率[6],确定L = 6 m H,C = 13 m F; 牵引系统的最大制动功率为343 × 2 × 0. 95 = 650 k W,计算制动电阻阻值为:

考虑一定的裕量,制动电阻取值为1. 1 Ω。各电器主要参数如表1所示。

牵引系统硬件设计过程中,结合车辆运行出现的问题及经验,在不影响兼容性的前提下进行优化设计:

( 1) 高压电器箱采用轻化玻璃钢材质,满足IP65防护等级,但是高速断路器在脱扣动作时,产生电弧, 使箱体内压力增大,因此本研究在HB箱体前门板设计时,采用百叶窗结构;

( 2) 功率模块集成了逆变单元和斩波放电单元, 取消了制动斩波箱,考虑到车辆配重与车体走线,在原车相应的位置配备了制动电阻接线箱;

( 3) 国产化制动电阻电阻带厚度由2 mm缩小为0. 69 mm,电阻带方向平行于车辆行走方向,有利于空气对流散热; 并且制动电阻采用二次绝缘结构。

3牵引控制系统设计

国产化牵引控制系统由牵引TCU控制器及其外围传感器电路组成,实现列车牵引顺序控制逻辑、牵引/电制动特性控制和牵引系统故障保护等。TCU控制器采用双DSP + PFGA的架构,与牵引系统主电路结构相对应,PFGA负责信号采集、脉冲输出、快速故障保护等,两片DSP分别控制两台PU模块,负责完成IGBT逆变器及牵引电机的实时控制、粘着控制、制动斩波控制等,TCU工作逻辑如图3所示。

牵引控制系统的设计依据安全、可靠、先进的原则进行,操作功能方面包括原车既有功能: 前 /后牵引、电制动、高加速、坡道启动等,并结合车辆实际运行的经验进行控制优化,其软件结构分为以下几个部分:

( 1) 信号采集模块。该模块功能为采集用于控制和保护的电压、电流、电机转速、和功率模块温度信号, 并进行滤波和转换处理。具有硬件电路自诊断功能, 在上电开始,控制器先进行模拟信号电路的硬件自诊断。

( 2) 故障处理模块。牵引系统故障保护采用分级处理机制,分为3级: 故障A: 自动恢复型故障; 故障B: 连续发生3次转为永久性故障; 故障C: 永久性故障。并且具有PFGA和DSP两层保护,FPGA为快速型保护,保护时间为 μs级,主要保护过流与过压故障, DSP为一般型保护,保护时间为ms级。

( 3) 逻辑控制模块。DSP的软件结构分为逻辑控制模块 + 电机牵引算法模块两大部分[7],逻辑控制模块负责车辆司机控制器、指令开关的判断处理以及母线接触器控制、主断路器控制、充电接触器控制、主接触器控制、制动接口的控制等。

( 4) 矢量算法模块。逆变器控制采用矢量控制方法进行转矩和磁通的解耦控制,使得系统动态性能近似于直流电机的调速性能。这种控制方法转矩响应好,控制精度高,保证单轨车运行时系统响应快速、运行平稳、旅客舒适度高,该模块属于电机牵引算法模块中的一部分。

( 5) 防滑防空转模块。13号线车辆线路条件较为恶劣,大部分线路为露天铺设,在阴雨天气粘着系数严重下降,空转、滑行现象频繁出现,国产化系统着重优化了该功能,在硬件配置方面,主电路的每个逆变单元分别驱动同一车辆不同转向架的1、3位和2、4位2台并联的异步牵引电动机,以充分利用牵引 / 电制动运行时的轴重转移补偿,保证最佳的粘着利用; 在软件控制方面,采用蠕滑和加速度判断相结合的方法进行电制动力矩的控制。在牵引工况下,随着粘着系数的下降,动轮与拖轮的相对转速差逐步增大, 将会触发蠕滑控制,防止粘着的进一步下降,避免空转发生,即使发生空转,利用加速度检测的方法再进行空转控制。

( 6) 无电区控制模块。北京地铁采用三轨供电, 受流复杂,线路上存在多处无电区,车辆在牵引或电制动工况下经过无电区时,容易产生过压、过流故障,容易造成电器设备的损坏。国产化控制系统加入网压瞬断功能,通过检测网压斜率进行网压瞬断保护,快速关断脉冲、断开接触器,使牵引系统电器设备与三轨隔离。

( 7) 制动电阻控制模块。车辆电制动能量吸收为车载制动电阻吸收方式,在电制动过程中,制动电阻过温发生保护后,三轨电压被抬升触发过压保护,电制动力突然切除,造成列车严重的冲动。国产化牵引控制系统采用精确的制动电阻温度估算模型,检测到制动电阻的温度超过阈值450 ℃ 时,电制动力进行衰减,然后制动电阻再进行切除保护,不但避免了过压故障的产生,而且消除冲动现象。制动电阻估算模型为[8]:

式中: δ—放电调制系数; Δt—开关周期; t—工作周期,s。

4试验结果分析

为保证国产化牵引系统与原车牵引系统的一致性及兼容性,本研究对换装国产化牵引系统的车辆进行了试验。牵引4级从零速至80 km/h的试验波形如图4、图5所示,其中图4为电机U相电流母线电流Idc_means、母线电压Udc_fil、牵引档位MLC的波形,功率模块开关频率由异步调制到同步调制最后转为单脉冲控制,图5为励磁电流M-Id、转矩电流Iq及车辆速度Vspeed波形,当车速达到80 km/h时,转矩电流开始下降已到达限速的目的。国产化车辆进行了动态的轻载、 重载试验,试验结果表明,国产化牵引系统具有良好的动态性能。

5结束语

牵引系统在国产化设计过程中,不仅要根据车辆动力性能要求进行系统的结构设计及参数计算,而且还要考虑车辆的实际情况,在硬件结构及软件设计方面进行量身定制,以保证国产化系统在换装及应用过程中满足车辆的要求,为实现系统的无缝替换,需遵循以下原则:

( 1) 牵引控制功能保持与原车一致,以避免改变原车的操作、使用习惯;

( 2) 机械接口及其电气接口要与原车系统兼容, 以避免车体结构及转向架进行更改;

( 3) 系统动力性能在充分利用粘着的基础上不能低于原车,以避免与原车混跑时影响运营;

论地铁车辆电气牵引系统的电气控制 篇8

牵引及其控制采用车控方式。1C4M方式高压电路, 每套VVVF逆变器单元给1 辆动车上的4 台牵引电机供电;交流牵引电机的转矩控制采用无速度传感器式矢量控制, 基于速度推算方式进行空转/滑行控制;电制动以再生制动优先。随着再生吸收条件的变化, 再生制动与电阻制动连续调节, 且平滑转换;地铁车辆设置有贯通式高压母线线路以及母线断路器设备, 其目的是确保地铁车辆可安全通过地铁沿线任意一处架空线电分段区。整个电气牵引系统充分应用地铁车辆轮轨黏着条件, 按照地铁列车载重量自空车超负荷范围内对牵引力水平进行灵活调整, 以最大限度的确保地铁列车在空载状态超负荷状态下均能够保持启动加速度的基本稳定。在基础之上, 还需要兼顾实现动作可靠且反应及时的空转控制以及滑行控制功能[1]。

2 车辆的电气牵引系统构成

车辆上配备有两台受电弓, 分别向一个动力单元提供动力所需的高压电源, 这样能有效避免因其中一台受电弓故障时造成牵引逆变器和辅助逆变器停止工作的情况出现。同时, 这样还能保证其中一台受电弓故障时, 单元车的辅助逆变器仍能正常工作。在其中一台受电弓故障时, 由于其容量有限, 所以仅用一台受电弓不能完成动力单元的供给。所以在其中一台受电弓出现故障的时候, 车辆传送系统将会断开故障受电弓一侧的牵引逆变器指令, 从而使其在一定时间内停止工作。

车辆的电气牵引系统中配备有牵引逆变器, 逆变器的输入端有支撑电容, 该电容主要作用是保证逆变器输入电压的稳定, 起到能量缓冲的作用。同时, 滤波电抗器与电容组成一个装置, 此装置能够保证系统电压的稳定, 确保逆变器的正常工作。在逆变器装置中, 包含了逆变箱逆变器和斩波相控制器。牵引的过程中, 直流电将被转化为三相交流电, 实现频率和电压的可调性, 从而完成对牵引电机的控制。当进行再生制动的时候, 可以将三相交流电重新转化为直流电输送至电网, 完成电网的供电。在制动电阻启动后, 其会将多余的电能转化为热能排放到空气中。

逆变器的冷却使用的是热管散热器, 其主要是通过业态介质的状态变化来实现热量的吸收和释放。这种利用液态介质的冷凝和蒸发的性质来实现热量排放的方法, 对于环境没有污染, 且其结构十分简单, 运行和维护工作将能节省很多时间, 能有效保证散热工作的正常开展。见图1 电气牵引系统构成。

为确保地铁车辆具有可靠的故障救援能力, 地铁列车在AW3 工况下以及丧失1/4 动力的状态下需适当下降车辆旅行速度, 以支持全程往返动作的实现。同时, 在AW3 载荷工况运行状态下以及丧失1/2 动力时, 需要满足可在正线30%0坡道上正常启动并匀速运行至下一站点, 彻底清客后在空载状态下运行至车辆段;而在AW2 载荷状态下以及全部动力丧失时, 需要支持由一列空载列车在正线30%0坡道上正常启动并推行至下一车站站点[2]。

3 电气控制模式

在车辆运行的过程中, 牵引逆变器会受到来自于司机控制器或是列车网络发出的牵引指令, 并结合制动控制装置对其它信号的接收, 完成对车辆的牵引控制。由于车辆的速度不会受到系统的限制, 所以车辆速度超出一定界限的时候, 系统将会将牵引力降到零并对其进行封锁。在车辆的速度回到正常范围内后, 封锁将被解除。另外, 在没有ATP的情况下, 车辆的限速功能也将正常工作。因为车辆的高加速功能会在遇到坡道时被启动, 所以在车辆遇到坡道的时候, 系统会提供与坡度相当的加速度, 从而保证车辆的正常速度。在车辆中, 还设置有洗车运行模式, 在使用这一模式后, 车辆的牵引系统将会断开牵引力的供给。

4 总结

电气牵引系统是地铁车辆正常运行中不可缺少的系统, 其能保障车辆的安全, 实现车辆的牵引与制动, 所以日常的车辆检修工作要对其格外重视。而电气控制主要是牵引控制和制动控制, 需要熟练掌握。

参考文献

[1]熊军.南昌地铁1号线车辆电气牵引及控制系统[J].机车电传动, 2013, (6) :68-71.

地铁车辆TCMS系统 篇9

地铁公司车辆段基地是地铁各设施设备系统维护的主要所在地之一, 也是地铁车辆调试、检修、停车存放的地方。基地地下和地上有大量的建筑物, 特别是停车列检库、月修静调库、架修库等大型建筑物, 横跨大, 库内各种大型设备繁多, 地下金属结构分布密集, 设置合理又经济的直流负回流系统至关重要。但车辆基地的负回流系统在最初设计时常常被疏忽, 造成一些影响人身安全、设备安全的隐患。

某地铁公司一号线车辆段检修库内的钢轨最初设计为不接地, 在库门附近与正线钢轨绝缘隔离, 且库内未设计安装钢轨电位限制装置。致使该车辆基地连续发生了几起相关设备打火烧灼故障。

二、地铁直流牵引供电系统

1. 牵引供电系统组成

地铁直流牵引供电系统主要由整流系统、直流馈线开关、接触网, 地铁电客车 (牵引车) 、负回流系统、负极柜等组成。

为保证地铁牵引取流时钢轨电压不至于过高, 在供电变电所内设置钢轨电位限制装置, 当钢轨电压达到不同的整定值时, 钢轨电位限制装置保护动作, 使钢轨直接接地, 达到降低钢轨电压效果。另外在牵引回流系统设备之间设置单向导通装置, 以保证电流有序流向牵引所。如为了保证车辆段的钢轨电流不至于流向正线, 在车辆段和正线回流轨之间设置单向导通装置。由以上设备系统构成完整的直流牵引供电系统, 如图1所示。

2. 牵引负回流系统的特点

钢轨是地铁直流牵引负回流的主要导体, 钢轨存在纵向电阻, 在有回流时, 会产生一定的钢轨电压, 使得钢轨在绝缘安装的情况下, 钢轨和地之间有电位差, 称为轨电位。地铁在牵引取流时, 轨电位沿取流牵引车至牵引所呈由正到负分布, 轨电位的分布特性如图2所示。列车附近位置轨电位为正, 牵引所附近位置轨电位为负。

三、库内设备大电流烧灼故障分析

1. 故障情况

(1) 某地铁车辆基地月修静调库车辆检修人员在对26轨道停放列车进行例行停电检修时, 24轨道新车调试人员正在对列车进行取流测试。

按照正常操作流程要求, 车辆段列车检修人员打开库内26轨道的隔离开关, 停止对检修轨道上方接触网的供电, 并采取了加挂接地封线等安全措施。检修人员开始正常作业约1h后, 发现检修轨道已打开的隔离开关接地极下方冒烟, 并有加重趋势, 只好由专业人员停电检查。经分析初步判断为大电流烧灼所致, 初步怀疑接地极接触部分存在电压差导致但无法彻底解决问题。此后, 类似故障又重复发生了几次。

(2) 此后数月, 多次出现在月修库、检修库的库门关门后, 隔壁轨道或者库内轨道上有电客车牵引取流时, 发生金属库门对地打火烧灼事件。

2. 故障分析

经研究发现, 由于车辆段库内隔离开关的设计为带接地刀闸, 而整个月修库的负回流点只有1个, 24～27的回流轨为直接互通的电气连接, 各轨道的回流必须通过同一单向导通装置回到负极柜。在相邻轨道有列车取流的情况下, 随着轨电位的增大 (列车附近位置轨电位为正, 几股轨道牵引车在同时取流时, 电压有可能达到90V以上) , 回流电流从牵引车流出后, 除了通过回流轨流回牵引变电所的负极柜外, 还可通过接地封线反送至接触网, 再经接触网受流电缆、隔离开关接地端子流入大地, 电流再通过大地返回到回流轨, 由回流轨回到负极柜, 如图3所示 (虚线部分是接地线上电流流向) 。由于接地封线接触电阻较大, 从而发生接地极烧黑地情况。

而库门打火事件也是类似电流所致。库门关闭后, 金属库门与钢轨紧密接触, 钢轨电位与库门电压相等, 当门插销插上时相当于门直接接地, 导致库内有列车取流时, 钢轨电位与大地电位存在压差, 因金属门短接造成短路, 导致打火现象发生。

3. 整改措施

因为库内没有轨电位限制装置, 与设计部门探讨后, 最终在一号线库内直接做接地极, 库内钢轨单独设立接地系统, 钢轨直接接地;这样钢轨电位与地电位等高, 不存在压差, 避免了接地极或金属门打火现象, 对检修人员安全起到了保护。同时在地铁二号线供电系统设计及后续的线路设计中, 增加设置钢轨电位限制装置的方案, 并落实实施, 避免类似故障的持续发生。

四、结语

由于牵引车取流时, 轨电位比较大, 牵引车在几股轨道同时取流时, 轨电位有可能达到90V, 如果车辆段没有钢轨电位限制装置, 就会危及人身安全。因此, 在库内增加钢轨电位限制装置是很有必要的。

在车辆基地内, 对每条回流轨均设置独立回流线, 减少交叉作业的影响范围, 减少了杂散电流引起的金属腐蚀危害, 同时可以在库内建立杂散电流收集网。

目前国内地铁轨电位一直处于较高水平, 轨道道岔处、钢轨鱼尾板连接处回流跳线一般采用涨钉固定, 宜改为放热焊接连接方式或增加连接跳线等, 减少连接的接触电阻, 有效降低轨电位, 减少对地铁供电系统运行安全的影响。

参考文献

[1]李国欣.直流牵引回流系统分析及轨电位相关问题研究[M].中国矿业大学, 2010.

[2]张栋梁.城市轨道交通直流牵引回流系统防护技术研究[D].中国矿业大学, 2012.

[3]丘玉蓉, 田胜利.地铁直流1500V开关柜框架泄漏保护探讨[J], 电力系统自动化, 2001.14.