北京地铁6号线异常升弓故障分析

北京地铁 6号线异常升弓故障分析
摘要：北京地铁6号线西延线车辆在厂内调试时发生了严重的刮弓故障，造成受电弓损毁，淋雨装置损坏，本文从控制原理等方面深入的分析了发生故障
的原因，并给出了解决问题的方案。

关键词：地铁受电弓继电器卡滞
0 背景
2018 年2月13日16:10 分左右，北京地铁6号线西延线第 06069 编组车（北京 6 号线西延线第 5 组）进行例行淋雨试验，在牵车进淋雨间的过程中，第060692车（Mp1 车）受电弓异常升起，导致受电弓和淋雨间发生刮碰，造成受电弓和淋雨间均发生不同程度的损坏，具体见图1所示。

图1
2 现场状态：
在接到故障反馈后，工作人员立即赶到现场，对事故进行调查分析。

现场情况为车辆处于断电状态，由牵引车牵引进淋雨间，Mp1车受电弓异常升起，Mp2车及 Mp3 车受电弓处于落弓状态，现场进行了连续3次降弓操作，2车受电弓无
法降弓。

在车内检查了2车车内客室电气柜各继电器状态，发现=22-K01升弓控制延时继电器常开触点异常闭合，其余继电器处于正常状态，见图 2 所示。

图 2
3 数据分析
为了还原故障发生的经过，找到故障的根本原因，我们调取了TCMS 网络记录仪，分析了最近几次升降弓操作及受电弓的最终状态，记录仪显示状态如下所示：
① 2月12日 14:28 分，持续 1.8 秒的升弓脉冲，Mp1、Mp2、Mp3 车受电弓全部升起。

② 2月12日 MP1和 MP2车受电弓于14:58 分左右在无降弓指令下降弓（车间操作者进行应急降弓试验，由于Mp3 车研奥没有接线因此Mp3车没有降弓），14:59:13.050-14:59:14.850 持续 1.8s受电弓升指令，三个受电弓在指令发出550ms左右后MP1/MP2分别动作，MP3一直处于升弓状态。

③ 2 月12日MP1和MP2车受电弓在15:02 分左右无降弓指令降弓（车间操作者进行应急降弓试验，由于Mp3车研奥没有接线因此Mp3车没有降弓），15:03:58.200-15:03:59.050持续0.85s受电弓升指令，三个受电弓在指令发出500ms左右后MP1/MP2 分别动作，MP3一直处于升弓状态。

④ 2 月12日16:38:53.300-16:38:59.300持续6s受电弓降指令，三个受电弓在指令发出1s左右后分别动作。

⑤ 2月13日16:00:34列车刚上电，在没有升弓指令的情况下 MP1 车弓自动升起，约15分钟左右给出连续三次降弓指令（间隔频率 2-3s一次），三次指令脉冲分别持续3s、1s、2s，MP1 车未降弓（故障已发生，操作者操作降弓）。

根据TCMS网络记录仪的数据，可以得出在事故发生前几次升降弓操作全部正常，受电弓的状态也正常，升弓按钮脉冲持续0.85s-1.8s，在 2月13日16:00:34 时由于车辆要进入淋雨间进行淋雨，车间操作者发现有单门关闭不严，所以进行了一次列车上电操作（列车上电后车辆门自动关闭），在此期间 Mp1车受电弓无故升起，造成在进淋雨间时与淋雨设备刮碰。

4 原因分析
根据车辆电气原理图（见图 3），正常的升弓操作流程为列车上电激活→升弓按钮被人为激活→22106 升弓控制列车线得电→=22-K01 升弓控制延时继电器得电，3-11常开触点闭合→=22-K02 升弓控制接触器得电动作触点闭合→受电弓电钩得电脱钩，弓头在弹簧作用下升起。

因此在受电弓正常工作的情况下只要车辆上电激活同时=22-K01升弓控制延时继电器触点 3-11 在闭合状态，受电弓就可以正常升起，根据 TCMS 网络记录仪数据，2月12 日 14:59 分及 2月12日15:03 分别进行了两次升弓操作，脉冲持续时间分别为 1.85s 及 0.85s，受电弓正常升起，2月12日16:38 进行了一次降弓操作，脉冲持续时间为 6s，车辆正常落弓；2月13日16:00:34 列车刚上电 Mp1 车受电弓异常升起，Mp2车及Mp3车受电弓在落弓状态，再结合在现场=22-K01继电器3-11触点在异常闭合状态，可以推断出车辆在上电过程中由于=22-K01继电器3-11触点异常闭合，导致=22-K02 接触器得电闭合，受电弓电钩得电导致受电弓异常升起。

图3
5 改进措施
根据以上分析，造成本次故障的根本原因为=22-K01 受电弓升弓控制继电器异常闭合，导致受电弓在进淋雨间前异常升起，引起了刮碰及损毁。

经过继电器厂家分析，该型号继电器在低温时存在问题，后续对继电器进行换型，由无源型更换为有源型，故障未再次发生。