地铁车辆辅助逆变器故障问题的分析及讨论

地铁车辆辅助逆变器故障问题的分析及讨论

摘要文章主要是从A市的地铁二号线出发着手考虑，探讨辅助供电系统基本的工作原理以及组成内容，并分析存在于其中的故障问题，最后结合已有经验提出解决策略。

关键词地铁车辆；辅助逆变器；故障

1 分析辅助供电系统

1.1 组成

众所周知，辅助逆变器主要有两种供电类型，一种是分散式供电，另一种是集中式供电。以A市地铁二号线为例，其中所包括的地铁列车辅助供电系统其是在司机驾驶室拖车上安装SIV，即使用的是集中式的供电装置（如：图1所示），其中包含有DC-DC斩波装置一个、辅助逆变器（由逆变群构成）两个、整流装置一个。

首先在辅助逆变器的作用下能够将DC 1 500 V转换成AC 380 V，其目的在于根据车辆需求提供相应的负载供电，随后还会在整流装置的利用下，将AC 380 V转换成DC 110 V，目的在于将满足蓄电池以及控制电路的需要，最后还会在DC-DC 斩波装置的利用下以DC 24 V替换原有的DC 110 V 斩波，这是为了满足负载供电需要。

从下图中我们可以看出，A市地铁二号线的相关车辆中包含有SIV装置，其总所涉及的每一个逆变群均包括了接触器HK（一个），并且在一二群的分支回路上还专门设置了接触器IVLB（一个），最后还在一二群的合流位置设置了接触器3ph MK（一个）。

1.2 原理

有关SIV的内部逻辑工作原理（如：图2所示），我们在启动SIV的过程中便会开始研究（如：图3所示）。在未启动SIV前，HK的主触点是闭合的，待升弓以后，SIV之中所包含的电压传感器（DCPT1）会开始检测，随后同接触网相接触，直到电压是在九百V以上，传感器便开始计时，等待一秒以后，系统便会自行将“HK”断开的指令下达给各个接收系统，这样一来所有的HK10NR便会接通电流，紧接着所有的HK也会接通电流。在这一过程中，当我们断开HK 的主触点后，还需要将主触点HK的状态及时向逻辑部反馈。

2 开展故障调查工作

针对SIV故障发生的具体情况（如：图4所示），我们在图2中已知的SIV 启动时序的结合下，对故障原因进行判断，经过大量的实践调查我们认为辅助逆

变器故障最主要的原因是因为在SIV中一群所包含着的HK状态不够稳定。

针对引起HK不稳定的因素进行分析，我们认为其主要存在着两种可能性，一种是HK主触点的状态虽然较好，但是辅助点接触的状态却不佳，这便引起不稳定现象；另外一种是HK主触点本身接触状态就不够稳定，因而其才会断开辅助触点。

随后我们对HK主触点的状态良好性能进行检查，发现并没有烧损痕迹存在；随后对SIV中HK主触点（故障）同SIV中HK主触点（正常）相对比并进行更换，经过连续几日的观察，我们发现存在于其中的故障并没有被转移。紧接着我们又对先前发生故障的SIV进行监测，发现其依然显露着原来的故障，由此我们得以判断出HK主触点并不是导致故障的影响因素。

正如我们所知，有四对辅助触点包括在HK中，断开HK时其能够进行信号反馈的辅助触点三，在检查过程中我们发现这一触点同剩余的三对触点相比较，明显要黑一些，随后我们按照要求测量了HK各个辅助触点的电阻。

从上表中我们可以看出，当HK接通时其辅助触点三的位置中所表现出的电阻值显然要大于其他辅助触点的电阻值。随着检查的愈加深入，我们发现地铁车辆频繁出现HK辅助触点故障在电阻故障中也同样存在着。为了更深入的对触点电阻变大的影响因素进行剖析，我们分析了其表面的黑色物质，并在扫描电子显微镜的帮助下分析了触点成分（如：图五所示）。

从上图中我们得知，除了Ag和Au等固有的金属成分外，其他的元素应当是从外部流入，其中对触点电阻影响最大的应该是Si，由此可以断定其应当是引起辅助触点三自身电阻偏高的最根本原因。

3 相关的整改方案

从上述的研究分析以及資料查阅我们认为，引起SIV发生故障的原因主要有以下几部分内容，HK 辅助触点为镀金材料，镀金触点对流过的电流最小值有要求，由于110 V 控制电压在77～120V 波动，当控制电压在下限值时，不满足辅助触点的电流值，从而出现接触不稳定的情况。除此之外，由于在断开辅助触点时，辅助触点上附着的物质会受到断开电流的影响，而起到一定清洁效果，因而逐渐变小的电流自然起到的清洁效果也不明显，时间一长，附着物便会长时间残留，此时触点电阻便会增大，随后便增大了故障发生的频率。

结合已有经验，我们认真地对相关数据进行了对比分析，发现当HK辅助触点不够稳定时，其会由于自身机械因素的影响而导致接触状况不稳定，随后我们根据具体的情况制定出整改方案，简单来讲便是在HK两个常开触点进行连接，以此使触点自身的状态性能提高，从而保证运行稳定性[1]。

4 结束语

综上所述，随着时代不断发展，我们对地铁车辆辅助逆变器的认识愈加深入，对于存在于其中的问题文章从系统组成的角度进行了分析，由于系统结构较为复杂，两群间又是互相牵制的，因而出现故障的概率较大，这便要求我们在日常运营管理和检修维护中尽可能多地使用单群控制系统，而不是多群控制系统，诸如本次所提及的二号线已经使用到单群控制系统。

参考文献

[1] 张兴宝.西安地铁2号线车辆辅助逆变器故障分析及整改[J].电力机车与城轨车辆，2014，（5）：89-92.