摘要：随着我国城市化进程不断加快，地铁作为城市化中标志性公共设施，能够有效缓解城市人口剧增的压力。建设地铁公共设施，不仅能够体现我国道路建设能力，同时也能够切实改善城市人民的生活水平。地铁车辆牵引系统作为地铁车辆的重要组成部分，其具有系统结构复杂、组件繁多等特点，在地铁车辆日常运营中出现问题的几率较大。为此，本文以地铁车辆牵引系统故障特点为出发点，进而探讨其故障排除技术，以供参考。

关键词：地铁车辆;牵引系统;系统故障;故障排除

引言：牵引系统作为城轨车辆的重要系统，直接涉及到车辆的安全和运行性能，影响乘客的乘坐舒适度。因此，地铁牵引系统良好的稳定性，是地铁能够安全平稳运行的基础条件。

1地铁车辆牵引技术发展及应用

1.1牵引传动的发展

当前大部分的地铁车辆采用的电能，在众多的传动技术研究中，根据地铁车辆的牵引方式不同选用直流传动和交流传动两种主要的传动方式，其原理是通过电能进入到电力发动机，由发动机完成车辆牵引。其中直流牵引发动机结构复杂，需要通过半控型晶闸管完成对直流的斩波，从而使斩波调压与相控调压相结合。随着地铁车辆牵引技术的不断发展，异步电机的交流传动开始应用到牵引技术当中，同时随着变频变压的电压逆变器问世，从而使交流传动成为主要牵引技术，欧洲国家于1990年代对直流传动车辆进行停产，退出舞台。

1.2牵引技术的运用

作为当前主要地铁车辆牵引技术，交流传动方式通过牵引变流器来实现对地铁车辆的控制，为了能够实现牵引变流，则需要在地铁车辆设计时运用变频器弥补电压等级不足等问题。如德国和日本，分别用过1200V和1700V的三电平逆变器，随着技术发展，逆变器加入高压模块，从而输出波形更好。同时在交流传动中加入速度传感器和全电制动，保证电气牵引的灵活和可靠。

2地铁车辆牵引系统故障特点

2.1层次性

地铁车辆的复杂性可以说是一环套一环，即地铁车辆整体上非常复杂，其中的地铁车辆牵引系统也非常复杂。所以，如果地铁车辆牵引系统出现故障，那么维修将是一个非常复杂的过程，需要技术人员对牵引系统进行全面分析，再将地铁车辆复杂层次进进行整体划分，例如核心系统、子系统、车辆硬件等不同层次，同业也要找出故障特征的层次性，之后再逐一排查、维修。

2.2传播性

地铁车辆传播性是指，如果地铁车辆牵引系统出现故障，很有可能会传播到没有出现故障的环节中，进而产生“故障 联动”。故障传播可以分为纵横交叉传播、横向传播、纵向传播。其中，横向传播主要是由中心部位传播到周边部位，例如牵引系统中心传播到子系统中;纵向传播是指某系统发生故障，会传播到该系统下属系统中，也称之为“内部故障 传播”;纵横交叉传播主要是指以上两种传播方式相结合，这种传播方式主要在比较复杂的地铁车辆中，故障情况相对比较严重。

2.3 延时性

一般情况下，地铁车辆出现内部故障之初，不会有明显的预兆，会在地铁车辆运行的过程中潜伏一段时间，也被称之为“故障潜伏期”。如果在潜伏期内没有及时发现故障，会使地铁车辆故障更为严重，甚至是出现地铁事故。但是，有些地铁车辆虽然在故障潜伏期，但有可能一时间恢复正常，但这也是一种隐患，需要有关技术人员关注。所以，有关技术人员要认识到地铁车辆的延时性，并通过定期、不定期检查来减少、避免地铁车辆出现问题。

2.4相关性

由于地铁内部构造非常复杂，并且各个环节中也存在一定的联系，即一个环节出现故障就会使另一个环节或多个环节出现故障，也就是“牵一发而动全身”，地铁车辆牵引系统故障也同样如此。针对此类情况，如果地铁车辆在日常运营中出现问题，就可以经过层层排查找出出现问题的“根源”。由于地铁车辆的相关性，要求有关人员能够以全面性思维来分析地铁故障出现的前因后果。及时发现问题、及时解决问题，避免出现地铁车辆安全事故。

3地铁车辆电气系统中牵引系统的故障分析

在分析地铁车辆电气系统中牵引系统故障过程中，可从以下几方面进行详尽的分析。

3.1非正常运行状态

对于地铁车辆而言，当其处于过载工作状态下时，其运行状态便会进入非正常模式。其中，上下班高峰时段、启停过程以及进入三轨无电区时，地铁车辆的负载便会增加，从而会造成车辆制动过程中对电网电流与电压产生一定程度的波动，并且牵引系统中的短路状态与此时负荷状态比较相似，从而会引发继电器保护装置出现误动作情况，对地铁车辆的电网系统产生不同程度的破坏。

3.2非金属性短路故障

当地铁轨道中存在雨雪覆盖或积水淹没等情况时，便会导致地铁车辆电气系统中出现非金属性状况下的短路故障。另一种在三轨供电系统中出现的非金属短路故障为电弧短路故障，其指的是带电体对导体放电而形成的短路故障，第三轨对地放电便是此类故障形式的代表。

3.3金属性故障

三轨间与钢轨出现的金属接触，或者绝缘支座存在击穿问题，从而造成三轨与接地扁铜之间出现短路的故障便是金属性故障的基本定义。例如，为了对供电系统进行检修，通常会采用停电检修的方式来进行，在此过程中，如果检修人员没有及时将金属工具清理，使其留置在三轨与钢轨之间，则在重新送电过程中，三轨与钢轨之间便会出现直接短路故障。

4牵引系统的故障检修

在检修地铁车辆牵引系统过程中，一般会通过故障仿真分析的方法来完成检修工作。其中，牵引变电所的远端是地铁牵引系统故障的多发区域，所以需要对近远端短路故障进行必要的仿真分析，从而对短路点的馈线电流大小进行计算，以便观察故障距离与电流稳态值的变化关系。通常来讲，电流稳态值会在接近故障位置时增大，并且上升速度会随着离接触网末端越近而变得越慢，从而有效的对直流牵引网电压的突变情况进行诊断。此外，为了对牵引变电站子模型的初始阶段所存在的暂态过程进行避开，模拟仿真分析可按下列模拟实验进行，即：将一台地铁车辆的启动时间设定在0.05s，并在0.11s后将远端故障模拟实验分别设置在2km、3km的位置，从而有效的完成对实际短路故障进行模拟。在对直流馈线电流仿真结果进行分析之后，便会得到有针对性的指数函数，即电流上升的速度与距离接触网末端的距离越远而显得越慢，并且电流的稳定值也就越大。因此，在故障仿真分析的帮助下，可以清楚的了解地铁车辆直流馈线的电流值与上升率之间的关系，从而有助于提升牵引系统是否存在的故障的检测成功率。

5结语

总之，轨道交通载客量大、运行间隔时间短，确保列车可靠的牵引、制动显得十分重要，牵引系统是车辆的重要环节，必须具备很高的可靠性，在日常的检修过程中我们要不断的发现故障，及时的排除故障，保障运行安全。

参考文献

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