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广佛线车辆列车激活电路分析及优化设计

发布日期:2013-05-11 22:02

广佛线车辆列车激活电路分析及优化设计
 
摘  要: 针对广佛线车辆在运营初期, 由于列车激活电路存在继电器触点竞争导致列车无法激活的设计缺陷,文章进行了详细分析,并提出了优化设计方案,保证了列车的正常运营。
关键词: 地铁车辆; 激活电路; 继电器触点
 
1 概述
      广佛线采用的是 2 动 2 拖的 4 辆编组列车, 列车两端是带司机室的拖车(A1 车和 A2 车),拖车上各配一组蓄电池组,用于激活列车及紧急负载供电。列车由无电状态转换为有电状态,进而投入正线运营,首先需要激活列车控制电路, 才能进行一系列的电路控制操作,比如激活司机室、开启客室照明等。所谓激活列车,也就是使激活控制电路的相关继电器能得电, 实现相应的逻辑控制。
      广佛线车辆两端司机室都设置有列车激活总控开关(自复位旋钮),用于激活列车控制电路。根据技术要求,列车激活电路应具有冗余功能,当列车任何一端的蓄电池组出现故障时 (如蓄电池组欠压或者过流保护开关跳闸),可通过另一端蓄电池组供电,在任一司机室激活列车控制电路。 在进行列车激活电路的冗余功能试验时, 先关闭一端的蓄电池组 (模拟蓄电池组故障),然后在本端司机室操作列车激活总控开关,偶尔会出现列车控制电路无法激活的情况。因此,从试验可以看出原来的激活电路设计方案存在缺陷, 不能够可靠实现列车激活电路的冗余功能。
 
2 列车激活电路分析
      图 1 是广佛线车辆最初的设计电路,正常情况下,当A1 车的 2SA01 总控开关打到“ON”位时,A1 车蓄电池组经过二极管 2V01 给 A1 车的继电器 2KA01 和2KA03 供电,2KA01 常开触点闭合, 继电器 2KA04 得电动作, 此时 A1 车的继电器 2KA01 和 2KA03 通过2KA01 的 2 号辅助触点从 A2 车的蓄电池组取电保持,从而激活列车控制电路。

      假设 A1 车蓄电池组出现故障而无法供电,当把 A1车的 2SA01 总控开关打到 “ON” 位时,A1 车的继电器2KA01 和 2KA03 只能通过 2KA01 的 1 号辅助触点从A2 车的蓄电池组取电。 由于继电器 2KA01 的辅助触点动作时间很短,而且 1 号辅助触点和 2 号辅助触点的动作没有先后顺序。 从图 1 可以看出:如果 2KA01 的 1 号辅助触点在 2 号辅助触点闭合后才断开,继电器 2KA01和 2KA03 能够通过闭合的 2 号辅助触点从 A2 车蓄电池组取电, 继电器 2KA01 和 2KA03 可以得电并保持,列车控制电路可以激活;相反,如果 2KA01 的 1 号辅助触点在 2 号辅助触点闭合前先断开,则 A1 车的继电器2KA01 和 2KA03 无法从 A2 车蓄电池组取电。 由于 A1车的蓄电池组因故障也无法供电,此时 A1 车的继电器2KA01 和 2KA03 将不得电,列车控制电路无法激活。 所以, 在本端蓄电池组出现故障而无法供电的情况下,原来的列车控制电路能否激活取决于继电器 2KA01 的 1号辅助触点和 2 号辅助触点动作顺序,即原电路设计时存在继电器触点竞争问题。
 
3 列车激活电路的优化方案
      通过以上对列车激活电路冗余功能缺失的原因进行分析后, 可以发现问题的关键是如何消除列车激活继电器 2KA01 的 1 号触点与 2 号触点的动作时序,使继电器 2KA01 和 2KA03 能够可靠得电吸合并保持。
     通过研究可以看出, 继电器 2KA01 和 2KA03 在列车激活电路中是同时得电的,因此,可以通过在 2KA01与 2KA03 两个继电器进行串接互控触点以消除继电器2KA01 辅助触点竞争现象。 可在继电器 2KA03 上方串接一个 2KA01 继电器的常开触点,同时将 2KA03 的一个常闭触点替换 2KA01 的 1 号触点,如图 2 所示。 这样就只有在 2KA01 继电器先得电以后,2KA03 继电器才得电动作, 由于 2KA03 的一个常闭触点与 2KA01的 2 号触点在时序上没有冲突,只有当 2KA01 的 2 号触点在完全动作并自锁后 2KA03 的一个常闭触点才会断开,此时松开总控开关 2SA01,继电器 2KA01 已经可靠得电并自锁,列车控制电路激活。
 
4 列车激活电路的改造效果
      根据以上列车激活电路的优化方案,在广佛线车辆上进行了技术改造。 经过多次试验证明,当一端蓄电池组出现故障时, 在本端操作列车激活的总控开关,未出现继电器触点竞争现象,能可靠激活列车控制电路。 通过对车辆列车激活电路的优化设计,可以有效避免列车因出现继电器触点竞争的问题而导致列车无法激活的重大行车故障, 保证了列车的正常运行。
 
5 结束语
      虽然通过电路的优化,避免了因继电器触点竞争而导致列车控制电路无法激活的故障, 但需要留意的是, 列车激活回路的冗余功能在列车蓄电池组的故障端操作时才能有效, 因为列车激活的自保持供电是从非激活端蓄电池组进行保持供电的。 因此当列车出现一端蓄电池组故障时, 司机可以在本端进行列车激活,在列车正常运行后到运营终点站退出服务。 如果蓄电池组故障发生在另外一端,司机须换端进行列车激活,待列车正常运行后在终点站退出服务,并及时进行故障排除,避免因为两端蓄电池均出现故障而导致 110 V 系统不能正常供电。
 
参考文献:
[1] 广州市地下铁道总公司. 广佛线车辆电气原理图[G]. 广州:广州市地下铁道总公司,2010.
[2] GB/T 7928—2003,地铁车辆通用技术条件[S].
[3] IEC 60077-2-2003,铁路应用—机车车辆电气设备第 2 部分 :电工器件—通用规则[S].