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摘要：随着我国社会的发展和科技水平的提升，私家车数量不断增加，随之引发了各大型城市严重的交通堵塞问题。城市轨道交通车辆的运行将我国城市内交通堵塞的问题进行有效缓解，于我国城市化建设进程的推进有十分积极的意义。城市轨道交通实际运行过程中车辆牵引和辅助系统中会有不同的故障出现，此些故障会直接影响整条轨道交通线路运行的安全性和稳定性，因此必须给予高度重视。本文探讨的主要问题是现阶段城市轨道交通车辆电气系统牵引和辅助系统中的故障情况，然后提出相应的检修对策，希望可以为我国城市轨道交通车辆安全稳定的运行保驾护航。
关键词：城市轨道交通；车辆电气系统；牵引和辅助系统；故障检修
众所周知，交通拥堵问题是现阶段困扰我国各大城市发展的首要难题，为了将市民出行的便捷性进行有效提升，各大中型城市纷纷开始投入城市轨道交通的建设，旨在通过城市轨道交通车辆的运行将现阶段城市内部的交通压力进行缓解。为了对城市轨道交通车辆的运营效率进行保障，最大限度避免电气系统中故障的出现，十分有必要积极研究地铁车辆电气系统中牵引和辅助系统方面的故障检修，进而推进我国城市轨道交通的进一步发展。
一、分析车辆牵引和辅助系统主要元件的特征
1.分析车辆牵引系统主要元件的特征
对于车辆牵引系统而言，直接影响城市轨道交通能否正常且安全的运行，由此可见牵引系统的重要性。牵引系统的组成非常复杂，涉及众多元器件，线路滤波器是关键组成元器件之一，其主要作用是平滑输入电流进而降低干扰，城市轨道交通的安全运行得以保证。另外，如城市轨道交通在运行过程中有突然性的接地故障发生，线路滤波器会确保牵引系统的其它设备不会受到损坏。牵引系统中另外一个非常重要的元器件是逆变器，多种辅助元器件构成了逆变器，主要包含支持电容、逆变桥等。
2.分析车辆辅助系统主要元件的特征
相比牵引系统而言，辅助系统的结构比较简单，其主要职责是负责城市轨道交通的电流控制，所以其主要功能单元都与电流存在直接关联。首先是由多个单体定压蓄电池构成的蓄电池组，提升蓄电能力的同时充分满足城市轨道交通运行方面的需求，同时也是车辆运行电压和电流的有效控制途径；其次是DC/DC变换器，也将其称之为蓄电池充电器，其根本作用是向城市轨道交通车辆提供其运行所需的直流电。一般而言，各城市轨道交通都会安装2个或者以上的蓄电池充电器；最后是DC/AC逆变器，也可将其称作辅助逆变器，属于城市軌道交通的辅助电源，可通过其将交流电给予城市轨道交通车辆内部的所有电器。
二、探讨城市轨道交通车辆牵引系统故障检修对策
1.城市轨道交通车辆牵引系统故障案例
我国某一线城市轨道交通列车运营多年时间，其牵引系统整体运行比较稳定，但是也有一些问题存在，接地故障比较典型。列车下方在正常行驶中产生异响，并且管理系统有接地故障上报是接地故障的直接体现。需要及时隔离存在牵引系统故障的城市轨道交通车辆，并依据该事故车的牵引动力损失值做出合理的故障处理。如动力损失为1/3，待列车运行到终点后回库再行检查；如动力损失2/3，则需要及时清客回库进行检查；如全部动力都损失则需要启动救援程序。
2.分析故障原因
牵引系统的主要构成部分包含占波器模块和牵引逆变器模块，以此来实现再生制动、电阻制动、牵引和重联运行的功能。主隔离开关、牵引逆变器、制动电阻器、滤波电抗器以及高速断路器是和牵引系统相关的主要设备。通常情况下每个牵引逆变器需要驱动四个三相牵引电机，然后每个电机又需要达成驱动两个转向架四个轴的目的。一旦有接地故障状况发生时需要给予牵引设备相应的保护，此时系统控制部分会首先将线路接触器断开，制动斩波、牵引逆变器和高速断路器都停止工作，接地故障在此时上报。
3.梳理应对措施
首先，不断强化滤波电抗器的检修强度和频率，然后优化滤波电抗器的工作环境，进而可有效解决滤波电抗器绝缘击穿的问题。其次，改造滤波电抗器的接线盒，将其改造为全封闭状态，进而避免异物进入接线盒引发故障的情况出现。再次，提升车辆轨行区的行车环境与检修作业强度，如异物进入其中要对其进行及时清理，进而可解决异物引发制动电阻故障的问题。最后，利用提升设备内容状态、电气性能检修强度及深度、增强灭弧罩状态触头磨耗量的方式对线路接触器和高速断路器开合式引发的拉弧烧损故障，进而对设备的稳定运行进行保证。
三、探究城市轨道交通车辆辅助系统故障检修对策
1.分析故障
第一，电容器故障。对于电容器而言，其主要作用是对车辆的运行电压进行稳定，一般会在逆变器内部进行安装。工作电容会对氧化膜造成破坏，虽然氧化膜具有自愈性，但是自愈速度相对较慢，无法跟上工作电容的破坏速度，氧化膜破损的情况由此发生，情况严重时甚至会发生击穿现象，所以不能借助氧化膜自愈满足运行过程的修补需求。第二，电力半导体器件故障。电力半导体失效会使得逆变器直接失效，因设计电气系统时未给予电力半导体器件相应的保护措施，所以极易引发电力半导体失效的情况。第三，半导体器件故障。逆变器内会有多个弱电半导体，其会直接影响逆变器的工作状态，一旦任何一部分发生故障，逆变器的运行都会受到影响，情况严重时会其整体性能会受到危害。一般而言，会用内部和外部两种区分逆变器失效的原因，改变其固有特征造成故障的情况称之为内部原因，外界影响引发的故障则称之为外部原因。
2.分析故障检修对策
首先，网络系统的构建。辅助系统采集完成的故障数据在未经训练的网络系统中进行输入，然后于网络系统中将采集的故障数据进行对应训练，可通过训练过程得出最佳的解决办法，便于相对应诊断网络的获取。故障检修的首要前提就是争端网络，因此，必须利用诊断系统查找引发故障的原因才能给予其相应的检修。其次，诊断网络。可将其看作是通过神经网络对所得数据进行计算的过程。数据诊断之后，依据辅助系统信息样本展开相应的处理。
结束语
综合上述所言可以得知，城市轨道交通车辆需要借助电气牵引系统和辅助系统对自身运行的安全性和稳定性进行保证，所以说电气牵引系统和辅助系统在城市轨道交通的运行中具有举足轻重的地位。因此，应当将科学技术作为根本指导，对城市轨道交通车辆牵引系统和辅助系统的故障原因进行深入分析，并将故障特点作为依据选取适宜的检修措施，进而达成提升其牵引和辅助系统故障问题高效处理的目的。不仅于我国整体检修水平的提升有积极作用，还可推进我国城市轨道交通的进一步发展。
参考文献
[1]李明阳.地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].山东工业技术，2018（02）：126.
[2]黄赟.地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统故障检修分析[J].住宅与房地产，2016（12）：236.
[3]郭翔，邢宗义.基于模糊聚类的城市轨道交通车辆系统划分与故障统计分析[J].城市轨道交通研究，2016，19（01）：59-63.
[4]李东林.城市轨道交通车辆电气牵引系统自主研发与应用[J].机车电传动，2012（01）：37-42.
作者简介：杨辰世（1992-09-23），中车青岛四方机车车辆股份有限公司，助理工程师，本科，研究方向：牵引供电及其自动化.
（作者单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）
关键词：城市轨道交通；车辆电气系统；牵引和辅助系统；故障检修
众所周知，交通拥堵问题是现阶段困扰我国各大城市发展的首要难题，为了将市民出行的便捷性进行有效提升，各大中型城市纷纷开始投入城市轨道交通的建设，旨在通过城市轨道交通车辆的运行将现阶段城市内部的交通压力进行缓解。为了对城市轨道交通车辆的运营效率进行保障，最大限度避免电气系统中故障的出现，十分有必要积极研究地铁车辆电气系统中牵引和辅助系统方面的故障检修，进而推进我国城市轨道交通的进一步发展。
一、分析车辆牵引和辅助系统主要元件的特征
1.分析车辆牵引系统主要元件的特征
对于车辆牵引系统而言，直接影响城市轨道交通能否正常且安全的运行，由此可见牵引系统的重要性。牵引系统的组成非常复杂，涉及众多元器件，线路滤波器是关键组成元器件之一，其主要作用是平滑输入电流进而降低干扰，城市轨道交通的安全运行得以保证。另外，如城市轨道交通在运行过程中有突然性的接地故障发生，线路滤波器会确保牵引系统的其它设备不会受到损坏。牵引系统中另外一个非常重要的元器件是逆变器，多种辅助元器件构成了逆变器，主要包含支持电容、逆变桥等。
2.分析车辆辅助系统主要元件的特征
相比牵引系统而言，辅助系统的结构比较简单，其主要职责是负责城市轨道交通的电流控制，所以其主要功能单元都与电流存在直接关联。首先是由多个单体定压蓄电池构成的蓄电池组，提升蓄电能力的同时充分满足城市轨道交通运行方面的需求，同时也是车辆运行电压和电流的有效控制途径；其次是DC/DC变换器，也将其称之为蓄电池充电器，其根本作用是向城市轨道交通车辆提供其运行所需的直流电。一般而言，各城市轨道交通都会安装2个或者以上的蓄电池充电器；最后是DC/AC逆变器，也可将其称作辅助逆变器，属于城市軌道交通的辅助电源，可通过其将交流电给予城市轨道交通车辆内部的所有电器。
二、探讨城市轨道交通车辆牵引系统故障检修对策
1.城市轨道交通车辆牵引系统故障案例
我国某一线城市轨道交通列车运营多年时间，其牵引系统整体运行比较稳定，但是也有一些问题存在，接地故障比较典型。列车下方在正常行驶中产生异响，并且管理系统有接地故障上报是接地故障的直接体现。需要及时隔离存在牵引系统故障的城市轨道交通车辆，并依据该事故车的牵引动力损失值做出合理的故障处理。如动力损失为1/3，待列车运行到终点后回库再行检查；如动力损失2/3，则需要及时清客回库进行检查；如全部动力都损失则需要启动救援程序。
2.分析故障原因
牵引系统的主要构成部分包含占波器模块和牵引逆变器模块，以此来实现再生制动、电阻制动、牵引和重联运行的功能。主隔离开关、牵引逆变器、制动电阻器、滤波电抗器以及高速断路器是和牵引系统相关的主要设备。通常情况下每个牵引逆变器需要驱动四个三相牵引电机，然后每个电机又需要达成驱动两个转向架四个轴的目的。一旦有接地故障状况发生时需要给予牵引设备相应的保护，此时系统控制部分会首先将线路接触器断开，制动斩波、牵引逆变器和高速断路器都停止工作，接地故障在此时上报。
3.梳理应对措施
首先，不断强化滤波电抗器的检修强度和频率，然后优化滤波电抗器的工作环境，进而可有效解决滤波电抗器绝缘击穿的问题。其次，改造滤波电抗器的接线盒，将其改造为全封闭状态，进而避免异物进入接线盒引发故障的情况出现。再次，提升车辆轨行区的行车环境与检修作业强度，如异物进入其中要对其进行及时清理，进而可解决异物引发制动电阻故障的问题。最后，利用提升设备内容状态、电气性能检修强度及深度、增强灭弧罩状态触头磨耗量的方式对线路接触器和高速断路器开合式引发的拉弧烧损故障，进而对设备的稳定运行进行保证。
三、探究城市轨道交通车辆辅助系统故障检修对策
1.分析故障
第一，电容器故障。对于电容器而言，其主要作用是对车辆的运行电压进行稳定，一般会在逆变器内部进行安装。工作电容会对氧化膜造成破坏，虽然氧化膜具有自愈性，但是自愈速度相对较慢，无法跟上工作电容的破坏速度，氧化膜破损的情况由此发生，情况严重时甚至会发生击穿现象，所以不能借助氧化膜自愈满足运行过程的修补需求。第二，电力半导体器件故障。电力半导体失效会使得逆变器直接失效，因设计电气系统时未给予电力半导体器件相应的保护措施，所以极易引发电力半导体失效的情况。第三，半导体器件故障。逆变器内会有多个弱电半导体，其会直接影响逆变器的工作状态，一旦任何一部分发生故障，逆变器的运行都会受到影响，情况严重时会其整体性能会受到危害。一般而言，会用内部和外部两种区分逆变器失效的原因，改变其固有特征造成故障的情况称之为内部原因，外界影响引发的故障则称之为外部原因。
2.分析故障检修对策
首先，网络系统的构建。辅助系统采集完成的故障数据在未经训练的网络系统中进行输入，然后于网络系统中将采集的故障数据进行对应训练，可通过训练过程得出最佳的解决办法，便于相对应诊断网络的获取。故障检修的首要前提就是争端网络，因此，必须利用诊断系统查找引发故障的原因才能给予其相应的检修。其次，诊断网络。可将其看作是通过神经网络对所得数据进行计算的过程。数据诊断之后，依据辅助系统信息样本展开相应的处理。
结束语
综合上述所言可以得知，城市轨道交通车辆需要借助电气牵引系统和辅助系统对自身运行的安全性和稳定性进行保证，所以说电气牵引系统和辅助系统在城市轨道交通的运行中具有举足轻重的地位。因此，应当将科学技术作为根本指导，对城市轨道交通车辆牵引系统和辅助系统的故障原因进行深入分析，并将故障特点作为依据选取适宜的检修措施，进而达成提升其牵引和辅助系统故障问题高效处理的目的。不仅于我国整体检修水平的提升有积极作用，还可推进我国城市轨道交通的进一步发展。
参考文献
[1]李明阳.地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].山东工业技术，2018（02）：126.
[2]黄赟.地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统故障检修分析[J].住宅与房地产，2016（12）：236.
[3]郭翔，邢宗义.基于模糊聚类的城市轨道交通车辆系统划分与故障统计分析[J].城市轨道交通研究，2016，19（01）：59-63.
[4]李东林.城市轨道交通车辆电气牵引系统自主研发与应用[J].机车电传动，2012（01）：37-42.
作者简介：杨辰世（1992-09-23），中车青岛四方机车车辆股份有限公司，助理工程师，本科，研究方向：牵引供电及其自动化.
（作者单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）