地铁车辆充放电电阻烧损的原因与解决措施

地铁车辆充放电电阻烧损的原因与解决措施

曾宪弢

身份证号：120105198203230617

摘要：地铁主要线路的牵引系统是轨道交通的关键部件，而充放电电阻作为牵引系统的载体，其在使用可靠性和维护性能上有着较高的要求，因此，如何有效地解决这一问题，已成为地铁行业的一个关键问题。地铁客车具有短距离、高密度、高起动、高刹车、大刹车减速等运营特征。由于其控制精确，制动平稳，节能等优点，目前已被大量使用于地铁客车。在国内外的运行实践中，通常情况下，利用地铁再生制动所能获得的总功率为20%或更多。除了按照一定的比例，这些能量被邻近的火车所吸收，如果不能得到充分的利用，就会造成直流电网的电压急剧上升，从而危及铁路和铁路的运行。本文通过对地铁车辆充放电电阻的初步认识，重点阐述了地铁车辆充放电电阻烧损的成因，并针对存在的问题，提出相应的对策，提高充放电电阻的使用寿命，保证地铁主线路的安全。

关键词：地铁充放、电阻烧损、解决措施

引言

随着我国铁路网络建设的不断深入，城市轨道交通的发展也日益受到人们的重视。但近几年，我国城市轨道交通车辆主要线路系统的充放电电阻烧损是一种常见的情况，特别是在一次地铁试车过程中，出现了一起充放电电阻烧毁事故，给地铁行业带来了巨大的经济损失。因此，本文就地铁列车在使用过程中出现的充放电电阻烧坏的原因进行了简单的论述，以保证地铁列车的正常运行。

一、地铁车用电阻器的工作原理

（一）主要线路的运行原理

在地铁运营中，采用 VVVF型逆变器—异步牵引电机构成了一套基于 VVVF的电力机车控制系统。列车牵引系统主要采用二电平型直-交逆变回路，该回路首先将DC1500V直流电流转换为三相 AC，该三相 AC电流用于支撑异步牵引电机的运行，无论其频率或电压如何，都能进行调整。牵引式逆变器的设计目标是采用两个换流器单元来驱动对应的电机，从而实现对阻性制动器和逆变器组件的综合。该主电路既可以在1000 V到1800 V的电压范围内工作，又可以实现无接触式的牵引和刹车切换，以满足列车的牵引和制动性能。

（二）高压电容器结构

高压电气箱是地铁车辆主要线路的一部分，它起到了线路开、关、保护的作用，以保证列车在发生故障时能够及时采取相应的紧急措施。在地铁线路发生故障时，高速断路器起到了安全防护的功能；而对随后的线路进行接地故障的检测，采用差分电流接触器；另外，采用充放电和短接触器，既支持电容器的预充电，也可以通过电力网络来支持牵引逆变器的供电，从而保证了地铁主回路的稳定。

（三）高压电气箱工作原理

从以上所述的高压电气盒构成可以看出，该高压电气盒的工作原理是：DC1500V通过受电弓送入高压电箱，经过隔离开关、高速断路器、差分电流传感器等装置的传输，并在电抗器和牵引逆变器中进行。该隔离开关为人工闸刀式机械开关，由绝缘杆来实现，另外，该隔离开关还配有专用的放电开关，以保证运行的安全。

二、地铁车辆充放电电阻器烧损的成因分析

（一）地铁车辆充放电电阻温升限制

地铁车辆的高压电气盒，其额定阻值为75，功率为300 W，表面加热350 K，额定电压150 V，试验环境温度29℃，电阻表面最高温度395℃，高温366 K，与技术指标不符，极有可能导致充放电电阻烧损，对地铁主线路造成损坏，埋下更大的地铁安全隐患。

（二）地铁车辆充放电电阻器表面涂装

地铁干线因电阻烧坏而出现的现象，依据故障时的线路数据记录，支持电容上的电压先是上升，随后是中间电压下降，最后下降到0，中间的直流电流迅速上升到0。综上所述，电阻器烧损的原因，不仅是因为电阻器的温度不符合电阻器本身的特性，而且电阻器的涂层材料的耐热性能也不够好，所以当电流太大时，电阻器很可能会脱落，从而导致电阻器的绝缘损坏，从而损坏主回路。

（三）地铁线路的主要线路设计问题

除上述两个因素外，还有一个是导致地铁汽车充电和放电电阻烧坏的原因。与前面两类电阻器本身的特性因素相比，后者是由外部因素引起的，即地铁线路的主要线路设计不合理。由于城市轨道交通主回路的正常工作，充放电电阻器本身就承受着很大的工作负载，加之在地铁线路前期设计、调试过程中出现故障，导致主电路内的电能积累超过了最大负载，从而发生了电抗故障。另外，端子易损坏地铁车辆充放电电阻器安装座的绝缘层，还会导致电阻器的表面剥落，从而导致电阻器绝缘的失效，对地铁的安全运行产生不利影响。

三、地铁车辆充放电电阻烧损的解决措施

（一）进行充放电电阻的替换

本文根据上述对地铁车辆充电、放电电阻温度的限制及电阻表面涂层缺陷等问题的分析，提出了对目前使用的地铁电阻器进行更换的对策。利用本身容量大的电阻器代替原有的电阻器，增加了地铁车辆充放电电阻温度上限的设置值，以保证在轨道交通主回路系统中，充放电电阻可以经受更大的工作负压；同时，体积越大的电阻器，其表面的镀膜品质也要优于目前的充放电电阻器，而且接线柱也不容易破坏安装基座的绝缘层，从而防止电阻器釉面脱落，从而防止电阻绝缘故障，从而消除充放电电阻本身的安全隐患。

（二）地铁车辆充放电电阻器的创新设计

针对轨道交通车辆充放电阻抗的创新性设计，从两个方面进行了论述。首先，根据充放电电阻置换后的电阻器结构，将原来的电阻器转换为两个电阻器并联，然后与地铁主回路相连，这样既保证了等效阻值的一致性，又不会对控制系统的时间参数产生影响；另外，对地铁主回路的充放电电阻进行了改进与创新，针对不同城市主要线路的特点及最大负载，对充放电电阻进行了重新设计，以避免因外部因素的干扰而导致线路内的能量击穿，从而使地铁充放电电阻发生故障。

（三）定期对地铁全面检查和维修

地铁车辆维修保养的方式主要包括在运营阶段进行例行维修和按计划进行的定期维修。运营状态的维修，是指运用仪器、仪器、资料，对列车的运行状况进行监视，对可疑零件进行诊断、拆卸、维修或替换。定期维修是针对地铁列车的运行情况，对列车的牵引设备、系统、电气控制系统、车身结构等进行定期维修和检查，以防止列车运行故障，确保列车运行性能，消除重大故障隐患。为了确保地铁列车的安全、快捷、可靠，建立一套装备先进、功能完备的维修设施，建立一套科学、合理的维修技术的维修基地，对于保障地铁列车的安全、快捷、可靠的运营是十分必要和关键的。在该基地，按照不同类型的列车、行驶里程和状况，制定相应的维修程序，

四、结束语

地铁车辆充放电电阻的烧损，不仅影响到地铁的基本工作，而且还将直接影响到主线系统的试运行和正常运行。所以，随着我国城市轨道交通产业的快速发展，对地铁车辆的充放电电阻进行治理势在必行。为了提高地铁车辆的运行品质，减少事故发生的几率，必须从现有的地铁车辆维修和维修入手，做好维修，并对其进行检查，防止因故障造成的事故。对地铁车辆充放电电阻进行了创新，改进了充放电电阻的设计与品质，保证了地铁的高速度、推动了我国的经济发展。

参考文献

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