南宁轨道交通集团有限责任公司广西南宁530029
摘要：我国城市现代化建设中地铁作为主要部分，本身具有显著的优势。但是受到组多因素影响，造成我国地铁系统长期处于低效运行状态，车辆维护工作不到位，致使故障频繁出现。基于此，本文分析地铁车辆故障成因，给出解决措施，提高地铁车辆运行质量。
关键词：地铁车辆；电气系统；故障检修
城市轨道交通体系中地铁作为重要部分，其运行环境较为特殊，一旦出现运营中故障问题，即会造成重大经济损失，有可能诱发严重安全事故。因此实际中必须重视地铁车辆安全运行，并分析存在故障及成因，采取针对性的维修措施，及时消除地铁车辆安全隐患，确保地铁安全运行。
1、地铁车辆中牵引系统和辅助系统的特点
1.1地铁车辆中牵引系统的特点
对于牵引系统而言，其在地铁车辆电气系统当中主要包括以下几方面，即：接地故障检测系统、牵引逆变器模块、线路滤波元件、高速断路器等，下面将对此进行详细的说明。
1.1.1线路滤波器
在地铁车辆当中，为了使电流输入得更加平滑，避免车辆与接触网之间出现过大的干扰，并且防止接触网影响地铁车辆其他系统的正常工作，需要在地铁车辆电气系统当中加入线路滤波器来实现上述目的。
1.1.2牵引机电
牵引机电采用逆变器供电方式的三相鼠笼式一部交流牵引电动机，通常采用架承式悬挂方式。
1.1.3牵引逆变器
牵引逆变器的结构形式主要由DCU控制板、GDU单元、逆变桥、制动斩波相、支持电容、过压保护电阻和其他辅助元件组成。
1.1.4高速断路器
为了避免因为接地、短路等原因而导致系统中出现过流现象，可在逆变箱中加入高速断路器来对地铁车辆电气系统进行保护。此外，高速断路器的保护范围与变电所的保护范围具有一致性。
1.2地铁车辆中辅助系统的特点
目前，我国地铁车辆中的辅助系统主要由下列几部分组成，即：蓄电池组、DC/DC变换器、DC/AC逆变器三部分，对于蓄电池组而言，其主要由数量不等的电池单元所组成。在地铁车辆电气系统当中，DC/DC变换器的俗称便是电池充电池，其作为辅助系统中关键的组成部分，可以实现对地铁车辆的直流供电任务。在地铁车辆当中，DC/AC逆变器俗称为辅助逆变器。其中，DC/AC逆变器可以从架空接触网中接收电能，以便保证地铁车辆中空调系统、风扇等交流负载的供电要求。
2、地铁牵引系统故障与检修分析
2.1牵引系统故障
第一，运行状态存在异常。当前，地铁已经成为了重要的交通工具，在地铁车辆刚刚启动或者是在高负荷的运行状态时，就非常容易出现过载的现象，过载现象在地铁的运行中属于异常的运行状态，给地铁运行埋下了隐患。一般来说，地铁的过载现象会导致地铁电网的电压和电流发生波动的情况，达到某一程度时，系统就会自动识别为短路故障，从而导致继电器发出错误的指令。第二，金属性短路故障。通常情况下，地铁牵引系统的金属性短路故障可以分为两种，第一种是有钢轨和三轨发生直接接触时出现的金属性短路故障；第二种是在绝缘支座被击穿之后，由内部与供电系统相连的接地扁铜与三轨接触引发的金属性短路故障。简单来说，造成这种故障的主要原因就是在地铁车辆完成定期的检修之后，出现了检修人员的工作疏忽，将金属的检修工具遗漏在地铁的钢轨各三轨之间，在地铁进行试运行时，就会发生此类金属性短路。
2.2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。
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。
3、地铁辅助系统故障与检修分析
3.1辅助系统故障
第一，电容器故障。在地铁车辆的辅助系统中，逆变器是一个非常重要的元器件，逆变器在地铁车辆运行中起到了提供交流电的作用。逆变器的内部结构非常复杂，其中具有稳压作用的电容器表面都有一层氧化铝薄膜，这层氧化铝薄膜的耐性非常好，同时可以进行自我修复。但是，在地铁车辆的运行中，这层氧化铝薄膜的破坏速度非常快，很多的电容器故障就是由于氧化铝薄膜遭到了破坏而出现的。第二，弱电半导体器件故障。地铁车辆的辅助系统中弱电半导体故障也是一种非常常见的故障类型，地铁车辆的辅助系统中包含非常多的弱电半导体，一旦此器件发生了故障，就会导致地铁车辆的整个辅助系统出现问题，甚至会威胁到地铁车辆中的人员安全。造成弱电半导体故障原因主要是：弱电半导体的工作时间较长，部分弱电半导体的性能不稳定，从而导致出现故障；地铁车辆在行进中受到外界的干扰，导致弱电半导体出现故障。
3.2辅助系统检修
在现阶段，通过神经网络故障诊断方法可以对辅助系统中出现故障的原因进行有效的判断，具体实施过程如下所述：首先是神经网络的创建，详尽的采集地铁车辆电气系统中辅助系统的各类信息样本，随后将采集到的信息输送至没有经过训练的神经网络当中，此时的神经网络便会对数据样本信息进行必要的ANN训练，并且在训练过中可以指定出更为科学合理的解决方案，以便更有效的获得有关的诊断网络。与此同时，诊断的作用可以为故障检修的顺利的开展提供重要的参考的作用。其次是完成网络诊断，对于网络诊断来讲，其主要是将神经网络的计算过程进行充分的体现，并且系统完成相应的诊断过程需要根据诊断网络的输入方可进行，同时会根据故障的特点进行预先的处理和提取，随后将会有效的处理辅助系统的信息样本和故障数据，最后则是会在搭建完成神经网络之中完成。
3.3做好日常检修维护工作
在地铁车辆要对对所有的设备和机械专业的仪器设备进行日常检测。对于未经确认的仪器设备应禁止使用。设备管理人员定期进行设备检查，并做好检查记录，保证车辆安全运行的同时确保设备运行的效益最大化。为保证地铁车辆正常运行，经过长期使用，需要对运行过程中的部分设备进行检修和更换。但实际上，在日常工作当中，因为设备的复杂性，加上其维修时影响因素较多，地铁车辆管理制度等的不完善，导致许多设备的检修不能及时进行。根据这种情况，需要对运行中过程出现的问题及故障进行及时记录，通过对记录到的这些缺陷的分析，判断出设备在长期使用过程中存在的问题和故障，并有针对性的对其进行检修，从而进一步提高地铁车辆运行效率。
4、结语
综上所述，地铁在我国的城市发展中的重要性不言而喻，地铁作为重要的交通工具，其运行的安全和质量就成为了重要的工作内容。地铁运行中的牵引系统和辅助系统是最容易出现故障的部位，因此，如果想要保持地铁车辆的正常运行，就必须要加强对牵引系统和辅助系统故障的检修，为地铁的运行创造良好的基础。
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]黄文斌.地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统故障与检修[J].设备管理与维修，2017(16):59-60.
[3]石永春.地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修[J].江西建材，2017(13):204+210.