公铁两用牵引车车轮打火花问题分析及整改方法

文章摘要：针对数控不落轮镟床镟修作业时，公铁两用牵引车牵引电客车过程中车轮出现打火花问题，进行简要故障原因分析，并提出相应的整改方法，整改方法取得了良好效果。

1、现状与问题
地铁车辆在日常的运行中，会对轮对产生轮缘磨耗、踏面剥离甚至擦伤，当偏磨达到一定程度，会导致车辆运行的不稳定，产生颠簸感及噪音，影响乘客乘坐舒适度，更为甚者会对车体构件产生较大的应力作用，加快构件的松脱及疲劳损伤。故需定期采用数控不落轮镟床（以下简称“镟床”）对地铁车辆进行镟修作业。福州地铁的镟修模式：首先由工程车将电客车1 车端车钩推至镟轮线基坑前车钩对位线处，然后工程车解钩并离开镟轮线，接着由公铁两用牵引车（以下简称“公铁两用车”）牵引电客车将待镟修轮对至合适的位置，由镟床进行镟修作业，镟修完成后，由公铁两用车牵引电客车6 车端车钩至交车对位线处，最后待公铁两用车与电客车解钩后，由工程车牵引电客车离开镟轮线。




福州地铁采用的是U2000-400M 型不落轮镟车床和RTT-2000 型公铁两用车，按照设备供应商要求：需在镟床基坑前后一列地铁列车长加公铁两用车长的镟轮线位置各设置绝缘节，且前后两处绝缘节之间不挂网，库内无三轨及回流轨。但由于车辆段场地限制，镟床基坑往库门方向股道有效绝缘长度无法满足预留一列地铁列车长加公铁两用车长的股道长度，导致公铁两用车牵引电客车作业的过程中出现以下三个问题:　
　
（1）公铁两用车与电客车连挂之后，公铁两用车开始往入库方向（西）牵引电客车的瞬间，公铁两用车后导向轮出现打火花现象。
　　
（2）电客车转向架轮对完成镟修之后，在公铁两用车将电客车1车推至镟床前停车对位线的过程中，当公铁两用车前导向轮通过镟床东侧绝缘节位置时，公铁两用车后导向轮出现打火花现象。
　　
（3）公铁两用车牵引、推进电客车通过镟轮库库外绝缘节（东侧平交道口处）位置，电客车车轮出现打火花现象。　　车轮出现异常放电（打火花）为镟床设备系统被施加异常电压所致，该电压的长期施加对镟床弱电控制系统（主轴控制模块、伺服驱动器等电气控制系统的敏感元件）造成损伤，缩短电气元件的使用寿命，影响镟床的正常使用。



2、原因分析
（1）公铁两用车蓄电池正极接地造成车轮出现打火花现象。　　
（2）轨道L23 道回流轨与镟床绝缘节后端轨以及镟床设备上端接地钢轨之间存在电位差造成车轮出现打火花现象。



3　现场测试
3.1　第一次测试　　
相关部门技术人员在L23 道进行实地勘察，并进行第一次测试。本次测试在不拆除轨道L23 道回流轨连接电缆线的前提下进行，具体如下：　　
（1）公铁两用车牵引电客车通过镟床东侧绝缘节位置时，公铁两用车后导向轮出现打火花现象。　　
（2）公铁两用车在不与电客车连挂的情况下，单独在轨道L23道相同区段行驶时，未出现打火花现象。　　
（3）单独测量公铁两用车与轨道之间无电势差。

3.2　第二次测试　　
本次测试在拆除轨道L23 道回流轨连接“S”回流电缆的前提下进行：公铁两用车牵引电客车通过镟床东侧绝缘节位置时，车轮未出现打火花现象。

3.3　测试报告
3.3.1　瞬时电压测试报告表



3.4　测试结论　　
由以上测试结果分析得出：　　
（1）镟床处于起机状态时，电客车在镟轮库东侧平交道口处绝缘节位置和镟轮线西侧终端之间移动时，测试电压始终为零，车轮从未出现异常放电现象。故排除放电电源来自公铁两用车、电客车和镟床的可能性。　　
（2）当电客车6 车1 轴越过镟轮库东侧平交道口处绝缘节位置，轨道上即可测得电压。　　
综上所述：公铁两用车牵引电客车越过镟轮库东侧平交道口处绝缘节后，轨道L23 道回流轨与镟床绝缘节后端轨以及镟床设备上端接地钢轨之间存在电位差，造成车轮出现打火花放电现象。

4　整改方案
4.1　方案内容　　
相关部门技术人员召开讨论会，根据现场测试情况，形成两套整改方案：

4.1.1　方案一：拆除“S”回流电缆　　
（1）拆除轨道L23 道牵引回流轨上的“S”回流电缆，实现待镟修作业的电客车停放区轨道与外部牵引回流轨道的物理隔离。　　
（2）将轨道L23 道原有接触网终端指示牌移至信号机S23 东侧，在终端指示牌至镟轮库间的接触网锚柱上挂“接触网有电，注意安全”指示牌。　　
（3）通过车辆段管理措施禁止电客车升弓进入L23 道。

4.1.2　方案二：钢轨加装接地线　　
（1）保持目前轨道L23 道牵引回流电缆以及接触网终端指示牌不变。　　
（2）将不落轮镟库东侧平交道口处绝缘节至镟床东侧绝缘节之间的非电化区段钢轨接地。

4.2　方案可行性分析
4.2.1　方案一可行性　　
轨道L23 道S23 信号机旁“S”回流电缆作用是电客车受电弓与接触网受电取流后，提供牵引直流电回流至牵引降压混合变电所负极柜的一段通路。由于目前镟轮作业时，电客车由工程车牵引至轨道L23 道岔后，由公铁两用车牵引至镟床作业，在此过程中电客车受电弓不需要升弓取流，不存在牵引回流，因此信号机S23 处绝缘节至镟轮库外绝缘节（东侧平交道口处）之间轨道可参考非电气化股道设计整改，“S”回流电缆可拆除。电缆拆除后即可满足镟床厂家“在基坑前后一列地铁列车长加公铁两用车长度的镟轮线位置上各设置绝缘节”的要求。　　由于信号机S23 处绝缘节至镟轮库外绝缘节（东侧平交道口处）之间轨道上方已设置接触网，为了避免电客车误入未设置牵引回流的轨道，将镟轮库前轨道L23 道原有接触网终端指示牌移至信号机S23 东侧，提醒电客车司机禁止升弓进入该轨道，车辆段加强管理措施及司机培训工作。同时为L23 道上端带电接触网提供安全警示，在接触网锚柱上挂“接触网有电，注意安全”指示牌，保障后续触网施工安全。

4.2.2　方案二可行性分析　　
将镟床绝缘节与镟库东侧平交道口处绝缘节之间的钢轨接地。当公铁两用车牵引电客车通过镟床上端绝缘节时，由于绝缘节前后端钢轨均接地，属于等电位，因此可避免镟轮时，电客车通过镟床绝缘节时前后两根轨道间产生电位差，造成打火放电现象。

4.3　方案经济性分析　　
经与相应专业部门沟通，采用方案一进行整改仅需增加警示牌费用（500 元以内），采用方案二整改需在轨旁新增接地点，需要专业工程单位安装接地装置来确保接地可靠性，预算约25000 元左右。

5　总结
镟床镟修作业时，公铁两用车牵引电客车作业车轮出现打火花问题主要由公铁两用车牵引电客车越过镟轮库东侧平交道口处绝缘节后，轨道L23 道回流轨与镟床绝缘节后端轨以及镟床设备上端接地钢轨之间存在电位差造成的。经过现场测试分析，并综合考虑整改方案的可行性及经济性，决定采用方案一对本次公铁两用车打火问题进行整改。整改后至今，公铁两用车牵引电客车过程中车轮未曾出现打火花问题，整改效果良好。

参考文献：
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