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天津地铁9号线一期电客车与铅酸蓄电池组不兼容题目讨论

马东宏1李月2

（1.天津轨道交通经营团体,天津;2.天津轨道交通经营团体,天津）

概要：天津地铁9号线一期电客车于年,对6列寿命到限的镉镍碱性蓄电池组替换为铅酸电池组后，短期内前后有5列车呈现了蓄电池电源总把持微型断路器（后文简称断路器，代号QF27，见图1）经常脱扣障碍，导致车辆由于无奈送电、升受电弓，屡屡强制举办告急库内换车，对寻常经营及平日保护带来了很大烦扰。本文通过深入会见探索QF27脱扣与蓄电池组启动冲锋电流两者的联系性，接着对既有电池组革新换代以及新建路线车辆蓄电池组选型供应科学根据及理论援手。

关键词：蓄电池组；革新换代；启动冲锋电流；不兼容

1引言

天津地铁9号线一期电客车出厂服安装镉镍碱性蓄电池组，年在其投入操纵10年后，因其机能到达或面对寿命闭幕准则，络续呈现了放电容量衰减至70%下列,救急供电保持功夫低于45分钟的表象。从统型、环保角度登程，遂采用并购买6列与二期电客车胶体铅酸蓄电池组统一产物，优先对机能蜕化最为严峻的蓄电池组举办了革新换代。然而在其装车操纵后，短期内联贯有5列车经常产生紧闭SBT“电池供电”扳键后，整车无通电反映，受电弓无奈腾越障碍，终究导致车辆无奈投入寻常经营，一度导致可用车数目吃紧。个中车题目最为严峻，最长一次扣停长达10天。车辆如在天津站降弓后又遭受两个QF27同时脱扣的状况，将不行防止的诱发误点、掉线、营救等严峻恶果。

2出处会见

2.1蓄电池组充放电劳动道理

一期电客车蓄电池组充放电劳动道理见图2，紧闭司机台SBT“电池供电”扳键后，欠压爱护继电器KC1、主来往器KM5前后得电吸合，电池经QF27、KM5，在达成对滤波电容DCC的充电后，最先经过SIV安装中的二极管、#对受电弓及其余直流负载供电。待受电弓达成升弓后，SIV直流整流模块生成DCV电压，经DCC电容滤波后，一起经KM5、QF27向蓄电池组充电，另一起经P1B#、二极管、#对整车负载供电。

2.2会见解析

2.2.1铅酸蓄电池组音信简介

l设置：单组50节，拖车各设置1组l单节标称电压：2.10Vl容量：AHl荷载电压：≧.5V

2.2.2碱性蓄电池组音信简介

l设置：单组78节，拖车各设置1组l单节标称电压：1.2Vl容量：AHl荷载电压：≧99.06V

2.2.3QF27微型断路器（见图2）音信简介

l型号：5SP4MCBC~Vl品牌：西门子l产地：德国l性格：C型

2.2.4QF27微型断路器脱扣会见

经一线回访、一再测试及TMS及时数据解析，QF27脱扣产生在紧闭“电池供电”扳键的霎时，即蓄电池组对外放电的霎时。

理论上，CA断路器小于0.1秒磁脱扣的最小电流值I5=A。

笔者采取洪量程的福禄克品牌的示波器，与限流器合营，对一期电客车安装的铅酸蓄电池组、碱性蓄电池组离别举办了启动冲锋电流数据搜罗，个中铅酸蓄电池组搜罗到的数据均大于A，最大值超出A,见图3；碱性蓄电池组搜罗到的数据最大A，最小A，见图四4。

综上：一期电客车原装的碱性蓄电池组未产生QF27脱扣，而在转化成铅酸蓄电池组后产生QF27脱扣的原由于，铅酸蓄电池组启动冲锋电流远远超出了CA型断路器的磁脱扣理论脱扣值。

2.2.5启动冲锋电流太高的出处

依照I=U/R，要形成大电流，要末抬高电压，要末减小电路电阻。下文就铅酸蓄电池组与碱性蓄电池组在一期电客车上的电气运用处境改变成分举办了详细梳理。

1)电压改变成分U↑

铅酸蓄电池组荷载电压.5V，较之碱性蓄电池组超出6V，将每组蓄电池组缩小1节，QF27脱扣的几率缩小一倍；将每组蓄电池组缩小2节，QF27脱扣的几率低沉为零；将单组蓄电池组向整车供电，QF27脱扣的几率擢升至70%以上。

2)负载改变成分R↓

负载添加。脱扣表象产生前，一共一期电客车新加装了LCD电视，每列22台，且采取同步启动把持，蓄电池组启动的霎时，22台LCD电视同步霎时启动。

依照1/R总=1/R1+1/R2+……+1/Rn，投入负载越多，并联电路总阻值越小，也即是说，加装LCD电视将使总阻值减小。

3)电阻改变成分R↓

与二期车比拟，一期车蓄电池把持箱与蓄电池箱母线电缆阻值多2.1mΩ。在呈现QF27脱扣的状况时，二期车电缆可多耗损1.76-2.52V的电压，这也是铅酸蓄电池组在二期电客车没有脱扣，而在一期电客车产生脱扣的一个首要出处。

4)其余改变成分U↑

DCC电容无投入启动电阻，其在蓄电池组送电的极短功夫里，DCC有一霎时短路，理论大将形成无限大的电流，且容值越小，越简略诱发脱扣。经深入会见，发掘一、二期电客车DCC电容容值存在不同，一期车操纵10年后容值存在显然衰减。

2.3障碍论断

引入的铅酸蓄电池组的荷载电压显然高于碱性蓄电池组，是导致QF27经常脱扣的直接出处。而整车启动时又伴有22台新增LCD电视的同步启动，兼之SIV的DCC直流滤波电容无投入启动电阻软爱护，进一步催生了脱扣状况。究其根根源因，铅酸蓄电池组与一期电客车已有电气处境不兼容，无奈满意寻常运用需要。

3运用探索

铅酸蓄电池组要与一期电客车相般配，需对蓄电池组充放电回路举办替换。在接踵否认了加装按捺电感等计划后，前期治理思绪齐集在四个方位。

n计划一：将QF27型号由5SP42CA型改成大冗余的5SP42CA或DA型。

在替换成5SP42CA型断路器后，尽管脱扣次数减小，然而表象未能完全消除。而替换成5SP42DA型微型断路器从理论上就不行行，由于要使其在0.1秒内脱扣的最小电流理论值为0A，宽松的束缚前提将加快直流负载老化或毁坏。

n计划二：P1B#和P1BB#间从头引入MKAR1继电器。

日本东芝原打算中，在SIV安装中P1B#和P1BB#中心装有MKAR1继电器，该继电器仅受SIV安装把持，即仅启动蓄电池时，MKAR1常开触点断开，错的DCC充电，实测声明，将DCC分隔后，电池启动冲锋电流将降至A之内，解释该打算确凿可低沉启动冲锋电流。后来东芝方面思量到MKAR1的劳动褂讪性，继电器尽管毁坏也不易发掘，将影响直流滤波成就，该计划终究也被反对。

n计划三：在P1B#上添加分隔二极管

蓄电池组与SIV通过二极管举办分隔，可治理DCC充电霎时短路的题目，但触及SIV安装内部替换，SIV做为整车最重点的征战，任何对其自身举办的修改都需通过日本东芝的认同，以及公司内部周密论证，程序琐碎繁杂，平安导向级别高，无本质可职掌性。

n计划四：在蓄电池组母线上添加10mΩ限流电阻

触及修改领域小，动工简略易行，经示波器考证，铅酸蓄电池组启动冲锋波峰电流可低沉至A，最大A，测试期间无一脱扣。然而该电阻属于发烧元件，且由于直接串接在蓄电池组充放电主电路，请求具有很大的载流才能，熔断毁坏后将直接导致整车无奈送电，带来严峻的次生妨害，该计划未能通过内部商量。

4课题结语

铅酸蓄电池组由于荷载电压太高，与一期车已有电气处境不兼容，无奈直接运用在一期电客车上，为了安装铅酸蓄电池组而对蓄电池组原始打算电路及车辆重点征战举办替换的做法，有悖于寻常认知，无异于本末颠倒。

伴有操纵年限的延长及修程的深入，一共的地铁经营公司以及运转路线，都不得不面对征战革新换代题目，而任何新建路线的车辆征战选型运用也一定基于对征战机能深入的了解认知之上。年将蓄电池组由碱性改成铅酸的失利试验告知咱们，惟有通过周密盘算、科学考证，才力防止决议错误，才力为车辆经营保护更好的效劳。

参考文件李迎春.微型断路器的选型探索，电力系统安装，年（第三期）；起止71页-断绝72页

年《聪慧都会与轨道交通》征文

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