一、项目基本技能
任务一 车辆主控电路的识读
（一）常用电气设备符号及其说明
1.轨道交通车辆电气控制常用电气设备符号
在城市轨道交通车辆控制线路中，要用到大量的电气元器件，如各种继电器、电磁阀、按钮、开关等，为了能正确地识读电气控制线路图，首先必须知道这些电气元器件的表示方法及电气符号。车辆电器控制线路中常用电气设备符号及其说明如表4-1所示。
表4-1 常用电气设备符号及其说明
续表
续表
2.电路图识图
（1）电路类型标注。
在城市轨道交通车辆的电路图中，一般分为九类电路，为了区分不同电路，通常采用两位数字编号进行分类，如表4-2所示。
表4-2 城市轨道交通车辆控制系统电路图电路类型编号
（2）设备及元件的标注。
城市轨道交通车辆设备和元件的标注采用流水号的标注方法。一般为三位，由数字和字母组合而成。第一位是数字，表示电路类型；第二位是字母，表示设备及元器件类型；第三位是数字，表示该设备及元件的序号。电气设备及元器件常用符号的含义如表4-3所示。
表4-3 城市轨道交通车辆电气设备及元器件常用符号的含义
例如，主控制器2A3，其中
2——表示器件属于牵引／制动控制电路；
A——表示主控电器；
3——表示该类器件的第三个设备。
（3）电气联锁的标注。
继电器、接触器等的电气联锁用两位数字标注。第一位表示联锁顺序；第二位则成对出现，“3、4”表示常开联锁的两个节点，“1、2”表示常闭联锁的两个节点。例如，图4-1中继电器“2K07”线圈下部注有所有联锁的标注，共有8对联锁触头，6对常开，2对常闭。“23-24”表示继电器第1对为常开联锁，“71-72”表示继电器第7对为常闭联锁。
（4）设备联锁及元器件位置、导线的来源与去向的标注。
用带括号的五位数字标注。前两位表示其所在电路的类型，中间两位表示处于该类电路的第几张图样，最后一位表示其处在该张图样中的第几区。例如，图4-1中（04064）表示该导线来源于检测和信息电路第6张图样的第4区。
图4-1 城市轨道交通车辆控制线路示例
导线线号也采用五位数字标注。第一位数字表示电路类型。第二、三位表示该类电路的第几张图样，最后两位表示该导线的编号。
（5）车钩装置的触点标注。
自动车钩为了保证可靠连接采用弹簧触点并联连接形式，永久车钩采用弹簧触点连接形式。如图4-2（a）所示9Y06为C车2位端车钩电气接线盒的连接，63与64为不可伸缩触点，263与264为可伸缩触点，在另一单元的C车2位端车钩电气接线盒与之相连接的分别是可伸缩触点与不可伸缩触点，这样保证列车过曲线横向振动时每对触点都能够可靠连接。
（6）压力开关标注。
压力开关在电路图中的标注符号如图4-2（b）所示。压力开关符号上下的参数为其动作整定值，图示当气压大于7.0bar[1]时，节点“01-04”闭合；当气压小于6.0bar时，节点“01-02”闭合；当气压处于6.0～7.0bar之间时，节点保持先前状态，图中箭头方向即为节点分合的方向。
图4-2 城市轨道交通车辆车钩触点和气压开关电路符号
（a）车钩触点；（b）压力开关
（7）电路图的分区。
为了查找方便，城市轨道交通车辆电路图借用平面坐标形式定位。横向用数字“1、2、3、4、5、6、7、8”均分，纵向用字母“A、B、C、D、E、F”均分。每张电路图有文字区描述电路功能，说明电路的类型、代号和页码，具体描述如图4-3和图4-4所示。
图4-3 城市轨道交通车辆电路图上部的分区和功能指示
图4-4 城市轨道交通车辆电路图下部的分区和标题框信息指示
（8）电路的结构及逻辑顺序。
借用逻辑函数方法来描述电路的结构及逻辑顺序。电路中有关导线、开关、联锁和电器工作线圈一律用该电器的各车辆规定代号表示。电路中串联联接的元器件用逻辑与“·”表示其电路结构，并联联接的元器件用逻辑或“＋”表示其电路结构。描述控制电路一般从控制电源正极端开始，但有时为了简明和叙述方便可从重要导线开始。继电器、接触器、开关、按钮等的常开联锁用该电器的代号书写，常闭联锁在该电器的代号上加一段直线表示逻辑非，电磁线圈用该电器的代号外加方框表示。
3.常用的联锁方法
控制电路必须满足主电路、辅助电路的控制要求，如电器按一定顺序动作、驾驶员按一定顺序操作，因此必须设置一些联锁来满足控制线路的逻辑需要。
在设置控制线路的联锁时，首先必须满足线路的控制需求，在此前提下应尽量减少联锁数目，提高线路的可靠性。对于需要列车有故障的情况下维持运行的线路，同样要在控制线路中做相应考虑。对于可能由于误操作造成事故的现象，也应在线路中予以避免或设法补救。因此在设置控制线路的联锁时要统筹考虑，全面考虑。
常用的联锁方法有两大类，即机械联锁和电气联锁。
（1）机械联锁。为避免因驾驶员的误操作造成人身及设备不安全，需要设置一些机械联锁。目前采用的机械联锁主要有以下三种：驾驶控制器换向手柄与调速手柄之间的机械联锁，驾驶台上按键开关与电钥匙的机械联锁，换向手柄及电钥匙与钥匙箱的机械联锁。
（2）电气联锁。电气联锁方法种类较多，常用的电气联锁方法有以下几种：
串联联锁：在某电器的工作线圈前串联若干其他电器的联锁，称为串联联锁。串联联锁是多个条件使一个电器通电，而其中任一条件消失就会使电器线圈失电。在电路中凡是要求满足多个条件才能接通电路的环节一般都采用串联联锁电路。但串联联锁越多，可靠性越低，因此，应尽量减少串联联锁的数量。
并联联锁：在某电器的工作线圈前并联若干其他电器的联锁，称为并联联锁。如图4-5所示，在继电器K的线圈前面并有a、b、c三个电器的联锁，其中a、b为常开联锁，c为常闭联锁。该电路要求在a、b两电器处于释放状态而c电器处于吸合状态时继电器K的线圈不通电处于释放状态，而a、b、c三个电器中任意一个不符合上述工作状态时，继电器K的线圈即处于得电吸合状态。
并联联锁是多个条件中的任一条件成立则该电器线圈吸合通电，只有全部条件消失才能使该电器线圈失电。该联锁方法对电器的动作顺序没有固定要求，电路中常用这种联锁作为双重供电线路以保证重要线路的供电可靠性。
自持联锁：在某电器工作线圈前的电路中并联有该电器本身的常开联锁，称为自持联锁。如图4-6所示，在继电器K的线圈电路中并有a、K两个电器的联锁，当a、K两电器处于吸合状态时其常开联锁闭合，继电器K的线圈得电吸合。继电器K的线圈得电吸合，其本身的常开联锁也闭合，即使a电器释放，继电器K的线圈也可由本身的常开联锁保持供电处于吸合状态。只有在其控制常开联锁以外的其他电路断开时，继电器K的线圈才会失电而释放。这种电路的特点是：电器吸合时需要一定的条件，在电器吸合后即使这种条件消失，电器此时依靠本身的常开联锁仍能保持吸合状态，只有在电路的其他部分断开时，才能使该电器释放。
图4-5 并联联锁
图4-6 自持联锁
自持联锁常用于电器的工作条件可能构成后又消失，但又需要在构成条件消失后，必须保持该电器处于吸合状态的情况。图4-1中的继电器2K01的（13-14）联锁即为自持联锁。(https://www.daowen.com)
延时联锁：延时联锁是指某电器的线圈得失电与其联锁动作不同步，存在时间上的差异。其实现方法有多种，如在电器的铁芯上加短路铜套，从而使所有联锁都具有一定的延时；如加钟表机构只在该电路上具有延时。
（二）列车驾驶台激活电路图识读
城市轨道交通车辆的控制电路电源电压为DC110V，在升弓前由蓄电池提供DC110V，升弓后由辅助供电系统提供电能。
起动或激活列车时，必须先接通列车蓄电池，即驾驶员通过操纵蓄电池开关进行激活控制，即给操纵控制电路接通DC110V电源。
轻轨车辆由2个动车模块和1个拖车模块铰接而成，两个动车模块设有司机室。正常驾驶时，可在两端司机室进行操纵，一端为头车时，则另一端为尾车。通过司机钥匙激活头车，未被激活的另一端则为尾车。操纵头车的牵引／制动控制手柄，可实现列车的牵引及制动。
Mc1—带有司机室的主控动车模块 Mc2—带有司机室的动车模块 Tp—中间拖车模块
列车由车顶受电弓受电，电网电压为直流750V。牵引电动机采用三相鼠笼式异步电动机，电动机由牵引变流器供电，可以实现牵引、再生制动、电阻制动。
两个动车模块的牵引和制动设备是相同的。Mc1和Mc2动车模块各装有一台变流器（每台变流器包括一台蓄电池充电机、一台辅助变流器和一台两模块牵引变流器），一台变流器冷却箱，一台制动电阻、一组24V60Ah高倍率碱性蓄电池，一台空调机组和一个接触器箱，Mc1和Mc2车的司机室内设有司机台、空调控制柜和综合控制柜，车辆控制单元VCU设在Mc1车的综合控制柜内。Tp模块装有受电弓、受电弓风源箱、库用插座箱和高压主熔断器箱。
1.驾驶台的激活
城市轨道交通列车有两个驾驶室，为了便于管理和有序的控制，当一个有效激活后另一个则为无效。用78号钥匙插入驾驶台侧的钥匙开关中，逆时针旋转至位置“—”，该端的列车驾驶台便被激活。列车被激活后，钥匙被锁死在钥匙开关中，此时，可以进行下面的操作：
（1）缓解或施加停车制动。
（2）闭合或断开高速断路器。
（3）升起或降下受电弓。
（4）开启或关断列车空调。
当进行以上操作后，即使关断了驾驶台钥匙开关，即回到“0”，由于激活了接触器的逻辑控制，停车制动、高速断路器、受电弓、列车空调都能保持原有的状态。对列车驾驶的激活是为了确定列车的主从驾驶端，从而确定列车的操作端和非操作端，只有在操作端才能有效地对列车进行操作。
2.ATC（列车自动控制系统）的激活
ATC单元直接和蓄电池连接，但因其内部有电源，能独立于蓄电池工作。激活驾驶台的同时也激活了ATC设备。
3.牵引保护（ATP）的激活
正常情况下要激活牵引保护，必须符合如下条件：ATC设备已激活；ATP钥匙开关在“合”的位置；相应的驾驶台已被激活。
轨旁ATP故障时要激活牵引保护，必须符合以下条件：ATC设备已激活；ATP钥匙开关在“合”的位置；相应的驾驶台已被激活；列车起动前按下“RM”（人工驾驶模式）按钮。在这种情况下，列车只能人工驾驶。
库内动车保护必须符合如下条件：ATC设备已激活；ATP钥匙开关在“合”的位置。库内只能人工驾驶，如果轨旁ATP和车载ATP之间没有数据传输，系统将自动转为“RM”模式，若列车在正线运营时出现轨旁ATP故障，列车将实行在库内一样的保护，系统将自动转为“RM”模式。
列车从正线入库的过程中，需要转换成RM模式。在离开正线前，显示屏会提醒驾驶员按下“RM”按钮。进入“RM”模式，列车才能进库。如果ATP发现有危险的操作状态，它会立刻触发紧急制动，直到列车完全停止。如果ATP触发了，必须在列车停止后按下“RM”按钮，以解除列车的紧急制动状态。
4.列车起动继电器控制
如图4-7所示，列车起动继电器控制由列车电源线正端线30420提供DC110V，经过列车控制空气自动开关2F01提供给列车线20100，为后续的列车运行方向、制动控制线路和列车牵引控制线路供电。操作驾驶台主控制器钥匙开关，转至起动位，使2A01的S01行程开关闭合，电源通过二极管2V01、车辆控制起动继电器2K07常闭联锁（62-61），使2K01～2K03列车起动继电器得电，控制逻辑为：
30420·2F01·20100·2A01-S01（01-02）·2V01·（2K07＋2K01）·（2K01＋2K02＋2K03）·30400
2K01得电后其一组常开联锁（14-13）使上述控制电路自持，另一处常开联锁（24-23）闭合，电源由二极管2V02、继电器2K01常开联锁，使列车起动继电器2K04、2K05得电，控制电路逻辑为：
20101·2V02·2K01（24-23）·（2K04＋2K05）·30400
由于此时驾驶台被激活，车辆控制屏（TMS～MMI）被置于显示状态，同样驾驶台的指示灯发光，显示设备状态，如受电弓、HSCB等。
图4-7 列车起动继电器控制电路
5.驾驶台互锁控制
当驾驶员在一端驾驶室钥匙开关2A01-S01已合，控制的A车的2K07的常闭联锁（62-61）被2K01的常开联锁旁路，列车控制起动继电器2K01～2K05处于自持及吸合状态。此时在另一端驾驶室，钥匙开关2A01-S01的作用无效，此时即使钥匙开关2A01-S01闭合，由于车辆控制继电器2K07已吸合，其常闭联锁（62-61）断开，各列车控制起动继电器2K01～2K05不能得电，即实现了防止另一个驾驶室被激活的功能。这样通过线路联锁设计保证了列车两端驾驶室不能同时使用，只允许一端驾驶室得电，否则将会引起电气动作混乱，使列车安全失去保障。
在特殊运行模式（自动运行时的折返）时，前面提到的驾驶钥匙开关功能被4K03联锁（13-14）所取代，在这时只有2K01、2K02、2K03三组列车控制继电器被接通，从而保证车辆的基本运行控制操作和运行保护功能。
任务二 受电弓与门控电路图的识读
（一）受电弓控制的电路控制
受电弓控制电路如图4-8所示。由列车电源线（DC110V）正端30420提供电源，由受电弓和高速断路器控制保护空气开关2F30进行过电流保护。
图4-8 受电弓控制电路
当列车激活后，列车控制系统进入工作准备状态，列车控制起动继电器2K04和紧急制动继电器2K10分别得电工作，驾驶员可以操作升弓控制开关2S01来执行“升弓”指令，操作降弓控制开关2S02来执行“降弓”指令。
1.升弓控制
当按下升弓开关2S01，电源经由自动开关2F31，使升弓起动继电器2K31得电，控制电路逻辑为：
30420·2F30·2K04·2S02·2S01·2F31·2K31·30400
一组2K31联锁（14-13）控制各自单元车辆受电弓保持继电器2K33得电吸合。具体电路为：电源列车线30420经自动空气开关2F33、紧急制动继电器2K10常开联锁（54-53）、降弓继电器2K32常闭联锁（21-22）、升弓起动继电器2K31常开联锁（14-13）、车间电源供电继电器3K08（此继电器与升弓保持继电器2K33互锁，完成列车车间电源供电和受电弓供电方式的单一供电形式）常闭联锁（31-32）使得受电弓保持继电器2K33得电，并通过自身常开联锁（14-13）完成自持。其控制电路逻辑为：
30420·2F33·2K10·2K32·（2K31＋2K33）·2K08·2K33·30400
2K33得电后一组常开联锁（24-23）开启受电弓驱动电路，控制电源由控制电源列车线30420经自动空气开关2F33、紧急制动继电器2K10常开联锁（64-63）、降弓继电器2K32常闭联锁（31-32）、受电弓保持继电器2K33常开联锁（24-23）闭合，控制受电弓电磁阀2Y01得电，开通升弓气路，使受电弓升弓并保持受电弓处在合适工作位置。其控制电路逻辑为：
30420·2F33·2K10·2K32·2K33·2Y01·30400
2.降弓控制
按下降弓控制开关2S02，其常闭联锁（21-22）分断，升弓启动继电器2K31失电，同时2S02的常开联锁（13-14）闭合，使降弓继电器2K32得电，控制电路逻辑为：
30420·2S02·2F32·2K33·30400
其一组常闭联锁（21-22）和（31-32）打开，使得2K33和2Y01失电，受电弓落弓。在紧急情况时，单只受电弓可以通过操作设在A车驾驶控制面板的紧急制动开关使受电弓降弓（双弓），当开关被激活，2K10继电器失电，其常开联锁（54-53）和（64-63）直接分断2K33和2Y01。
要使受电弓能够升起来，升弓气压不能小于3bar时，可以利用A车8号座位下的脚踏泵来提供足够的升弓气压。当列车在“有电无气”状态下升弓时，可以先按下升弓按钮，使电磁阀2Y01得电，连接受电弓的气路被打开，然后踩脚踏板升弓，这就是通常所说的“有电无气”升弓方法。
3.受电弓状态检测
受电弓的状态可以从按钮灯上判断。当升弓按钮绿灯亮时，表示所有受电弓都已升起；当降弓按钮红灯亮时，表示所有受电弓都已降下；当升弓按钮绿灯和降弓按钮红灯都不亮时，表示两个受电弓处于不同的状态（如升单弓）。列车对受电弓的“升弓”和“降弓”状态的检测方式是不同的，“升弓”状态是通过电压继电器7U01来检测的，如图4-9特殊欠压继电器所示。1U01是变压器，它把接触网的高电压按一定比例变换成低电压。在继电器7U01的内部，该低电压的大小决定触头1.01-1.02和2.01-2.02闭合，受电弓升弓按钮绿灯亮时，表示受电弓升起。“降弓”状态是通过位置传感器7B01来检测的，当受电弓物理位移接近7B01时，其连接电路的两接点1.3-1.4导通，受电弓降弓按钮红灯亮，表示受电弓降下。
图4-9 特殊欠压继电器
（二）识读车门控制电路图
城市轨道交通车辆的特点是乘客特别密集、站间距离短、停车频繁。车门作为乘客进出列车的通道，其安全保障就显得十分重要，列车必须对各种可能出现的情况进行监测，如车门是否关好、乘客是否被夹住、车门是否打不开等，特别是在乘客被夹住、车门没关好的情况下，列车一旦起动，将会直接危及乘客的生命安全。城市轨道交通车辆一般设有十对车门，每边五对，对于每对车门，列车都设有控制环节对其状态随时进行检测。该环节主要由车门锁好行程开关、车门关好行程开关和车门紧急解锁行程开关检测车门的状态，如图4-10所示电路为单个车门检测的控制原理图，其中车门锁好行程开关和车门关好行程开关串联后与车门紧急解锁行程开关并联。只有当列车所有车门全部关好，列车车门关好继电器8K01、8K09才能得电吸合，这时牵引指令回路才能形成通路，牵引指令才能发出。
图4-10 列车单个车门检测控制原理图
S01—车门锁好行程开关；S02—车门关好行程开关；S03—车门紧急解锁行程开关