长沙地铁2号线ZER3型蓄电池调车机车的应用

李大亮

（长沙市轨道交通运营有限公司湖南省长沙市410000）

摘要：本文介绍了ZER3型蓄电池调车机车的基本结构，通过实际的应用情况,验证了ZER3型蓄电池调车机车的续航能力，为后续调车和正线作业提供了依据。

关键词：ZER3型；蓄电池调车机车；基本结构；续航能力；

1概述

地铁工程车作为车辆段的主要设备，在段内调车、牵引运输、线路维护、救援牵引、设备集成等方面发挥着重要作用。目前，国内各地铁公司主要采用以柴油机为牵引动力的内燃工程车。然而，随着轨道交通行业的技术进步及人们对环保要求的提升，长沙地铁2号线采用了ZER3型蓄电池调车机车。ZER3型蓄电池调车机车为双能源电力工程车，具有低噪声、零排放、易操作等优点。

2技术特征

ZER3型蓄电池调车机车是一种轴式为B0-B0，采用直－交传动、异步牵引电机、微机控制等技术的双电源供电工程车，既可采用DC1500V接触网供电，亦可采用DC800V蓄电池供电。机车的设计寿命为30年，具有重联功能，控制电源为DC110V，制动机采用电控空气制动机，基础制动采用独立单侧单缸制动器。

2.1主要结构参数

车体长度（车钩中心距）14700mm

车体宽度2760mm

轴距1435mm

轴式B0-BO

最大牵引力100kN

接触网供电最高运行速度80km/h

牵引蓄电池供电最高运行速度40km/h

3主要系统介绍

3.1主电路

主电路采用两种电源模式供电：接触网的DC1500V供电和牵引蓄电池800V供电。主电路主要有受电弓、避雷器、牵引蓄电池、高速断路器、牵引变流器，辅助变流器、牵引电机等组成。长沙蓄电池调车机车采用2台牵引逆变器为两台转向架的4台牵引电机提供可变压变频的交流电源，从而实现机车的牵引，当机车处于电制动工况时，牵引电机处于发电状态下的三相交流电通过逆变器的整流反馈给接触网或牵引蓄电池，接触网或牵引蓄电池不能吸收的能量通过制动电阻消耗。牵引逆变器内有两个逆变器模块，采用架控的供电方式，当一组牵引电机或逆变器模块故障时，可通过断开接触器实现故障的隔离而不影响另外一组牵引电机和逆变器的正常工作。牵引系统采用高速断路器来闭合和断开牵引系统的输入电源，以保护牵引设备。

3.2辅助电路系统

辅助电路主要包括空调、压缩机以及其他AC220V的负载。

3.3控制系统

控制系统采用网络控制系统。控制系统具有故障自动监测、诊断、报警、显示和控制的安全保护功能，并具有储存必要运行参数，方便调用数据分析事故的功能。

3.4制动系统

蓄电池调车机车以DK-1型电空制动系统为基础，结合工程车的运用特点展开相关设计。基础制动装置采用踏面制动，粉末冶金闸瓦。采用8个基础制动器，4个制动器带停放制动功能。

3.5牵引蓄电池

牵引蓄电池为免维护胶体铅酸蓄电池，共392节，单节电池额定电压2V，额定容量400Ah（C5），电池额定总电压800V。具有全封闭、无漏液、使用前无需加水、充电等准备工作、无需定期进行电解液维护、可循环利用等特点。

4牵引蓄电池续航能力实验

4.1试验依据

GB/T3318-2006《电力机车制成后投入使用前的试验方法》。

4.2试验条件

试验地点：长沙地铁2号线黄兴车辆段至梅溪湖西站；全程38.5Km。

环境温度：20±5℃。

载重要求：双机重联牵引一列AWO编组电客车（自重210T）。

4.3试验情况

按要求将试验列车编组为：G2-X02+G2-X01+一列AW0电客车（G2-X02为下行前进方向）。切除电客车的空气制动，手动缓解停放制动。重联完毕以受电弓牵引模式牵引整个编组至光达站入口试验线路的起点，停止车辆。切换成蓄电池供电模式，试验前对蓄电池调机车进行充电，观察充电电流和剩余容量，当充电电流不大于5A，剩余容量为100%方可进行试验。（见图1）

4.4试验结果

试验列车从光达站以20km/h的速度持续运行，10分钟记录一次运行时间、剩余电量和里程计显示里程、牵引蓄电池电压等信息，试验数据见表1。

因作业时间限制，试验列车从金星路站原路返回，试验数据见表2。

表2金星路站至光达站续航能力测试试验数据

4.5试验结论

被测试重联机车在蓄电池牵引模式下，牵引一列重约210T的电客车在正线光达站~金星路站运行（因作业时间限制，列车从金星路站折返）。G2-X01、G2-X02蓄电池剩余容量分别为50.3%、50.1%。蓄电池容量平均消耗为1.29%每公里，即5.16AH/km。（见图2）

5结论

长沙地铁ZER3型蓄电池调车机车是具有低噪声、零排放等优点，采用接触网供电和牵引蓄电池供电两种牵引模式，能有效保障现场作业的有效性及安全性。后续通过现场实验测试，ZER3型蓄电池调车机车牵引蓄电池续航能力也得到有效验证。

参考文献

[1]ZER3型蓄电池电力工程车主电路接地保护电路的优化设计.刘欢.技术与市场（全文版）2016

[2]蓄电池电力工程车牵引蓄电池故障分析.程建.电力机车与城轨车辆.2017

[3]广州市轨道交通工程9号线电力蓄电池工程车牵引性能探讨.王新周.机电工程技术.2015