“纵横分析法”在城市轨道交通车辆电路原理图的探究
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摘 要：在分析城市轨道交通车辆电路时首先要读懂分区与标题框信息、元件代号、线号与屏蔽线号及元器件图形符号;然后运用“纵横分析法”，在深入分析各元器件与它前后左右的元器件组成的支路及其作用的基础上，关注电路原理图中具有一定逻辑关联的若干独立区域，最后对某系统或某几个有关联的系统进行整体分析与研究。
关键词：纵横分析法 城轨车辆 电路 高速断路器
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（b）-0042-03
1 分析城市轨道交通车辆电路时应具备的4个读懂
要首先做到4个读懂。
（1）读懂城市轨道交通车辆电气原理图的分区与标题框信息指示。
在分区上，电路图横向平均分成8个区，分别用数字1、2、3、4、5、6、7、8表述出来;纵向平均分成6个区，分别用字母A、B、C、D、E、F表述出来。这样表达的目的是将整张图分割成若干小区域，便于快速了解电路图，如图1所示。
（2）读懂电气图中的元件代号。
城市轨道交通车辆电气系统中的每个元件均有元件编号，包括功能组、元件电气文字符号、元件代号、安装位置代号等信息。如图2所示，第1位、第2位为元件功能组代号，用01～09表示，详细的功能组代号及意义见表1;第3位为元件的电气文字符号，用英文字符表示，详细的功能代号及意义见表2;第4位、第5位为元件的流水序号，用01～99表示。
（3）读懂电路图中的线号与屏蔽线号。
线号由5位数字组成，第1位为功能组代码，用1～9表示;第2位、第3位表示该电缆组中的页码，用01～09表示;第4位、第5位为连续序号，用01～09表示，如图3所示。屏蔽线号有专门的编号，用6位字符表示，前5位与通用电缆的标识相同，第6位S表示屏蔽线号，如图4所示。
（4）读懂城市轨道交通车辆电路原理图中元器件的图形符号。
仅仅掌握4个读懂还是不够的，还要掌握城市轨道交通车辆电路原理图的具体分析方法。
2 城市轨道交通车辆电路原理图的纵横分析法
城市轨道交通电路原理图的分析方法有许多种，但无论哪种方法，都应具有一个原则，就是简单实用，易于掌握。“纵横分析法”是一种简单实用的电路原理图分析方法。
所谓“纵横分析法”是指“纵向”“横向”，“纵向”是指在分析电路原理图时，对电路中的元器件有“深入的理解与认识”。以受电弓升弓电磁阀为例，要求城市轨道交通车辆技术专业学生掌握它的作用、结构、种类、原理、电气特性、技术参数、检修方法与步骤、常见故障分析与处理等，只有掌握了这些，才能对其进行深入的分析;“横向”是指在掌握了“深度”的基础上，还要聚焦“支路”、着眼“局部”、放眼“系统”。
聚焦“支路”是分析某个特定元器件与它前后左右的元器件组成什么样的支路，这样的组合有什么样的作用。
着眼“局部”是分析与研究时将电路原理图按照一定的逻辑划分成若干独立的区域，然后分别进行有侧重的分析与研究。图5为平波电感、支撑电容和制动单元电路组成的预充电电路，在制动模块方面，其系统预充电时牵引逆变器处于待机状态，制动模块仅仅作为充电电路的一部分;当牵引电动机负载制动时，牵引逆变器处于能耗制动状态，电阻R0作为牵引电动机制动负载;其系统正常逆变工作时，制动电路的开关管QS断开，电阻开路。预充电和制动工作在各自的工作状态，并且各状态之间相互独立，没有影响。
放眼“系统”是指在掌握聚焦“支路”、着眼“局部”的基础上，对某系统或某几个有关联的系统进行分析与研究，不再以元器件、局部区域为分析与研究对象，而是把回路与电流引入，即以电路原理图中工作电流的方向为分析与研究的重点，电流经用电设备后，必须形成回路才能形成有效电流。
掌握城市轨道交通车辆电路的“4个读懂”与“纵横分析法”，只是为在实际学习与工作中打下一定的基础，要想熟练运用并快速读懂电路原理图，准确发现城市轨道交通车辆电路的故障，还需进行大量的练习。
3 运用一种读图方法进行高速断路器闭合过程分析
B车高速断路器的接通与断开控制电路如图6所示，控制电路的电源由蓄电池提供。
以B车为例，为了使高速断路器接通，必须满足以下条件：列车控制接通继电器（72-K02）的线圈得电，升弓继电器（21-K10）的线圈得电，B车断开高速断路器继电器（21-K01）的线圈得电，控制B车高速断路器继电器（21-K01）的线圈得电。
当满足以上条件以后，接通B车高速断路器接触器1（21-K08），由于在该接触器线圈上的电流较大，当线圈得电后，立刻将该接触器的常闭触点31-32断开，同时将该接触器的常开触点13-14闭合，这样该接触器线圈的供电线路中串接一个限流电阻，减小了电流，保证线圈可以长时间安全工作，同时也保证了司机不必一直按着高速断路器接通按钮。
在B车高速断路器接触器1（21-K08）线圈接通得电的同时，B车高速断路器延时吸合继电器（21-K07）的线圈也将得电。由于它是延时吸合（延时0.5～1s），在延时时间内其常闭触点15-16依然处于闭合状态，这样在这段时间内B车高速断路器接觸器2（21-K09）线圈也因此而得电。
从上面的分析可以知道，在B车高速断路器延时吸合继电器（21-K07）的延时吸合时间内，高速断路器接触器1（21-K08）和高速断路器接触器2（21-K09）的线圈都得电，这样21-K08的常开触点1-2和3-4与21-K09的常开触点1-2和3-4都处于闭合状态，B车高速断路器（11-Q01）主线圈的S-R都得电，高速断路器触点就处于接通状态。同时，由于主线圈S-R得电，吸引内部机械装置移动到导通位置，高速断路器就处于导通状态，车辆主回路接通。 当B车高速断路器延时吸合继电器（21-K07）的延时吸合时间到了以后，21-K07的常闭触点15-16将会断开，高速断路器接触器2（21-K09）的线圈因而失电，21-K09的常开触点1-2和3-4随之断开。此时由于高速断路器断开按钮未被按下，B车断开高速断路器继电器（21-K02）线圈保持失电。这样即使21-K09的常开触点1-2和3-4处于断开状态，B车高速断路器（11-Q01）的主线圈S-R依然能够经B车高速断路器限流电路（21-R02）、B车断开高速断路器继电器（21-K02）的常闭触点31-32保持得电状态。这些装置主要是为了对流经B车高速断路器（11-Q01）的主线圈S-R的保持电流进行限流，以免短时间内大电流流过线圈导致线圈损坏。
当B车高速断路器（11-Q01）的主线圈S-R处于得电状态后，B车高速断路器（11-Q01）的常开触点D-C和H-G随之闭合，这样KLIP分站1的引脚A5和牵引控制单元（TCU）的C079板卡的引脚Z10将收到高速断路器已经合上的信息。
城轨车辆电气系统是控制车辆各功能的核心，其电路图多且复杂，若要对城轨车辆电气故障进行及时诊断与维修，则必须先读懂电路图，还需耐心细致地钻研电路的控制原理。
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