信号电源屏直流输出变换器同步失效机理分析与改进

引言

地铁信号电源屏系统维护任务繁重，其健康状态直接影响地铁的行车安全和运营效率［1］。因此,其对供电电源的质量和可靠性要求极高［2-5］，即便出现当前电力供应系统失灵的情况，备用系统的电源供电功能也能及时运转，具备处理应急事件的灵活性和可靠性［6］。电源屏为信号系统各设备提供直流电源和交流电源，其主要模块包括主副电源切换模块、交流模块、直流模块、隔离变压器及防雷模块等［7］。西安地铁3号线太白南路站发生两台TE1电源屏直流输出变换器同时故障的突发事故，造成下游多个关键负载失电，最终导致太白南路联锁区红光带、太白南路站及小寨站所有道岔失表，严重影响了地铁正常运营秩序。经现场初步排查，故障源于电源屏1的TE11模块MOS管损坏和TE12模块驱动芯片UCC28C45损坏，但其两台设备同时失效的深层机理、设计层面的潜在缺陷尚未明确。

TE1电源屏为信号系统提供稳定的DC 24 V电源，单模块额定输出电流50 A，采用“1+1”并联均流冗余方式，输入为AC 220 V。本文结合影响TE1电源性能和寿命的诸多因素，从电路原理解析、保护逻辑分析、设计缺陷排查等方面开展攻关研究，利用故障树分析方法建立双模块同步失效的因果逻辑，定位具体的设计缺陷，并基于定量实测数据和可靠性预计提出根本性改进措施。研究成果可为TE1电源屏生产厂家提供产品设计升级依据，为地铁运营单位的设备运维提供技术指导。

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作者信息：

安琦，叶甜甜，李小辉

（西安市轨道交通集团有限公司运营分公司，陕西西安710016）