高速列車檢測分析(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 要高速列車的優(yōu)點在于速度高，燃料省，安全可靠，服務(wù)優(yōu)良。因此，高速列車從一開始就顯示出了巨大的優(yōu)越性。同普通列車相比，高速列車的性能大大提高。 近來我國鐵路系統(tǒng)瞄準(zhǔn)世界鐵路先進(jìn)水平，運用后發(fā)優(yōu)勢，博采眾家之長，堅持原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，用短短幾年時間，推動我國高速鐵路技術(shù)走在世界最前列。隨著鐵路向高速化發(fā)展，列車的運行速度也達(dá)到了前所未有的水平，列車一旦發(fā)生故障必定會帶來嚴(yán)重的后果，因此列車運行狀態(tài)實時監(jiān)測與故障診斷變得更加重要。列車檢測技術(shù)就是對列車運行過程中的諸多因素進(jìn)行檢測，包括列車運行位置、列車運行速度、列車乘務(wù)信息等。通過檢測可以為列車

2、自動控制系統(tǒng)提供列車列車運行速度控制、列車運行間隔控制等基礎(chǔ)安全信息。列車故障診斷是識別列車運行狀態(tài)的科學(xué)，它研究的是列車運行狀態(tài)在診斷信息中的反映，其研究內(nèi)容對列車運行的識別診斷、對其運行過程的檢測以及對其運行發(fā)展的趨勢的預(yù)測。本文主要介紹了我國高速列車檢測與故障診斷的現(xiàn)狀，以及高速列車檢測與故障診斷的重要性及發(fā)展趨勢進(jìn)行了闡述，主要對動車牽引傳動系統(tǒng)的故障進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞： 高速列車檢測 故障診斷 牽引傳動系統(tǒng)ABSTRACTHigh speed train has the advantages of high speed, fuel saving, safe and reliable,

3、 excellent service. Therefore, the high-speed train from the beginning to show huge advantage. Compared with ordinary trains, high-speed train greatly improved properties.Recently our country railway system aimed at the worlds advanced railway level, use late dominant position, gambling public house

4、 long, adhere to the original innovation, integrated innovation and introduce digest absorb innovate again, with just a few years time, promote Chinas high speed railway technology walk in the forefront of the world. With the railway to high speed development, the train reached a hitherto unknown le

5、vel, train once malfunction will bring serious consequences, so the train running state real-time monitoring and fault diagnosis becomes more important.A train detection technology is on the train operation process of many factors were detected, including train position, train speed, the train crew

6、information. Through the test for automatic train control system for train running speed control, train interval control basic safety information. Train fault diagnosis is to identify the train running state of the science, it is the study of the train running status information in the diagnosis of

7、reflect, its research content for train operation diagnosis, recognition of its running process detection and its development trend forecast.This paper mainly introduces the Chinese high speed train detection and fault diagnosis of the status , and high-speed train detection and fault diagnosis of t

8、he importance and development trend undertook elaborating, mainly for vehicle traction transmission system fault analysis.Key words: high speed train detection fault diagnosis of traction drive system第1章 緒論高速列車的優(yōu)點在于速度高，省，安全可靠，服務(wù)優(yōu)良。因此，高速列車從一開始就顯示出了巨大的優(yōu)越性。同普通列車相比，高速列車的性能大大提高。 目前的高速列車是在現(xiàn)有的、和的基礎(chǔ)上，對動力系統(tǒng)、

9、行走系統(tǒng)、車廂外形和路軌系統(tǒng)等加以改進(jìn)。我國高速列車，從時速160公里提高到時速200公里以上，是一次質(zhì)的飛躍列車控制系統(tǒng)、牽引制動系統(tǒng)、外型、系統(tǒng)集成等都要因為這40公里時速的提升而做出質(zhì)的改變。截至2009年，我國鐵路運營里程達(dá)到8.6萬公里，位居世界第二。按照國際通行的定義，其中投入運營的高速鐵路已經(jīng)達(dá)到6552營業(yè)公里，時速200至350公里的高速鐵路有3676營業(yè)公里。 然而，由于速度的提高，高速列車的運行中會遇到一系列安全問題：1.傳統(tǒng)的火車是依靠輪軌之間的粘著牽引力牽引列車運行，增加列車速度，需要提高牽引力，而輪軌牽引力是有一定限制的，超過這個限制值便可能因失去粘著而發(fā)生輪軌之間

10、的滑動，并失去牽引力。另一方面，隨著速度提高，輪軌之間的粘著系數(shù)會下降。 這便增加的高速列車的危險性。2.列車速度提高了，還必須能在一定距離和時間之內(nèi)停車，又面臨著大功率，因此安全的制動技術(shù)問題日益突出。3.列車速度提高，輪軌之間的相互作用力增大；輪軌磨耗，列車對軌道、線路的破壞作用加大；列車運行穩(wěn)定性和脫軌安全性問題突出。4.列車空氣動力學(xué)也是高速列車不可回避的重要課題，除列車運行阻力之外，高速列車周圍的空氣流場及其對周圍物體和環(huán)境產(chǎn)生的影響；列車會車和通過隧道時短時內(nèi)的氣壓波動對車體及對車內(nèi)人員的強力作用；空氣升力對列車運行的影響；車廂窗戶的強度及密封性能等都是必須注意并加以解決的安全問題

11、。5.列車在高速運行條件下，靠人工操作不可能保證安全，必須具備一套安全運行自動控制系統(tǒng)，它不但能監(jiān)測、控制列車在預(yù)定的狀態(tài)下安全運行，而且還具備智能性較強的診斷系統(tǒng)，保證操縱控制系統(tǒng)和操作人員能及時獲知和及時處理可能發(fā)生的故障。因此，隨著鐵路向高速化發(fā)展，列車的運行速度達(dá)到了前所未有的水平，列車一旦發(fā)生故障必定會帶來嚴(yán)重的后果，因此列車運行狀態(tài)實時監(jiān)測與故障診斷變得更加重要，隨之而產(chǎn)生的列車運行狀態(tài)監(jiān)測、故障的預(yù)防和故障發(fā)生后的快速排除等問題也擺在了越來越重要的地位。第2章 高速列車檢測與故障診斷的歷史與現(xiàn)狀2.1高速列車的發(fā)展史高速列車一般指時速在200公里以上的火車。20世紀(jì)50年代初，法

12、蘭西共和國首先提出了高速列車的設(shè)想，并最早開始試驗工作。1976年，用柴油電動機車牽引的高速列車在英國投入服務(wù)，這是當(dāng)時英國最快的載客列車，最高時速達(dá)250公里。 法蘭西共和國則以電力機車為研究對象，其高速電力引列車在1978年曾創(chuàng)下時速260公里的紀(jì)錄。1981年10月，新的高速列車“T.G.V”在巴黎里昂干線正式投入使用。采用流線形造型的“T.G.V”和和常規(guī)列車相比，空氣阻力減小了三分之一。它裝有大功率動力裝置，具有較強的爬坡能力，可以高速爬上35%的陡坡，也可在坡路上起動，使用的仍是普通鐵軌線路，曾創(chuàng)下時速380公里的紀(jì)錄。 目前的高速列車是在現(xiàn)有的柴油機車、電力機車和鐵路的基礎(chǔ)上，對

13、動力系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、車廂外形和路軌系統(tǒng)等加以改進(jìn)，并沒有改變傳統(tǒng)火車和鐵路和基本面貌。除了在牽引機車高速列車(1張)方面的改進(jìn)以外，雖然人們還在軌道方面進(jìn)行了一些新的嘗試，如西德、日本、美國等國家修建了一些短程單軌鐵路，但由于建造費用龐大，比普通鐵路復(fù)雜，不能適應(yīng)長途重載鐵路運輸?shù)男枰?，所以沒有普遍采用。由于傳統(tǒng)牽引機車和路軌系統(tǒng)等方面的問題，如輪、軌的摩擦難以克服，所以進(jìn)一步提高車速困難很大。若想使鐵路運輸有一個大的飛躍，而需在牽引機車和路軌系統(tǒng)等方面采用全新的設(shè)計，如目前某些國家正在研制之中的磁懸浮列車。 法國阿爾斯通公司制造的V150型高速電氣機車(TGV)在巴黎東南部的一段經(jīng)特殊加固的

14、鐵路線上，達(dá)到了時速574.8公里，創(chuàng)下新的有軌鐵路行駛速度世界紀(jì)錄。在測試中，列車經(jīng)過14分鐘的不斷加速，達(dá)到了574.8公里的時速，打破了17年前同樣由TGV機車創(chuàng)造的515.3公里/小時的紀(jì)錄。隨后，法國國營鐵路公司、法國鐵路網(wǎng)、法國阿爾斯通運輸公司，聯(lián)合召開了一次新聞發(fā)布會，宣布創(chuàng)造了這一最高時速的消息。隨著高速列車的的發(fā)展，高速列車檢測與故障診斷也日益重要起來，成為列車安全行駛不可忽視的重要部分。2.2高速列車檢測與故障診斷的發(fā)展現(xiàn)狀利用各種檢查和測試方法，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備是否存在故障的過程是故障檢測；而進(jìn)一步確定故障所在大致部位的過程是故障定位。故障檢測和故障定位同屬范疇。要求把故障

15、定位到實施修理時可更換的產(chǎn)品層次（可更換單位）的過程成為故障隔離。故障診斷就是指故障檢測和故障隔離的過程。列車檢測與故障診斷對于行車安全是必不可少的，特別是高速列車，需要經(jīng)常進(jìn)行定期診斷。列車故障診斷是識別列車運行狀態(tài)的科學(xué)，它研究的是列車運行狀態(tài)在診斷信息中的反映，其研究內(nèi)容對列車運行的識別診斷、對其運行過程的檢測以及對其運行發(fā)展的趨勢的預(yù)測3個方面。由于高速動車組發(fā)生故障會帶來嚴(yán)重的后果，因此必須在事故發(fā)生以前，利用先進(jìn)的裝備較早發(fā)現(xiàn)和預(yù)防事故發(fā)生。動車組檢測與故障診斷系統(tǒng)對于高速動車組的安全起著不可忽視的作用。高速動車組車載故障診斷系統(tǒng)的監(jiān)測診斷項目主要包括；供電診斷：牽引傳動裝置診斷，

16、制動裝置故障診斷，轉(zhuǎn)向架故障診斷，專門故障診斷，防滑裝置故障診斷， 軸箱溫度檢測，空調(diào)裝置故障診斷，司機工作狀態(tài)監(jiān)測，旅客安全防護(hù)等。總的來說，按照動車故障診斷的項目內(nèi)容，可把動車組故障診斷分為外部診斷和內(nèi)部診斷。鐵路是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著我國電氣化鐵路的迅速發(fā)展，鐵路行車安全性和可靠性日益成為重要的課題，而電力機車作為鐵路運輸?shù)妮d體，其運行的良好性對確保鐵路安全行車有著重要至關(guān)重要的作用。在我國，每年因機車運行故障而造成的經(jīng)濟損失是巨大的，同時，我國每年為保持機車車輛等設(shè)備正常運行所花費的維護(hù)費用在鐵路運輸經(jīng)費中也占了很大的比重。因此，提高列車故障診斷水平，使機車故障診斷和維修工作更加高

17、效而科學(xué)對鐵路安全行車有著非常重要的意義。雖然經(jīng)過我國科研工作者幾十年的辛勤努力，我國機車車輛診斷技術(shù)取得了較大的進(jìn)步，但是與實際中的故障檢測需求相比仍有較大差距，目前我國機車車輛制造維修水平整體較低，特別是可靠性低，嚴(yán)重影響當(dāng)前的鐵路提速和“貨車重載、客車高速”戰(zhàn)略的實施。目前，無論是管理部門還是技術(shù)部門，都對開展機車車輛故障診斷的迫切性有所提高。第3章 高速列車檢測與故障診斷的發(fā)展趨勢及在科學(xué)領(lǐng)域的地位3.1檢測的概念檢測是利用各種傳感器，采用適當(dāng)?shù)姆椒ê拖鄳?yīng)的裝置，將工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、日常生活等各方面的有關(guān)信息，在現(xiàn)場通過檢查與測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。 采用微型計算機自動

18、地完成整個檢測處理過程的技術(shù)稱為微機檢測技術(shù)。 檢測技術(shù)是自動化技術(shù)四大支柱之一，與一般的測量相比，檢測技術(shù)含義更廣泛，它包括：尋找與自然信息具有對應(yīng)關(guān)系的種種表現(xiàn)形式的信號，確定被測量與顯示量兩者間的定性、定量關(guān)系，并為進(jìn)一步提高測量精度、改進(jìn)實驗方法及測量裝置性能提供可行依據(jù)的整個過程。 檢測技術(shù)是涉及檢測方法、檢測結(jié)構(gòu)以及檢測信號處理的一門綜合性技術(shù)。一個完整的檢測過程一般包括：信息的提取，信號的轉(zhuǎn)換、存儲與傳輸，信號的顯示和記錄，信號的分析和處理。 3.2 檢測技術(shù)在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的地位在當(dāng)今信息社會的一切活動領(lǐng)域中，從日常生活、生產(chǎn)活動到科學(xué)實驗，時時處處都離不開檢測?，F(xiàn)代化的檢測手

19、段在很大程度上決定了生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展又為檢測技術(shù)提供了新的理論基礎(chǔ)和手段，同時對檢測技術(shù)提出了更高的要求。 檢測技術(shù)是科學(xué)地認(rèn)知客觀世界的手段，只有通過檢測人們才能夠定量地表述事物和事物的發(fā)展過程，才能進(jìn)行比較和判斷，進(jìn)而對事物和過程進(jìn)行有效的管理和控制。 在現(xiàn)代工程裝備中，檢測環(huán)節(jié)的成本已達(dá)到裝備系統(tǒng)總成本的50%70%。檢測環(huán)節(jié)已成為保證裝備實際性能指標(biāo)和正常工作的重要手段，例如，在鋼鐵廠的高爐冶煉過程中，為了實施生產(chǎn)監(jiān)督和保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須由稱重測量系統(tǒng)對送進(jìn)高爐的鐵礦石及各種添加劑進(jìn)行稱量以保證配比，還要有溫度、風(fēng)速和濕度測量裝置對送風(fēng)溫度、流量以及濕度進(jìn)行測

20、量并實施溫度及濕度控制，以保證鋼錠質(zhì)量；為保證火箭的正常發(fā)射和運行，需要通過各種檢測裝置得到火箭的飛行速度、加速度、航向等幾百個狀態(tài)數(shù)據(jù)；電廠中運用蒸汽輪機發(fā)電，需要隨時檢測蒸汽流量，蒸汽流量測量值若有l(wèi)%的測量偏差，電站的燃燒成本將增加1%。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一方面是被測對象的范圍日益擴大，要求應(yīng)用物理、化學(xué)和生物學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)提出新的變換原理，另一方面是對監(jiān)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、監(jiān)測系統(tǒng)對被測參數(shù)微小變化的分辨能力、使用可靠性、反應(yīng)快速變化信號的實時性、抵抗和抑制外界干擾影響的抗干擾能力及在線提供數(shù)據(jù)分析判斷的能力提出了更高的要求。3.3檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)以及計算機軟件

21、技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，檢測技術(shù)也得到了空前的發(fā)展和進(jìn)步。人類信息化時代必將為智能檢測提供更為廣闊的應(yīng)用前景。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，檢測技術(shù)將向著高可靠性、高智能化方向發(fā)展。1、 采用新型信息處理方法 近年來，新興信息處理技術(shù)，在現(xiàn)代檢測系統(tǒng)中得到了有效應(yīng)用。例如，熱處理爐溫度自動監(jiān)測系統(tǒng)采用多傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，可以提高溫度測量的可靠性與準(zhǔn)確性，從而提高熱處理產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益。隨著新興信息處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的信息處理方法必將有革命性的改變。2、 儀器與計算機技術(shù)的集成 儀器與計算機技術(shù)的深層次結(jié)合產(chǎn)生了全新的儀器結(jié)構(gòu)概念。例如，虛擬儀器卡式儀器、VXI總線儀器以及集成儀器等

22、。3、 硬件功能軟件化 在虛擬儀器的檢測平臺上，調(diào)用不同的檢測軟件就可構(gòu)成不同功能的儀器，因此，軟件在檢測系統(tǒng)中占有十分重要的地位。在大規(guī)模集成電路迅速發(fā)展的今天，檢測形同的意見越來越簡化，軟件越來越復(fù)雜；而集成電路器件的價格逐年大幅下降，軟件成本費用則大幅上升。檢測軟件不論是對于大的檢測系統(tǒng)還是對于單臺儀器子系統(tǒng)，都是十分重要的，而且是檢測系統(tǒng)未來發(fā)展和和競爭的焦點。而在虛擬儀器的檢測平臺上，信號數(shù)據(jù)特征的定義實用軟件編程很容易實現(xiàn)，從而使得那些只能有精密而昂貴的分析儀器才具有的信號分析與測量功能得以在一般工程測量中實現(xiàn)，使得信號分析與處理技術(shù)能夠廣泛深入地為工程實踐服務(wù)。 軟件技術(shù)對于微機

23、監(jiān)測系統(tǒng)的重要性表明了計算機技術(shù)在現(xiàn)代檢測系統(tǒng)中的重要地位。4、 網(wǎng)絡(luò)化 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及與發(fā)展，未檢測技術(shù)帶來了前所未有的發(fā)展空間和機遇。將微機監(jiān)測系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)相連接，不僅能實現(xiàn)對檢測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作與控制，而且可以把檢測結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)顯示在世界各地的瀏覽器中，以實現(xiàn)檢測系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的共享。5、 通用化與標(biāo)準(zhǔn)化 為了便于獲取和傳輸信息，實現(xiàn)系統(tǒng)的更改與升級，微機檢測系統(tǒng)的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計十分重要。 目前市場上的接口與總線系統(tǒng)種類較多，但隨著智能檢測技術(shù)的發(fā)展，可望制定出全世界通用的集中統(tǒng)一接口與總線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，或者制定出幾種互相兼容的接口與總線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于檢測系統(tǒng)的組建、更改、升級和連接。

24、現(xiàn)代檢測儀器還可以與其他非檢測性網(wǎng)絡(luò)連接，獲得其他系統(tǒng)的信息，為其他系統(tǒng)提供現(xiàn)代檢測儀器的觀測、估計、判斷與決策結(jié)果。第4章 高速列車檢測與故障診斷的構(gòu)成及重要性 4.1 動車組診斷系統(tǒng)的構(gòu)成 動車組的故障診斷系統(tǒng)包括兩個部分即車在故障診斷系統(tǒng)和地面故障診斷系統(tǒng)。 1、地面故障診斷系統(tǒng) 由于車載故障診斷系統(tǒng)一方面受空間的限制，不可能配置大型計算機系統(tǒng)；另一方面受事實條件的限制，不可能進(jìn)行大量的邏輯推理和運算。因此，需要在地面上設(shè)置故障診斷系統(tǒng)，以彌補車載系統(tǒng)的不足，從而能夠較好地完成動車組故障診斷系統(tǒng)所有的各項任務(wù)。 地面故障診斷系統(tǒng)往往和維修信息系統(tǒng)合并為一個系統(tǒng)，它實質(zhì)上是一個完善的大型計

25、算機系統(tǒng)。它的主要功能有; （1）通過與列車的信息傳輸與交換，直接得知列車的運行狀態(tài)，并通過自身的軟件系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理與分析，對故障進(jìn)行實時診斷，給司機已經(jīng)是和指令。也可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲設(shè)備，將列車運行中記錄下來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲入地面系統(tǒng)，可進(jìn)一步處理和分析，從而做出動車組設(shè)計、制造、運用、和維修方面的重要決策。 （2）地面故障診斷系統(tǒng)還包括外部診斷項目，主要有：輪對故障診斷、軸溫紅外線檢測和潤滑油的光譜和鐵譜診斷等。 （3）列車進(jìn)入動車段和維修基地期間，所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)都輸入該系統(tǒng)，有計算機系統(tǒng)做出診斷，以便對動車組進(jìn)行經(jīng)濟、有效的維修。 2、車載故障診斷系統(tǒng) 動車故障診斷系統(tǒng)主要是指車載故障診斷系

26、統(tǒng)。車載故障診斷系統(tǒng)是一套安裝在列車的實時運行診斷系統(tǒng)，實質(zhì)上是一個分布式計算機測控系統(tǒng)。車載故障診斷系統(tǒng)分為三個層次：列車診斷中心、車輛診斷裝置和設(shè)備診斷單元。期間用通信網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成整個診斷系統(tǒng)。 （1）列車診斷中心 列車診斷中心是整個列車的主診斷裝置，用于全列車技術(shù)狀態(tài)的分析和診斷。它通過列車總線獲取各界車輛的工作狀態(tài)和故障情況，然后進(jìn)行處理分析，作出判斷，并將診斷結(jié)果進(jìn)行記錄和向乘務(wù)員顯示，在故障情況下還影響乘務(wù)員提示有關(guān)的處理對策。 列車診斷中心配備有顯示終端，并具有人機對話功能。乘務(wù)員可以與中心在終端上“對話”。列車診斷中心還具備無線通信功能，以便與地面調(diào)度中心通話和交換信息。 （

27、2）車輛診斷裝置 車輛診段裝置包括動力車和拖車的診斷裝置，它們是車載診斷系統(tǒng)的一個子站。每個車輛診斷裝置通過車輛總線搜集本節(jié)車輛的數(shù)據(jù)和各個部件的診斷結(jié)果，并進(jìn)行分析、記錄。車輛診斷裝置根據(jù)本屆車內(nèi)各個功能部件或子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，得出本節(jié)車的當(dāng)前狀況，如果確認(rèn)為故障狀況，則還需進(jìn)行故障識別，并記錄備案，并通過通信網(wǎng)絡(luò)送往列車診斷中心。車輛診斷裝置在結(jié)構(gòu)上是完全獨立的，它只與列車診斷中心和部件診斷單元發(fā)生聯(lián)系，并具有簡單的顯示與報警功能。 （3）設(shè)備診斷單元 設(shè)備診斷單元是直接面向檢測對象的功能層次，它可以直接面對一個部件、一個功能模塊或一個子系統(tǒng)進(jìn)行檢測診斷。診斷結(jié)果和建議傳輸給車輛診斷裝置，

28、同時將有關(guān)數(shù)據(jù)如實記錄下來，在適當(dāng)時機可由轉(zhuǎn)儲設(shè)備取出，已被進(jìn)一步分析應(yīng)用。 設(shè)備診斷單元在功能上與相應(yīng)的部件模塊豁子系統(tǒng)是相互獨立的，但在結(jié)構(gòu)上可以在一個功能塊內(nèi)，也可以是一塊單獨的插件板。4.2列車故障診斷系統(tǒng)的重要性1. 提高動車組運行的可靠性和安全性現(xiàn)代動車組是一種技術(shù)先進(jìn)、機構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)裝備，采用 大量的現(xiàn)代電子原件和裝備，進(jìn)行著復(fù)雜的信息處理，因此要求這些裝備具有較高的可靠性。這種可靠性的一方面通過電子裝備的可靠性來保證；另一方面則由檢測與故障診斷系統(tǒng)來提供。檢測與故障診斷系統(tǒng)可以迅速地識別和提示運行中發(fā)生的故障，采取措施及時地排除故障，從而保證動車組可靠性運行，并提高了列車運營的

29、安全性。2為動車組維修提供重要的依據(jù)現(xiàn)代動車組的檢測與故障診斷系統(tǒng)不但能夠在運行中向乘務(wù)員提供列車的運行狀況，故障級別，提車排除故障措施的建議，而且還能在運行中將這些情況及時地向維修基地以前（例如提前1h）做好維修計劃，準(zhǔn)備好需要更換的配件。從而大大縮短了維修停時，提高了動車組的可用性。3可檢測、顯示、記錄、存儲和分析數(shù)據(jù)故障診斷系統(tǒng)在動車組運行中檢測出故障，并將故障狀況、故障等級以及應(yīng)該采取的措施建議顯示在顯示屏上，幫助司機處理故障；同時，還就運行中發(fā)生的故障情況記錄下來，其中包括故障時間、位置，故障發(fā)生時有關(guān)參數(shù)的當(dāng)前值及其變化情況，并存儲下來，供地面系統(tǒng)進(jìn)一步分析。4為動車組的改進(jìn)和發(fā)展

30、提供依據(jù)故障診斷系統(tǒng)所積累的大量數(shù)據(jù)，不但成為維修的重要的依據(jù)，而且通過對這些數(shù)據(jù)的綜合分析，還能對動車組的綜合性能和各主要零部件的可靠性進(jìn)行評估，為動車組的改進(jìn)和發(fā)展提供重要的依據(jù)。第5章 高速列車牽引傳動系統(tǒng)的檢測與故障診斷5.1 受電弓的檢測與故障診斷5.1.1動車組對受電弓的要求受電弓是動車組從接觸網(wǎng)的接觸到線上收取電流的一種受流裝置。動車組對手電工的基本要求是：滑板與接觸導(dǎo)線接觸可靠，磨耗??；升、降弓時不產(chǎn)生過分沖擊；運行中受電弓動作輕巧、平穩(wěn)、動態(tài)穩(wěn)定性好。為此，在接觸導(dǎo)線高度容許變化的范圍內(nèi)，要求受電弓滑板對接觸導(dǎo)線有一定的接觸壓力，且升、降弓過程具有先快后慢的特點，即升弓時滑板

31、離開底架要快，貼近接觸導(dǎo)線要慢，以防彈跳；降弓時滑板脫離接觸導(dǎo)線要快，落在底架上要慢，以防拉弧及對底架有過分的機械沖擊。5.1.2受電弓的故障檢測1、 升不起弓的檢測動車組升不起弓原因是由于穿東風(fēng)公里的氣壓不足，因此，可在傳動風(fēng)缸某處安裝一個壓力傳感器，將傳感器的輸出送信號板處理，在氣壓低于升弓氣壓的最小值時，系統(tǒng)報警。2、 受電弓絕緣子閃絡(luò)的檢測受電弓絕緣子在車頂起支撐、絕緣的作用，由于工作環(huán)境惡劣，長期經(jīng)受高電壓負(fù)載、污染物趁機、日曬雨淋、冷熱變化等作用，瓷瓶可能出現(xiàn)開裂，發(fā)生絕緣電阻下降甚至降為零，嚴(yán)重時會發(fā)生絕緣子閃絡(luò)，是動車組處于物流狀態(tài)。可采用泄漏電流傳感器對其泄露電流的大小進(jìn)行在

32、線監(jiān)測，將測得的絕緣子泄漏電流與給定值相比較，如果小與給定值，則說明絕緣子處于正常狀態(tài)；否則，則處于故障狀態(tài)。3、機械部件損壞的檢測若某一機械部件有損換，就會影響升降弓的正常完成，因此，通過檢測升降弓時間就能反映各個部件是否正常工作。4、 受電弓離線的檢測（1） 離線現(xiàn)象 在動車組運行過程中，受電弓與接觸網(wǎng)時處于一種動態(tài)解接觸狀態(tài)，離線是指弓、網(wǎng)脫離接觸，因而在離線狀態(tài)下，動車組內(nèi)網(wǎng)壓表會顯示為0。而長時間的離線就會嚴(yán)重影響到受流狀態(tài)，從而影響動車組的正常運行。（2） 離線特征離線特征有以下幾個：1）離線時伴有高頻電磁波產(chǎn)生。2）測量用受電弓離線時產(chǎn)生火花，花花電流變化陡峭。3）測量用受電弓離

33、線時，受電弓與接觸線間的電阻變大。4）受電弓和接觸線之間的接觸電壓趨近于0。5）受電弓在牽引狀態(tài)下離線時，會產(chǎn)生電弧并發(fā)生強烈的紫外光。利用以上特征都可檢測出離線信號，目前國內(nèi)外廣泛投入研究使用的檢測方法主要有電阻測量法、當(dāng)劉測量法以及光學(xué)測量法。5.2牽引電機的檢測與故障診斷5.2.1牽引電機故障的類型異步牽引電機的故障是多種多樣的，也很復(fù)雜，常見的電磁及機械故障有以下幾種。（1）定、轉(zhuǎn)子繞組匝間短路及相問短路和繞組接地故障這種故障出現(xiàn)的原因，主要是由于電機長期運行發(fā)熱，絕緣老化或工作環(huán)境中水分、塵埃等物質(zhì)與絕緣相互作用，使絕緣擊穿，以及電機工作中由于各種電磁力、機械力的沖擊作用，使絕緣損壞

34、。（2）鼠籠式轉(zhuǎn)子的斷條、裂環(huán)、彎曲變形等故障這種故障出現(xiàn)的原因有生產(chǎn)制造過程中的潛伏隱患，運行過程中的疲勞損壞，以及起動、過載運行中有較大的熱負(fù)荷、電磁力沖擊等。（3）轉(zhuǎn)子偏心故障可分為靜態(tài)偏心和動態(tài)偏心兩種類型。靜態(tài)偏心主要是由于定子鐵芯呈橢圓形或定、轉(zhuǎn)子定位不準(zhǔn)確(即定轉(zhuǎn)子不同軸心)引起的，而動態(tài)偏心是由于轉(zhuǎn)軸彎曲、高轉(zhuǎn)速時機械共振或軸承損壞等原因引起的。5.2.2 牽引電機故障的原因1、定子鐵芯的故障 （1）定子鐵芯短路這類故障大部分發(fā)生在齒頂部分。交流電機定子鐵芯中磁通是交變的，鐵芯中的磁滯損耗、渦流損耗及表面磁通脈振損耗都使鐵芯發(fā)熱，為了減少定子鐵芯的鐵損，通常都將定子沖片兩邊涂有

35、絕緣隔離層，以減少鐵損。因此大容量的和重要的交流電機，在定子鐵芯疊裝后必須進(jìn)行鐵損試驗，檢查硅鋼片的質(zhì)量和鐵芯是否存在局部過熱現(xiàn)象。而異步電機定、轉(zhuǎn)子氣隙小，由于裝配不當(dāng)，軸承磨損，轉(zhuǎn)軸彎曲及單邊磁拉力等原因，都可能造成定、轉(zhuǎn)子摩擦，使定子鐵芯局部區(qū)域齒頂上絕緣層被磨去，并因毛刺而使片間相連，致使渦流損耗增大而局部過熱，甚至危及定子繞組。（2）定子鐵芯松動定子鐵芯松動往往是由于制造時鐵芯壓裝不緊，或定子鐵芯緊固件松脫或失效時發(fā)生，其主要征兆是電磁噪聲增加，特別是在起動過程中的電磁噪聲，振動大是鐵芯松動的另一征兆，鐵芯松動故障不但使電機的噪聲讓人難以忍受，長期存在將導(dǎo)致繞組絕緣因振動大而縮短壽命

36、。2 、絕緣故障（1) 絕緣故障現(xiàn)象電機各部分絕緣都是由不同絕緣材料經(jīng)過各種處理組合成的，各部分的絕緣結(jié)構(gòu)組成了電機的絕緣系統(tǒng)。但是，無論是機械強度、耐熱性、對環(huán)境的抵抗能力以及耐久性等方面，絕緣系統(tǒng)都是電機結(jié)構(gòu)中較薄弱的環(huán)節(jié)，其發(fā)生故障的幾率也較高，老化、磨損、過熱、受潮、污染和電暈都會造成絕緣故障。（2) 電機繞組故障繞組絕緣破損。它是由于絕緣收縮和電動力的作用造成的，長期高溫作業(yè)使絕緣層內(nèi)溶劑揮發(fā)等原因，使槽楔、絕緣襯墊、墊塊因收縮而尺寸變小，綁扎繩變得松弛，線圈和槽壁、線圈與墊塊、線圈與固定端箍之間都產(chǎn)生了間隙，在起動、沖擊負(fù)載引起的電動力作用下，將發(fā)生相對位移，時間久了就會產(chǎn)生磨損，

37、使絕緣層變薄，其伴隨的征兆是槽楔竄位，綁扎墊塊脫落，端部綁扎松弛，端部振動增大，檢查時可發(fā)現(xiàn)絕緣電阻降低，泄漏電流增加，耐壓水平明顯降低。絕緣破損通常是線圈受到了碰撞，或轉(zhuǎn)子部件脫落、碰刮導(dǎo)致絕緣局部損傷，運行時往往表現(xiàn)為對地?fù)舸?。匝間短路。高壓定子繞組為了減少附加銅耗，通常在股線間需要換位(羅貝爾線棒)。在制造過程中，線圈的壓型和換位工序操作不當(dāng)時，易造成匝問短路。匝間短路使繞組三相阻抗不相等和三相電流不對稱，導(dǎo)致電機振動加大。在匝間線圈短路溫升較高時，往往會使線圈表面變色，或線圈局部過熱，絕緣層在高溫下分解，甚至產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。絕緣電阻降低。多數(shù)情況是由于繞組吸潮或?qū)щ娦晕镔|(zhì)粘在線圈表

38、面，或滲入絕緣層的裂紋所致。絕緣電阻降低到不容許程度，一般的吹風(fēng)和清擦已難奏效，往往需要拆卸電機，用專用清洗劑清洗、烘干、浸漆后方能恢復(fù)?；h(huán)絕緣層、換向器、換向器V形環(huán)端部、轉(zhuǎn)子并頭套絕緣都是裸露帶電導(dǎo)體的對地絕緣，絕緣結(jié)構(gòu)除考慮耐壓強度外，還必須考慮一定爬電距離，當(dāng)爬電距離過短或表面粘結(jié)污垢后，這些部分的絕緣電阻值往往也會低于容許標(biāo)準(zhǔn)。（3)異步電機轉(zhuǎn)子繞組故障異步電機轉(zhuǎn)子繞組故障主要是斷條和端環(huán)開裂。鼠籠式異步電機在起動時，繞組內(nèi)短時間流過很大電流，不僅承受很大沖擊力，而且溫升很快，產(chǎn)生熱應(yīng)力，端環(huán)還需要承受較大離心應(yīng)力。反復(fù)起動、運行、停轉(zhuǎn)，使導(dǎo)條和端環(huán)收到循環(huán)熱應(yīng)力和變形，由于各部分

39、位移量不同，受力不均勻，會使導(dǎo)條和端環(huán)因應(yīng)力分布不均勻而斷裂。另外，從電磁力矩來看，起動時的加速力矩、工作時的驅(qū)動力矩是由導(dǎo)條產(chǎn)生的，減速時導(dǎo)條又承受制動力矩，由于負(fù)載變化和電壓波動時導(dǎo)條要受到交變負(fù)荷的作用，容易產(chǎn)生疲勞。當(dāng)籠型繞組鑄造質(zhì)量、導(dǎo)條與端環(huán)的材質(zhì)和焊接質(zhì)量存在問題時，導(dǎo)條和端環(huán)的斷裂、開焊更易發(fā)生。導(dǎo)條、端環(huán)斷裂的征兆是電機起動時間延長、轉(zhuǎn)差率增大、力矩減小，同時也將出現(xiàn)電機振動和噪聲增加等現(xiàn)象。5.2.3牽引電機故障診斷的方法1、電流分析法通過對負(fù)載電流幅值、波形的檢測和頻譜分析，診斷電機故障的原因和程度。例如，通過檢測交流電動機的電流，進(jìn)行頻譜分析來診斷電機是否存在轉(zhuǎn)子繞組斷

40、條、氣隙偏心、定子繞組故障、轉(zhuǎn)子不平衡等缺陷。2、振動診斷法通過對電機振動的檢測，診斷電機產(chǎn)生故障的原因及部位，并制定處理方法。3、 絕緣診斷法利用各種電氣實驗和特殊診斷技術(shù)，對電機的絕緣結(jié)構(gòu)、工作性能和是否存在缺陷作出判斷，并對絕緣剩余壽命做出預(yù)測。4、 溫度診斷法用各種溫度監(jiān)測方法和紅外測溫技術(shù)，對電機的各部分溫度進(jìn)行監(jiān)測和故障診斷。5、 振聲診斷技術(shù)振聲診斷技術(shù)是對診斷對象同時采集振動信號和噪聲信號，分別進(jìn)行信號處理，然后綜合診斷，因而可以大大提高診斷的準(zhǔn)確率，因此，振聲診斷技術(shù)受到了重視和廣泛應(yīng)用。我國鐵路向著高速和重載的方向發(fā)展，因此對牽引供電系統(tǒng)的安全性和可靠性提出了更高的要求。牽引系統(tǒng)性能好壞直接影響到電氣化鐵道系統(tǒng)能否安全正常的運行。因此提高牽引系統(tǒng)可靠性對電氣化鐵道的安全運行具有重要意義。5.3牽引變壓器的檢測與故障診斷從我國目前鐵道系統(tǒng)中所發(fā)生的事故來看，很多事故都是局部缺陷擴大引起的突發(fā)事故，但目前對設(shè)備運行狀況的判據(jù)主要依賴于預(yù)防性試驗以及