铁路机车电气设备的故障倾向及预防

铁路机车电气设备的故障倾向及预防

李清征，张鑫，李君

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266000

摘要：电气设备在各行业领域中得到了广泛的普及与应用，并发挥了重要的作用，尤其是在交通制造行业领域中。近些年铁路交通承担着重要运输功能，铁路系统运行中机车发挥着重要作用。铁路机车长期运行难免出现故障问题，本文主要对铁路机车电气设备的故障倾向及预防做论述，详情如下。

关键词：铁路机车；电气设备；故障倾向；预防措施

引言

随着经济的发展，我国交通行业工业化水平得到了很大提高。为工业化向电气智能化发展提供了技术支持。电气设备在工业生产中应用日益广泛，电气产品运行中出现系列故障影响设备的正常运行，电气设备运行状态对经济发展有很大的关系，电气线路故障是电气设备故障中常见的问题，交通部门工作人员要及时检查电气设备，要加强对电气线路的检查维护，提高电力设备运行质量。电气设备因其科技含量高，电气设备长期运作下出现消耗，需要专业检修团队加强管理，及时检查设备运行状况，分析电气设备电气故障原因，减少电气设备使用中发生的故障，避免线路故障产生不利影响。

1铁路机车电气设备故障倾向分析

1.1使用年限造成故障

分析铁路机车电气设备故障维修记录，可以发现使用年限与故障次数之间存在正相关，也就是使用年限越久，出现故障的频率与可能越高。这与电气设备出现老化存在关联。电气设备经过长期使用，相关元器件会出现损耗，随着年限增加设备性能下降，且发生故障的概率不断增加。

1.2故障维护不及时

铁路机车电气设备出现故障，可能会造成时间分配不一致的情况，收到列车机组安排、人员因素等影响，无法及时处理故障，造成设备故障进一步发展，对设备整体性能产生影响，有些设备故障可以在检测时发现，但很多故障无法提前发现，不能及时排除的话又会诱发更大故障，使得故障概率增加。

2铁路机车电气设备故障的解决优化措施

2.1电气设备电气故障管理

电气设备使用中出现电气故障，要按照步骤对其进行检修。要详细了解电气设备图件，电气设备使用中发生故障，要及时了解设备故障前运行情况。根据相关设备图纸分析设备故障。确定电气设备故障出现范围后，根据电气设备故障选择合适的检测设备。电气线路故障是电气设备常见故障，设备电气线路出现断路造成线路电源断电。为提高线路利用率，需要制定完善电气设备检修管理制度，提高维修人员综合素质等措施保障电气设备线路安全运行。首先，应制定健全的设备检修管理制度，明确电气设备检修重要性，配备专人负责电气设备检修工作，保证电气设备稳定运行。由监督人员对电气设备检修管理，保证检修工作质量。日常维护对保证电气设备安全运行至关重要，检修相比购买新设备可节约企业投入成本。应完善设备日常维修各项措施，将管理措施贯彻到实践中，降低神故障率。相关人员要定期详细检查电气设备线路，及时更换处理老化等问题的线路，确保电气设备安全运行。故障维修人员能力水平影响故障处理，应加强对维修人员的培训。组织检修人员总结工作，保障电气设备运作安全。为应对电气设备电气线路故障，需要建立设备信息档案库，电气设备信息库需记载电气设备名称、出厂日期、使用寿命等数据，需要明确电气设备的启动方式、开关形式等信息。为电气线路故障检修提供支持。要做好各类故障信息记录，电气设备电气线路故障需要把握检修要点，故障点分析应用望闻问切等诊断方法，通过触摸检查电气设备是否存在局部温度升高；避短路故障不应开展相关

2.2铁路通信中断故障定位

当铁路通信线路出现故障时，若故障电流被检测到，就发送“1”作为信号，若没有检测到故障电流，可以发送“0”信号，由铁路通信主站对这些信号进行接收，并离散接收的信号，所以需要判断出现故障的区间，对其进行定位。采用改进的二进制灰狼优化算法对铁路通信中断馈线进行故障定位，在该算法中，维数就是馈线的总数目、个体位置就是馈线目前的状态，也就是“0”或“1”。通过反复迭代，使用适应度函数评价灰狼个体位置的好坏，达到及时对灰狼的全局最优位置和个体位置进行更新的目的。在算法中，狼群的最优位置就是铁路通信馈线的实际状态，因此获取最优位置后，就可以对故障位置进行判断。通过对铁路通信故障位置进行定位，从中获取馈线目前的状态，确定了铁路通信中断馈线适应度函数，采用改进的二进制灰狼算法对铁路中断馈线进行处理，并记录适应度函数的最优位置，完成对铁路通信中段馈线的故障处理，实现铁路通信中断馈线自动化处理。

2.3铁路信号设备故障预测

铁路信号设备是确保行车安全的重要基础设施，是铁路信号系统的关键执行单元，涉及类型多，内部构造复杂，地理位置分散，导致监测难度较大。当前，针对铁路信号设备的监测系统主要包括信号集中监测与道岔缺口监测，二者都是以设备的状态表征作为重点研究对象，以“故障计划修”为基本指导原则，具备故障监测与报警处理能力，且各套监测系统以烟囱式架构进行部署。一方面，资源的整体利用率低，运维投入成本大；另一方面，具有关联的数据存储于不同介质中，存在数据孤岛，且受限于资源条件，一般都不会长时间存储，无法充分挖掘数据的潜在价值。铁路信号设备故障预测与健康管理系统（以下简称“PHM系统”）可解决既有铁路信号设备监测系统的问题。该系统基于物联网技术与数据分析技术，以监测设备的工作过程为基础，将传感器和采集程序安装在信号设备内部的关键位置，采集道岔转换设备、轨道电路、继电器、信号机、电源屏等关键信号设备的状态数据，完成室内外设备的全面监测；通过专家规则技术完成数据匹配流程，实现异常数据的预警功能；通过数据挖掘技术，完成数据与故障预测功能；通过大数据技术，将采集的设备数据、预警数据、维修数据、设备履历数据进行综合统计与分析，构建信号设备健康评估模型，完成设备的故障诊断与健康评估，改变现有的维护机制，探索“状态修”的新模式。

2.4对于电路故障监控与诊断的系统创新性设计

贝叶斯算法，它是一种计算概率的方法。其主要的基本原理就是利用矢量图像进行不同变量之间的关系描述，列出不同变量之间的因果关系，并且通过贝叶斯条件概率进行一个直的拟合，将这种关系进行转化。通过相关的计算可知，由于系统发生了故障，就会引起系统中某些固有属性值的改变。对于电力系统而言，在系统中起到监视作用的部件主要包括变压器或者是断路器等。电路故障保护可以分为多种类型，如线路保护或者是母线保护等，还可以分为变压器保护。对于电路一系统发生故障进行监测和判断时，主要针对的也是该条件下的运行。所以针对这种恶劣条件下冰冻灾害对电力系统进行监测和诊断的部分，必须包括数据采集的相应模块。

结语

总之，铁路机车电气设备故障问题解决时，要对故障倾向与成因进行分析，总结故障发生规律与成因，并采取相应的预防与检修措施，定期检修维护电气设备，保证设备处于正常运行状态，实现延长设备使用寿命、降低故障发生概率的目的。

参考文献

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