機(jī)車車輛故障診斷技術(shù)

赫大雨

（吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132200）

中國(guó)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，中國(guó)鐵路行業(yè)也在不斷進(jìn)步，并取得了一定的成果。機(jī)車是鐵路運(yùn)輸中的重要組成部分，是乘客的直接承載者，對(duì)乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)都具有十分重要的影響力?；疖囀侵袊?guó)運(yùn)輸行業(yè)的主要運(yùn)輸方式，在我國(guó)的運(yùn)輸行業(yè)中具有至關(guān)重要的地位。為此，保證機(jī)車行車安全是鐵路部門(mén)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

1 機(jī)車主變壓器故障類型

采用的分類標(biāo)準(zhǔn)不同，機(jī)車主變壓器的故障類型也有所不同。以傳導(dǎo)介質(zhì)從差別為具體的分類標(biāo)準(zhǔn)，則油浸式變壓器的故障類型包括磁盤(pán)故障、電路故障、油路故障；以故障的形成因素作為具體的分類標(biāo)準(zhǔn)，則其故障類型分為短路故障、絕緣故障、接地故障；以故障發(fā)生部位為分類標(biāo)準(zhǔn)，則其故障類型由鐵芯故障、繞組故障、組部件故障組成，其中的組部件故障包括冷卻系統(tǒng)故障和套管故障這兩種故障類型；以故障性質(zhì)作為分類標(biāo)準(zhǔn)，則其故障類型包括電故障、熱故障兩種。需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，電故障和故障本身囊括了多種故障類型。如，根據(jù)故障嚴(yán)重程度可將熱故障細(xì)分為輕度過(guò)熱、低溫過(guò)熱、中溫過(guò)熱和高溫過(guò)熱。這四種熱故障的區(qū)別在于變壓器的溫度保持，從輕度過(guò)熱到高溫過(guò)熱變壓器的溫度情況如下：一般情況下溫度低于150℃，溫度保持在150℃和300℃的范圍內(nèi)，溫度保持在300℃到700℃的范圍內(nèi)，一般情況下溫度高于700℃。又如，以故障過(guò)程放電能量的密度為依據(jù)可對(duì)電故障進(jìn)行更詳細(xì)的劃分，將其細(xì)分為火花放電、局部放電、高能電弧放電。

機(jī)車主變壓器的故障類型多種多樣，在對(duì)其進(jìn)行診斷時(shí)應(yīng)結(jié)合主變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行特點(diǎn)，充分考慮故障的物理性質(zhì)，保證故障診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。對(duì)機(jī)車主變壓器的故障類型進(jìn)行診斷時(shí)，首先確定大類，即機(jī)車主變壓器發(fā)生的故障是機(jī)械類故障還是絕緣材料發(fā)生的故障。機(jī)車鐵芯、繞組變形、松動(dòng)屬于機(jī)械類故障，過(guò)熱故障則屬于絕緣材料發(fā)生的故障。機(jī)車主變壓器不同絕緣材料發(fā)生的故障包括過(guò)熱故障、放電故障，過(guò)熱故障和放電故障均可以故障點(diǎn)能量為依據(jù)進(jìn)行細(xì)分，其中過(guò)熱故障可細(xì)分為低溫過(guò)熱、中溫過(guò)熱、高溫過(guò)熱，而放電故障則可分為局部放電、低能放電、高能放電三種。為此，機(jī)車主變壓器發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)以其繞組、鐵芯、絕緣材料的狀況為依據(jù)進(jìn)行診斷，確定繞組、鐵芯是否變形，絕緣材料是否存在缺陷。

2 機(jī)車車輛故障診斷技術(shù)

2.1 多傳感器融合診斷

多傳感器融合診斷是重要的機(jī)車軸承故障診斷方法，這種診斷方法通過(guò)融合信息多個(gè)傳感器的信息提高信息的準(zhǔn)確性、完整性，從而提高診斷結(jié)果的精準(zhǔn)性。多傳感器融合診斷技術(shù)是基于多傳感器信息融合的機(jī)車軸承故障診斷系統(tǒng)的原型，此項(xiàng)技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，未來(lái)也許能用于電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和診斷。監(jiān)測(cè)過(guò)程和診斷過(guò)程的數(shù)據(jù)信息都是故障診斷的重要依據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息可能來(lái)源于傳感器，也可能來(lái)源于監(jiān)測(cè)、診斷過(guò)程的可觀測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2 主變壓器故障診斷技術(shù)

第一，根據(jù)變壓器等效電路、麥克斯韋方程組、變壓器等效電路相關(guān)矩陣方程、電磁場(chǎng)系統(tǒng)矩陣方程組推導(dǎo)出變壓器電磁場(chǎng)耦合方程組。第二，利用相關(guān)軟件對(duì)機(jī)車變壓器進(jìn)行實(shí)體有限元建模，分析其在電磁力作用下的振動(dòng)狀況。對(duì)繞組加載電流數(shù)值進(jìn)行調(diào)整可以使建模在受到不同大小的電磁力作用。第三，利用預(yù)應(yīng)力模擬繞組在預(yù)緊力作用下的狀況，分析其受力變化。

3 結(jié) 語(yǔ)

機(jī)車軸承故障診斷和主變壓器故障診斷是機(jī)車車輛故障診斷的主要內(nèi)容，前者采用的診斷技術(shù)主要是多傳感器融合診斷，而后者則通過(guò)推導(dǎo)方程、建模、模擬分析等方法實(shí)現(xiàn)?？萍己徒?jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)車車輛故障診斷技術(shù)也在不斷改進(jìn)，其未來(lái)的發(fā)展主要在于擴(kuò)大多傳感器信息融合技術(shù)的應(yīng)用范圍。