鐵路機(jī)電設(shè)備常見故障及診斷措施

中鐵建電氣化局集團(tuán)第四工程有限公司 肖湘平

鐵路機(jī)電設(shè)備是現(xiàn)代鐵路運輸系統(tǒng)的重要組成部分，其涉及電氣、機(jī)械和控制系統(tǒng)等多個方面。然而，由于設(shè)備長時間運行以及復(fù)雜的工作環(huán)境，這些設(shè)備常常會出現(xiàn)各種故障，嚴(yán)重影響鐵路運輸?shù)陌踩托?。因此，及時準(zhǔn)確地診斷和解決鐵路機(jī)電設(shè)備故障至關(guān)重要。

1 鐵路機(jī)電設(shè)備種類

鐵路機(jī)電設(shè)備是指在鐵路運輸系統(tǒng)中使用的各種機(jī)械和電氣設(shè)備，用于支持鐵路運輸?shù)倪\行和維護(hù)。以下是一些常見的鐵路機(jī)電設(shè)備種類。一是電力機(jī)車：用于牽引鐵路列車的動力機(jī)車，包括電力機(jī)車和工礦用機(jī)車等。二是動車組：具有自主動力裝置的多節(jié)式列車單元，如高速動車組、城際動車組等。三是輪輻式機(jī)車：使用輪輻作為動力傳遞裝置的內(nèi)燃機(jī)車，可分為柴油機(jī)車和汽油機(jī)車等類型。四是電氣化牽引變電站：用于對架空電線供電的牽引變電站，負(fù)責(zé)將電力系統(tǒng)輸送來的電能轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設(shè)的接觸網(wǎng)，為電力機(jī)車供電。五是輸電線路設(shè)備：包括架空輸電線路、隧道電纜、地下電纜等，用于將電能從變電站輸送到各個牽引區(qū)段[1]。六是軌道設(shè)備：包括軌道線路、道岔、軌道器材等，用于鋪設(shè)和維護(hù)鐵路軌道系統(tǒng)。七是信號設(shè)備：用于控制和監(jiān)測列車運行的信號設(shè)備，包括信號燈、軌道電路、列車控制系統(tǒng)等。八是通信設(shè)備：用于實現(xiàn)列車與調(diào)度中心之間的通信，包括無線對講、電話通信以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等。九是供電設(shè)備：指負(fù)責(zé)為各種設(shè)備供應(yīng)電力的設(shè)備，如變壓器、配電裝置、絕緣支持等。十是車輛檢修設(shè)備：用于對鐵路車輛進(jìn)行檢修和維護(hù)的設(shè)備，包括起重機(jī)、升降機(jī)、洗車設(shè)備等。

2 鐵路機(jī)電設(shè)備常見故障及其特點

在鐵路機(jī)電設(shè)備的運行過程中，可能會發(fā)生各種類型的電力故障。這些故障可以分為短路、斷路、接觸不良等幾種常見類型，并且每種類型的故障都具有一些明顯特點和表現(xiàn)形式。

2.1 短路故障

短路指兩個或多個電路之間出現(xiàn)直接的電連接，導(dǎo)致電流異常增大。以下是短路故障的特點。一是高電流：短路會導(dǎo)致電流急劇增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常工作電流。二是異常發(fā)熱：高電流通過短路位置時，會引起局部發(fā)熱，甚至可能引發(fā)火災(zāi)。三是電壓下降：由于短路路徑上的電阻很低，會導(dǎo)致線路其他部分的電壓下降。

2.2 斷路

斷路指電路中某一部分意外中斷，導(dǎo)致電流無法正常流動。以下是斷路故障的特點。一是電流中斷：斷路處的電流無法流過，導(dǎo)致整個電路或某個分支的電流中斷。二是高電阻：在斷路位置會出現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致電流無法通過。三是電壓升高：由于斷路處沒有負(fù)載，電壓可能會在該位置升高[2]。

2.3 接觸不良

接觸不良是指電路中連接部分出現(xiàn)松動、氧化、污染等問題，導(dǎo)致電流無法正常傳輸。以下是接觸不良故障的特點。一是不穩(wěn)定性：接觸不良可能導(dǎo)致電流的不穩(wěn)定，出現(xiàn)間歇性的故障現(xiàn)象。二是高接觸電阻：接觸不良位置的電阻會增加，導(dǎo)致電流傳輸受阻。三是發(fā)熱：在接觸不良位置可能會因為高接觸電阻而引起發(fā)熱，造成附近溫度升高。

除了上述三種常見類型的故障外，鐵路機(jī)電設(shè)備還可能遇到其他類型的電力故障，如過電流、過載、電壓波動等。每種故障都具有自己的特點和表現(xiàn)，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行準(zhǔn)確地診斷和解決，以確保鐵路機(jī)電設(shè)備的安全運行。

3 鐵路機(jī)電設(shè)備不同類型電力故障的診斷方法及故障應(yīng)對方案

鐵路機(jī)電設(shè)備在運行過程中可能會發(fā)生各種類型的電力故障，包括短路、斷路、接觸不良等。為了準(zhǔn)確快速地診斷這些故障，需要采用不同的方法和技術(shù)。

3.1 短路故障

3.1.1 診斷方法一是電阻測量：使用萬用表或電阻測量儀器，測量疑似存在短路的電路的電阻值。如圖1所示為測量電阻的萬用表。若電阻值接近于零或異常低，則說明可能存在短路故障。二是視覺檢查：仔細(xì)檢查電路布線和連接，尋找可能引起短路的接觸不良或線纜損壞等問題。

圖1 萬用表

3.1.2 應(yīng)對策略

一旦確認(rèn)存在短路故障，需要采取相應(yīng)的應(yīng)對策略來解決問題，并確保安全運行。首先，必須迅速確定短路出現(xiàn)的位置，并做好標(biāo)記。然后，將受影響的電路或設(shè)備隔離，以防止短路引起更大的損壞。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)短路故障的具體情況，對被短路的元件進(jìn)行修復(fù)或更換。例如，如果是電線短路，則需要修復(fù)或更換短路處的電線；如果是元器件短路，則需要將其更換為正常工作的元器件。

短路可能會影響周邊設(shè)備和線路的正常運行，因此，在修復(fù)短路故障后，應(yīng)進(jìn)行全面的檢查和測試，確保周邊設(shè)備和線路沒有受到影響，并且能夠正常工作。修復(fù)短路故障后，必須進(jìn)行相應(yīng)的測試和驗證，以確保故障已經(jīng)解決，并且系統(tǒng)能夠正常運行。這包括使用合適的測試設(shè)備和方法來檢測電路的穩(wěn)定性、電阻值是否正常等，以驗證修復(fù)效果。最后，為了避免類似的短路故障再次發(fā)生，需要加強(qiáng)預(yù)防措施，如定期檢查和維護(hù)設(shè)備、保持良好的清潔環(huán)境、合理布線和連接等，以減少短路故障的發(fā)生概率。

3.2 斷路

3.2.1 診斷方法

一是電壓測量：使用萬用表或電壓測量儀器，測量疑似存在斷路的電路的各個節(jié)點的電壓。若某一節(jié)點的電壓為零或異常低，則說明該處可能存在斷路故障。二是線路追蹤：通過使用線路追蹤儀等設(shè)備，可以定位到具體的斷路位置。該方法適用于較長距離的線路故障診斷。

3.2.2 應(yīng)對策略

一是檢查電源連接：檢查故障線路的電源連接是否正常。確保電源開關(guān)處于打開狀態(tài)，并檢查相關(guān)的連接器、繼電器和保險絲等部件是否完好。二是確定故障位置：通過使用電壓表或攜帶式測量儀器，測量斷路位置各個節(jié)點的電壓。若某一節(jié)點的電壓為零或異常低，則說明可能存在斷路。可以逐步縮小范圍，確定故障位置。三是排除斷路原因：找到斷路位置后，需要進(jìn)一步排除引起斷路的原因?？赡艿脑虬ň€路過載、導(dǎo)線損壞、開關(guān)故障等。根據(jù)具體情況進(jìn)行修復(fù)或更換相關(guān)部件。四是修復(fù)或替換受損的部件：如果發(fā)現(xiàn)任何受損的導(dǎo)線、開關(guān)或其他設(shè)備部件，應(yīng)及時進(jìn)行修復(fù)或更換。確保新部件符合相關(guān)的安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。五是進(jìn)行測試和驗證：在修復(fù)和替換完受損部件后，應(yīng)進(jìn)行必要的測試和驗證，以確保斷路已經(jīng)被徹底修復(fù)?？梢允褂秒娮铚y量儀、電流表等設(shè)備對修復(fù)后的線路進(jìn)行測試。

3.3 接觸不良故障

3.3.1 診斷方法

一是視覺檢查：仔細(xì)檢查連接部分，尋找可能存在接觸不良的問題，如插頭插座是否牢固、接觸點是否清潔等。二是溫度測量：使用紅外測溫儀等設(shè)備，對連接部分進(jìn)行測溫，發(fā)現(xiàn)異常高溫可能是接觸發(fā)熱引起的接觸不良。

3.3.2 應(yīng)對策略

一是檢查接觸部件：檢查可能存在接觸不良的部件，如插頭、插座、連接器等。檢查其是否有松動、氧化或腐蝕現(xiàn)象，確保接觸部件之間的連接牢固。二是清潔接觸部分：如果發(fā)現(xiàn)接觸部分存在污垢、灰塵或腐蝕物，應(yīng)及時清潔。使用適當(dāng)?shù)那鍧崉┖凸ぞ?，輕輕擦拭接觸部分，確保其表面光潔。三是調(diào)整接觸壓力：對于彈簧式接觸器或開關(guān)，可能需要調(diào)整接觸器的壓力。確保接觸器在閉合時有足夠的接觸力，以確保穩(wěn)定的電流傳輸[3]。四是更換受損的接觸部件：如果發(fā)現(xiàn)任何受損或磨損嚴(yán)重的接觸部件，應(yīng)及時更換。確保新的接觸部件符合相關(guān)的安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。五是進(jìn)行測試和驗證：在進(jìn)行修復(fù)和更換后，需要進(jìn)行必要的測試和驗證，以確保接觸不良故障已經(jīng)被徹底修復(fù)?？梢允褂秒娮铚y試儀、電流表等設(shè)備對修復(fù)后的接觸部分進(jìn)行測試[4]。

3.4 其他故障類型

3.4.1 診斷方法

除了上述常見的故障類型，鐵路機(jī)電設(shè)備還可能遇到其他類型的電力故障，如過電流、過載、電壓波動等。對于這些故障，可以采用相應(yīng)的測量儀器和設(shè)備來進(jìn)行診斷，如電流表、功率因數(shù)儀等。

3.4.2 應(yīng)對策略

一是故障診斷：需要對故障進(jìn)行診斷，確定具體的故障類型。可以使用測量儀器、故障指示燈等工具來幫助定位問題。二是處理緊急情況：如果故障會導(dǎo)致安全風(fēng)險或設(shè)備損壞，應(yīng)立即采取措施處理緊急情況?？梢詥討?yīng)急程序，如切斷電源、緊急停車等。三是尋找故障原因：一旦確定故障類型，需要進(jìn)一步尋找故障的原因。可能的原因包括電線短路、電氣元件故障、電源問題等。通過檢查和測試來確認(rèn)故障原因。四是修復(fù)或更換受損部件：根據(jù)故障原因，進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)或更換受損的部件。確保使用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的替代品，并確保修復(fù)過程符合安全規(guī)范。五是進(jìn)行測試和驗證：在修復(fù)故障后，進(jìn)行必要的測試和驗證，以確保問題已經(jīng)解決。可以使用合適的測量儀器來檢查電流、電壓等參數(shù)。

4 鐵路機(jī)電設(shè)備故障預(yù)防措施

4.1 做好基礎(chǔ)檢查

鐵路機(jī)電設(shè)備常見故障診斷的基礎(chǔ)方法是做好基礎(chǔ)檢查。這包括對設(shè)備的外觀、運行狀態(tài)、電氣特性等進(jìn)行檢查，以發(fā)現(xiàn)異?；蚬收宵c。例如，可以通過觀察設(shè)備表面是否有磨損、變形、裂縫等現(xiàn)象，來判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障。同時，還可以利用聽覺、觸覺等感官手段，檢查設(shè)備運行時的聲音、振動等情況，以判斷設(shè)備運行是否正常。在基礎(chǔ)檢查的基礎(chǔ)上，還可以利用一些先進(jìn)的檢測設(shè)備和技術(shù)，對鐵路機(jī)電設(shè)備進(jìn)行更深入的故障診斷。例如，可以利用紅外測溫儀對設(shè)備的關(guān)鍵部位進(jìn)行溫度檢測，以發(fā)現(xiàn)設(shè)備是否存在過熱等異常情況。此外，還可以利用振動分析儀等設(shè)備，對設(shè)備的振動情況進(jìn)行檢測和分析，以發(fā)現(xiàn)設(shè)備是否存在機(jī)械故障等異常情況。

4.2 規(guī)范操作設(shè)備

很多故障都是由于操作不當(dāng)或違規(guī)操作引起的，因此，規(guī)范操作設(shè)備可以有效減少故障的發(fā)生。具體來說，應(yīng)該按照設(shè)備操作規(guī)程和要求，正確操作設(shè)備，避免誤操作或過度操作。同時，還應(yīng)該定期進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)，確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。在規(guī)范操作設(shè)備的過程中，還應(yīng)該注意觀察設(shè)備的運行情況和狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異?；蚬收宵c。如果遇到故障，應(yīng)該及時停機(jī)檢查，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行排除和修復(fù)。同時，還應(yīng)該記錄故障情況和處理過程，為以后的故障診斷和維修提供參考。

4.3 設(shè)備日常維護(hù)

通過對設(shè)備進(jìn)行定期的檢查、保養(yǎng)和維修，可以及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問題，預(yù)防故障的發(fā)生，延長設(shè)備的使用壽命。具體來說，設(shè)備日常維護(hù)應(yīng)該包括以下三個方面：一是定期檢查：對設(shè)備進(jìn)行定期的檢查，包括外觀、運行狀態(tài)、電氣特性等方面的檢查，以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況。二是保養(yǎng)維護(hù)：根據(jù)設(shè)備的使用情況和維護(hù)要求，定期進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)，包括清潔、潤滑、緊固等方面的工作。三是預(yù)防性維修：通過對設(shè)備的運行數(shù)據(jù)和故障記錄進(jìn)行分析，預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防性維修。通過設(shè)備日常維護(hù)，可以及時發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備的潛在問題，減少故障的發(fā)生，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，保障鐵路運營的正常進(jìn)行。

綜上所述，鐵路機(jī)電設(shè)備常見的故障診斷策略是多方面的，需要綜合運用各種手段和工具，包括故障代碼和報警、數(shù)據(jù)記錄和分析、測試和診斷工具，以及模塊替換和互換等。這些策略相互補(bǔ)充，可以幫助技術(shù)人員快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并采取相應(yīng)措施，以保證設(shè)備的正常運行和鐵路系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，對于鐵路機(jī)電設(shè)備的運維管理至關(guān)重要。