機車車輛故障診斷技術

赫大雨

（吉林鐵道職業技術學院，吉林 吉林 132200）

中國經濟在不斷發展，中國鐵路行業也在不斷進步，并取得了一定的成果。機車是鐵路運輸中的重要組成部分，是乘客的直接承載者，對乘客的生命財產安全和國民經濟都具有十分重要的影響力。火車是中國運輸行業的主要運輸方式，在我國的運輸行業中具有至關重要的地位。為此，保證機車行車安全是鐵路部門重點關注的內容。

1 機車主變壓器故障類型

采用的分類標準不同，機車主變壓器的故障類型也有所不同。以傳導介質從差別為具體的分類標準，則油浸式變壓器的故障類型包括磁盤故障、電路故障、油路故障；以故障的形成因素作為具體的分類標準，則其故障類型分為短路故障、絕緣故障、接地故障；以故障發生部位為分類標準，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故障和套管故障這兩種故障類型；以故障性質作為分類標準，則其故障類型包括電故障、熱故障兩種。需要說明的一點是，電故障和故障本身囊括了多種故障類型。如，根據故障嚴重程度可將熱故障細分為輕度過熱、低溫過熱、中溫過熱和高溫過熱。這四種熱故障的區別在于變壓器的溫度保持，從輕度過熱到高溫過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，溫度保持在300℃到700℃的范圍內，一般情況下溫度高于700℃。又如，以故障過程放電能量的密度為依據可對電故障進行更詳細的劃分，將其細分為火花放電、局部放電、高能電弧放電。

機車主變壓器的故障類型多種多樣，在對其進行診斷時應結合主變壓器的結構特點、運行特點，充分考慮故障的物理性質，保證故障診斷結果的準確性、可靠性。對機車主變壓器的故障類型進行診斷時，首先確定大類，即機車主變壓器發生的故障是機械類故障還是絕緣材料發生的故障。機車鐵芯、繞組變形、松動屬于機械類故障，過熱故障則屬于絕緣材料發生的故障。機車主變壓器不同絕緣材料發生的故障包括過熱故障、放電故障，過熱故障和放電故障均可以故障點能量為依據進行細分，其中過熱故障可細分為低溫過熱、中溫過熱、高溫過熱，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，機車主變壓器發生故障時，應以其繞組、鐵芯、絕緣材料的狀況為依據進行診斷，確定繞組、鐵芯是否變形，絕緣材料是否存在缺陷。

2 機車車輛故障診斷技術

2.1 多傳感器融合診斷

多傳感器融合診斷是重要的機車軸承故障診斷方法，這種診斷方法通過融合信息多個傳感器的信息提高信息的準確性、完整性，從而提高診斷結果的精準性。多傳感器融合診斷技術是基于多傳感器信息融合的機車軸承故障診斷系統的原型，此項技術具有較高的應用價值，未來也許能用于電機運行狀態的監測和診斷。監測過程和診斷過程的數據信息都是故障診斷的重要依據，這些數據信息可能來源于傳感器，也可能來源于監測、診斷過程的可觀測數據。

2.2 主變壓器故障診斷技術

第一，根據變壓器等效電路、麥克斯韋方程組、變壓器等效電路相關矩陣方程、電磁場系統矩陣方程組推導出變壓器電磁場耦合方程組。第二，利用相關軟件對機車變壓器進行實體有限元建模，分析其在電磁力作用下的振動狀況。對繞組加載電流數值進行調整可以使建模在受到不同大小的電磁力作用。第三，利用預應力模擬繞組在預緊力作用下的狀況，分析其受力變化。

3 結 語

機車軸承故障診斷和主變壓器故障診斷是機車車輛故障診斷的主要內容，前者采用的診斷技術主要是多傳感器融合診斷，而后者則通過推導方程、建模、模擬分析等方法實現。科技和經濟在不斷發展進步，機車車輛故障診斷技術也在不斷改進，其未來的發展主要在于擴大多傳感器信息融合技術的應用范圍。