鐵路機電設備常見故障及診斷措施

中鐵建電氣化局集團第四工程有限公司 肖湘平

鐵路機電設備是現代鐵路運輸系統的重要組成部分，其涉及電氣、機械和控制系統等多個方面。然而，由于設備長時間運行以及復雜的工作環境，這些設備常常會出現各種故障，嚴重影響鐵路運輸的安全和效率。因此，及時準確地診斷和解決鐵路機電設備故障至關重要。

1 鐵路機電設備種類

鐵路機電設備是指在鐵路運輸系統中使用的各種機械和電氣設備，用于支持鐵路運輸的運行和維護。以下是一些常見的鐵路機電設備種類。一是電力機車：用于牽引鐵路列車的動力機車，包括電力機車和工礦用機車等。二是動車組：具有自主動力裝置的多節式列車單元，如高速動車組、城際動車組等。三是輪輻式機車：使用輪輻作為動力傳遞裝置的內燃機車，可分為柴油機車和汽油機車等類型。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，負責將電力系統輸送來的電能轉變為適合電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設的接觸網，為電力機車供電。五是輸電線路設備：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段[1]。六是軌道設備：包括軌道線路、道岔、軌道器材等，用于鋪設和維護鐵路軌道系統。七是信號設備：用于控制和監測列車運行的信號設備，包括信號燈、軌道電路、列車控制系統等。八是通信設備：用于實現列車與調度中心之間的通信，包括無線對講、電話通信以及數據傳輸設備等。九是供電設備：指負責為各種設備供應電力的設備，如變壓器、配電裝置、絕緣支持等。十是車輛檢修設備：用于對鐵路車輛進行檢修和維護的設備，包括起重機、升降機、洗車設備等。

2 鐵路機電設備常見故障及其特點

在鐵路機電設備的運行過程中，可能會發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形式。

2.1 短路故障

短路指兩個或多個電路之間出現直接的電連接，導致電流異常增大。以下是短路故障的特點。一是高電流：短路會導致電流急劇增加，遠遠超過正常工作電流。二是異常發熱：高電流通過短路位置時，會引起局部發熱，甚至可能引發火災。三是電壓下降：由于短路路徑上的電阻很低，會導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：在斷路位置會出現高阻抗狀態，導致電流無法通過。三是電壓升高：由于斷路處沒有負載，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松動、氧化、污染等問題，導致電流無法正常傳輸。以下是接觸不良故障的特點。一是不穩定性：接觸不良可能導致電流的不穩定，出現間歇性的故障現象。二是高接觸電阻：接觸不良位置的電阻會增加，導致電流傳輸受阻。三是發熱：在接觸不良位置可能會因為高接觸電阻而引起發熱，造成附近溫度升高。

除了上述三種常見類型的故障外，鐵路機電設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，需要根據實際情況進行準確地診斷和解決，以確保鐵路機電設備的安全運行。

3 鐵路機電設備不同類型電力故障的診斷方法及故障應對方案

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

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 應對策略

一旦確認存在短路故障，需要采取相應的應對策略來解決問題，并確保安全運行。首先，必須迅速確定短路出現的位置，并做好標記。然后，將受影響的電路或設備隔離，以防止短路引起更大的損壞。在此基礎上，根據短路故障的具體情況，對被短路的元件進行修復或更換。例如，如果是電線短路，則需要修復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備和線路的正常運行，因此，在修復短路故障后，應進行全面的檢查和測試，確保周邊設備和線路沒有受到影響，并且能夠正常工作。修復短路故障后，必須進行相應的測試和驗證，以確保故障已經解決，并且系統能夠正常運行。這包括使用合適的測試設備和方法來檢測電路的穩定性、電阻值是否正常等，以驗證修復效果。最后，為了避免類似的短路故障再次發生，需要加強預防措施，如定期檢查和維護設備、保持良好的清潔環境、合理布線和連接等，以減少短路故障的發生概率。

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點的電壓。若某一節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。確保電源開關處于打開狀態，并檢查相關的連接器、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點的電壓。若某一節點的電壓為零或異常低，則說明可能存在斷路?？梢灾鸩娇s小范圍，確定故障位置。三是排除斷路原因：找到斷路位置后，需要進一步排除引起斷路的原因?？赡艿脑虬ň€路過載、導線損壞、開關故障等。根據具體情況進行修復或更換相關部件。四是修復或替換受損的部件：如果發現任何受損的導線、開關或其他設備部件，應及時進行修復或更換。確保新部件符合相關的安全規范和標準。五是進行測試和驗證：在修復和替換完受損部件后，應進行必要的測試和驗證，以確保斷路已經被徹底修復?？梢允褂秒娮铚y量儀、電流表等設備對修復后的線路進行測試。

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備，對連接部分進行測溫，發現異常高溫可能是接觸發熱引起的接觸不良。

3.3.2 應對策略

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：如果發現接觸部分存在污垢、灰塵或腐蝕物，應及時清潔。使用適當的清潔劑和工具，輕輕擦拭接觸部分，確保其表面光潔。三是調整接觸壓力：對于彈簧式接觸器或開關，可能需要調整接觸器的壓力。確保接觸器在閉合時有足夠的接觸力，以確保穩定的電流傳輸[3]。四是更換受損的接觸部件：如果發現任何受損或磨損嚴重的接觸部件，應及時更換。確保新的接觸部件符合相關的安全規范和標準。五是進行測試和驗證：在進行修復和更換后，需要進行必要的測試和驗證，以確保接觸不良故障已經被徹底修復?？梢允褂秒娮铚y試儀、電流表等設備對修復后的接觸部分進行測試[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，鐵路機電設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，可以采用相應的測量儀器和設備來進行診斷，如電流表、功率因數儀等。

3.4.2 應對策略

一是故障診斷：需要對故障進行診斷，確定具體的故障類型?？梢允褂脺y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：如果故障會導致安全風險或設備損壞，應立即采取措施處理緊急情況?？梢詥討背绦颍缜袛嚯娫础⒕o急停車等。三是尋找故障原因：一旦確定故障類型，需要進一步尋找故障的原因?？赡艿脑虬娋€短路、電氣元件故障、電源問題等。通過檢查和測試來確認故障原因。四是修復或更換受損部件：根據故障原因，進行相應的修復或更換受損的部件。確保使用符合相關標準的替代品，并確保修復過程符合安全規范。五是進行測試和驗證：在修復故障后，進行必要的測試和驗證，以確保問題已經解決?？梢允褂煤线m的測量儀器來檢查電流、電壓等參數。

4 鐵路機電設備故障預防措施

4.1 做好基礎檢查

鐵路機電設備常見故障診斷的基礎方法是做好基礎檢查。這包括對設備的外觀、運行狀態、電氣特性等進行檢查，以發現異常或故障點。例如，可以通過觀察設備表面是否有磨損、變形、裂縫等現象，來判斷設備是否出現故障。同時，還可以利用聽覺、觸覺等感官手段，檢查設備運行時的聲音、振動等情況，以判斷設備運行是否正常。在基礎檢查的基礎上，還可以利用一些先進的檢測設備和技術，對鐵路機電設備進行更深入的故障診斷。例如，可以利用紅外測溫儀對設備的關鍵部位進行溫度檢測，以發現設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備，對設備的振動情況進行檢測和分析，以發現設備是否存在機械故障等異常情況。

4.2 規范操作設備

很多故障都是由于操作不當或違規操作引起的，因此，規范操作設備可以有效減少故障的發生。具體來說，應該按照設備操作規程和要求，正確操作設備，避免誤操作或過度操作。同時，還應該定期進行設備的保養和維護，確保設備處于良好的工作狀態。在規范操作設備的過程中，還應該注意觀察設備的運行情況和狀態，及時發現異?；蚬收宵c。如果遇到故障，應該及時停機檢查，并采取相應的措施進行排除和修復。同時，還應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 設備日常維護

通過對設備進行定期的檢查、保養和維修，可以及時發現和解決潛在的問題，預防故障的發生，延長設備的使用壽命。具體來說，設備日常維護應該包括以下三個方面：一是定期檢查：對設備進行定期的檢查，包括外觀、運行狀態、電氣特性等方面的檢查，以發現設備的異常情況。二是保養維護：根據設備的使用情況和維護要求，定期進行設備的保養和維護，包括清潔、潤滑、緊固等方面的工作。三是預防性維修：通過對設備的運行數據和故障記錄進行分析，預測設備可能出現的故障，并采取相應的措施進行預防性維修。通過設備日常維護，可以及時發現和解決設備的潛在問題，減少故障的發生，提高設備的可靠性和穩定性，保障鐵路運營的正常進行。

綜上所述，鐵路機電設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、數據記錄和分析、測試和診斷工具，以及模塊替換和互換等。這些策略相互補充，可以幫助技術人員快速準確地發現設備故障并采取相應措施，以保證設備的正常運行和鐵路系統的安全穩定，對于鐵路機電設備的運維管理至關重要。