铁路机车电气设备的故障倾向及预防

董凌

摘要：近年来我国科技水平的提升，人们对铁路交通的要求也在越来越高。铁路交通是我国重要的交通组成部分，发挥着重要的运输功能，而其中的有轨电车更是成为新时期铁路发展的重要方向。为提升铁路交通的运行质量和安全性，必须要做好机车电气设备的故障排查和检修工作。就铁路机车的电气设备的故障来说，其在发生的时间、季节上都存在一定的倾向性，比必须要把握这种倾向性，才能够更好的开展电气设备的故障预防工作。本文就铁路机车电气设备的故障倾向及预防展开探讨。

关键词：铁路；机车；电气设备；故障倾向；预防措施

引言

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，需要及时掌握故障成因并采取解决措施，将故障影响控制在最小范围内。日常机车运行时要做好检修，实现提前发现及预防故障的作用。

1铁路机车电气设备的主要故障倾向

1.1电气设备的使用年限故障倾向

根据铁路部分的相关机车机电设备的故障维修记录来看，机车电气设备发生故障的次数以及倾向与设备的使用年限具有一定的关系，那就是使用的年限越久，故障的发生频率就越高，这主要是因为设备老化产生的结果，在电气设备运行使用的过程中，会存在一定程度的消耗，因此，电气设备的使用会随着年限的增长不断出现性能下降以及故障发生率提升的倾向。

1.2设备季节性故障

铁路机车电气设备故障季节性倾向十分明显，如，夏季高温环境下故障频率较高，集中出现线路烧坏故障等，表明温度对电气设备故障产生影响，当温度超过一定界限后，电气设备运行状态降低，出现故障的可能性增加，使得部分电气设备无法正常使用。

1.3故障维护不及时造成的故障倾向

在铁路机车电气设备中，一旦故障发生，故障处理的工作可能会出现时间分配上不一致的情况，也就是说，因为列车机组安排的原因或者人员自身的因素，会导致部分故障的处理不及时，导致设备的损坏程度进一步提升。这就影响的设备的整体性能，有些故障问题在监测的过程中能够及时被发现和解决，这样对于系统的影响较小，而有效的故障不能及时处理，造成系统其它部位的损坏，这样这类设备今后出现故障的频率会上升，造成故障倾向增大。

2铁路机车电气设备中故障预防的有效措施

2.1设计上的预防

（1）提高可靠性。设计时采用高可靠性的电子元器件，同时减少元器件的数量。电阻器方面，在易发热且热量大的部位，将原来的碳保护膜电阻器，更换成精度更高的相应金属保护膜电阻器。原来的铝电解电容器尽量换成寿命更长的陶瓷电容器。此外，采用功能集约型IC，并且在实现软件电子电路的基础上减少元件的数量。另外，还可以采用多层主板或表面安装技术，以减少主板数量。（2）热设计考虑和设计开发时预测寿命。易发生故障的元器件多数是由于发热而导致老化。铝电解电容器、钎焊接合部等可以预测老化寿命的元件，在设计开发时就进行寿命预测。进行预测老化寿命时必须掌握温度环境，由铁路公司和各制造厂家共同协商实施。制造厂家根据相关数据进行热设计，且通过确认试验验证各部位的温度值是否容纳在容许范围。

2.2加强设备检修，及时处理故障

铁路机务检修部门要积极开展对机车电气设备的检查工作，制定完善相关的设备管理制度和规范，为机车机电设备的有效管理提供指导和依据。针对列车的机车电气设备故障倾向的季节性特点以及年度变化倾向等，要做好相应的质量检查工作，结合列车在运行中的相关运行状态数据以及制冷加热设备应用状况，进行有针对性的检查工作，要认识到电气设备故障检查的重点，针对电气设备、发电车柴油机组、各型配电盘等部位进行重点检查，确保相关的隐患能够及时被消除，防止故障发生。例如广州局铁路集团有限公司各机务段，每年3月、9月会根据季节特征开展春季整治和秋季整治，特别加强对机车牵引边流柜、辅助变流柜、地板线路等设施设备的检修工作。对于机车电气设备的相关通风口、排风散热位置等要做好相应的清洁工作，及时进行吹尘以及杂质的清理。针对电气设备的相关电路、电线以及重点燃油位置进行检查制定相关的故障处理方案，完善应急预案措施，进一步做好故障的检修和及时响应工作。针对机车电气设备要定期进行检查，做到尽可能将故障问题发生率降到最低。在具体的故障处理工作中，要严格按照相应的故障处理标准和技术规范进行，提升处理效率。

2.3做好设备的故障排查工作

具体需要做好以下两个方面的工作：第一，对电路进行排查。电路安全隐患是影响设备工作稳定性和可靠性的重要条件，因此对于电路的检查应该秉承仔细全面的原则，对于线路和装备进行检测，就外观问题、性能问题及时进行处理。第二，对主线路进行检查，主要关注是否存在漏电和传电问题，确保设备的安全性。

3机车电气设备的发展方向

1. 发展高可靠性电器。实践运用证明，电气产品故障的80%是由于设计不完善引起的。要想提高电器产品的可靠性，首先要开展产品的可靠性设计，要进行各种极限条件下的设计，要进行稳态、瞬态、过渡状态、故障状态的分析与设计，电子、电器产品要进行降额设计、容差设计、潜通路分析、热设计热分析、电磁兼容设计、耐环境设计、冗余设计等；要建立以质量为核心的保证体系，要把质量控制从设计、生产、工艺、试验、质量管理的全方位、全系统发展的基础上向全过程、全寿命（售后服务、报废处理）方向延伸。电子设备在可靠性设计方面走在了前面，今年的铁标已开始在标准中提出可靠性指标要求，但电子设备离按可靠性指标要求进行设计尚有距离，还需要做大量基础性工作。有接点电器的性能要求是可靠性要求的一部分,对于小接点的接触可靠性不易保证、且无性能考核要求；机车用有接点电器小接点的电接触可靠性指标怎么取和怎么试验需要研究，并制定标准。对于密封充氮接点和封闭式涂电接触薄膜保护润滑剂的接点，由于不易受污染，可以达到较高的接触可靠性指标。（2）积极开展牵引电器产品绿色设计研究。为了处理好环境保护、材料和能源的合理利用，世界各国都在绿色产品、绿色设计、绿色工艺、绿色制造、绿色消费、再利用工程等方面做了大量工作，创造了一整套“绿色理论”。要从根本上防止污染，节约材料和能源，首先决定于产品的设计。所谓绿色设计即是指产品全寿命周期内（从产品的设计、工艺、制造过程、组装、测试、使用、维修、报废、回收再利用的全过程中）遵循资源（材料、能源）消耗最少、零污染、零损害、长寿命、高可靠、技术先进、易维修等原则，使产品在全寿命周期内达到最佳状态。实施绿色设计，既可减少环境污染，又可实现循环经济的要求，有利于打破绿色贸易壁垒，满足各国法律法规要求，提高产品在国际市场竞争力。因此，各牵引电器制造商一定要重视绿色设计的研究,用绿色设计理论指导新一代牵引电器的开发，在社会、经济两方面取得最佳效益。

结语

根据目前铁路机车电气设备的故障问题，要进一步分析相关的故障倾向，分析故障发生的规律，明确故障产生的原因，并对此，铁路机车设备的故障倾向必须要做好相应的预防和检修工作，对于重要的电气设备进行定期的检修维护，提升系统性能，减少故障发生率，并不断提升故障处理水平，这样才能有效延长设备使用寿命，降低故障的发生率。

参考文献

[1]窦义乾.电气化铁路变电所遭受雷击的危害及防雷措施[J].通信电源技术,2018,35(10):263-264.

[2]李瑞青.基于铁路变电检修技术与变电检修流程优化研究[J].中国设备工程,2018(12):40-41.

[3]魏琪.过电压对电力机车高压电气设备的影响[J].内燃机与配件,2019(19):116-117.