任毅波
中铁电气化局集团有限公司 陕西西安 710100
摘要：基于牵引供电设备的实际运营数据，采用两参数威布尔模型可求得牵引供电设备故障率时变参数，且随着服役时间的增加，故障样本不断更新，牵引供电设备故障率时变参数也不断随之修正；本文主要分析交流地铁牵引供电设备时变故障率分析
关键词：牵引供电设备；故障率；时变特性；威布尔模型
引言
设备故障率是牵引供电系统可靠性评估中必要的基础数据，由于存在牵引供电设备的故障记录等基础数据缺失的状况，在可靠性评估中一般假定牵引供电设备故障率恒定不变。因此，为交流地铁牵引变电所可靠性评估提供数据支撑和条件保证，减少因故障率带来的可靠性评估误差，对牵引供电设备故障率的时变特性进行研究是有必要的。
1、设备故障率时变特性分析
交流地铁牵引供电系统包括变压器、断路器、隔离开关、电缆、负序补偿装置和母线等关键设备。对于大多供配电设备而言，在其投运初期，由于内部构造还未磨合，必会造成设备失效频发，随着服役时间的推移，设备的故障率会随之降低。在其偶发故障期，设备故障率很低且在一定范围内保持基本恒定。在老化运行期，由于服役时间过久造成设备机械结构严重老化，会导致设备故障率迅速上升。由此可见，牵引供电设备故障率通常会随服役时间增加而变化，这种变化趋势可以被分为：初始运行期、稳定运行期和老化运行期等三个阶段。在工程应用中，用于描述设备故障率随时间变化情况最常用的分布类型有指数分布、正态分布、对数正态分布和威布尔分布四种。威布尔分布具有描述多样性，威布尔分布的形状参数β决定了威布尔分布曲线的基本形状，通过改变β即可描述不同阶段下曲线的非线性变化趋势。当0<β<1时，曲线呈递减趋势；β≈1时，曲线基本为一条水平直线；β>1时，曲线呈递增趋势。而且通过改变β的值，威布尔分布也可以作为指数、正态和对数正态等分布的近似。威布尔模型可以较为全面、准确地描述牵引供电设备故障率随服役时间的变化规律，故选用威布尔分布模型作为设备的故障率分布函数。0<β<1、β≈1和β>1的情况分别适用于设备初始运行期、稳定运行期与老化运行期的故障率λ的建模分析。
2、大数据背景下的故障
2.1监控中心层
中央监控级别的主要功能是记录各车辆段的故障，并从整体上分析故障原因。得到的分析数据可以支持和参考故障的应急措施。为了具体使用监测中心，监测中心与各车辆分段系统之间必须能够进行信息交流，包括故障排除信息和其他信息。这进一步强调了全系统的相互作用，大大改善了故障处理方面的实际进展，大大降低了车辆维修费用。综上所述，车辆拖拉机的故障原因是无法实现的。通过全面的数据分析，您可以确定出现错误的模式，并确定问题的确切原因。这可作为定向故障诊断的参考，以提高诊断效率和准确性。
2.2车辆分割
对车辆分割系统进行了详细分析，发现主要由接入点、路由器、LAN交换机、以太网交换机和服务器组成。本节的主要功能是对车辆进行实时监测、数据收集、评估和维修。故障是在特定分析后任意发生的，通过应用车辆分段系统及时记录时间误差，从而可以根据故障的时间和部分进行分析，并可以使用大量数据。从而对故障的各个部分进行了更准确、更准确的控制分析，对各车辆的修理、结构和零件有明确的方向，并明显提高了各自维修工作的有效性。
2.3车载级分系统
车载载波分级系统是基于大数据的车辆故障诊断系统的重要组成部分，主要包括计算机控制系统和针对具体配置配备32位处理器的内部车辆。五项主要功能是:综合错误信息收集、信息传输、信息预处理、故障的简单诊断以及适用于各负荷分类系统的应急措施。一般来说，车辆故障排除系统是车辆分类的主要系统。它不仅能够收集和分析信息，而且还能在信息处理的基础上对错误进行相应的处理，从而突出了系统对车辆整体故障排除和处理的价值。当然，也不应忽视其他两个部分的价值，因为这三个部分的结合进一步提高了整体系统功能，提高了故障排除和处理的效率。
3、减少牵引供电故障的有关建议
3.1重视设备周期性动静态检测工作
关键设备(例如线打断、接头链接、隔离开关、线束段绝缘、小曲线设计值)将定期进行静态测量。改进的动态检测、安全审核设备数据、温度数据分析。每次检查后，系统都会及时对错误数据进行排序，执行错误检查，修复错误，并对每次检查的结果进行匹配，以确定设备运行中的动态变化。如果同一检测过程多次出现在各个部分，则需要加强检测，以确定影响设备安全运行的主要问题，并允许及时干预。对测量数据进行深入分析后，对设备进行了初步调查，根据设备安全流量的大小确定了设备存在的缺陷和问题，并根据预防原则，使用电梯、接触网修理操作车或电网内的提升。近距离(close distance)功能可帮助您有效地解决脚部扫描或登机时看不到的错误，例如弯曲的电线、提示烧伤、缺少的螺母或开口销。
3.2改进关键设备的检测和维修
由于近年来主要设备的控制能力不足，导致车辆受损，因此必须把重点放在关键设备上，如中断、相位循环和相位消除，按照检测、检查周期适当规划和组织测量和维护工作。尤其是在季节变化和温度变化较大的情况下，加强对连接线、连接线路和补偿设施的检查，以确保设备的正常运行是很重要的。
3.3推行“状态修”以提高设备维修的针对性
当前，对运营公司的维修通常按照联系网使用维护规程中的规定进行测量和维修。换句话说，无论设备部件的状态如何，在达到规定的服务周期时都需要修理。不符合服务周期规定的设备即使处于恶劣状态也不能及时维修。定期维修的缺点往往是维修工作没有针对性，导致天窗浪费时间和精力，有效提高了接触网的维修质量。状态变化的前提是可靠、准确、快速的接触测量、检验工具。随着技术进步，“电源系统6C”检测系统也越来越多地被用来更快、更方便地测量接触网的动态性能和技术参数，为有针对性的“状态修复”奠定了坚实的基础。
3.4中央维护模式
按照“高标准”、“勤勉”、“流程控制”、“所需试验台”和“集中”原则，联系供电段的运营公司。专业化集中设备维护，实现维修三年服务一年的目标，不断提高维护质量。采用集中修复方法进行秦有线甚修已证明是非常好的。充分利用车间人员、材料、机械和车辆接触的优势，集中主要把手，提供“集中”拖拉机设备，提高拖拉机设备的操作和运行质量。
结束语
通过对牵引供电设备故障率模型的构建和参数求解，解决了以往研究中默认牵引供电设备故障率恒定不变的问题，为开展交流地铁牵引变电所的可靠性评估提供了数据支撑和条件保证，同时降低了交流地铁牵引供电设备故障率带来的可靠性分析误差，在实际应用中有更好的准确性和适用性。
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