浅析列车电子部件受高原环境的影响及维护--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅析列车电子部件受高原环境的影响及维护

发表时间：2021/4/26 来源：《建筑科技》2021年2月上作者：葛士清李鑫

[导读] 目前，我国铁路发展迅速，陆续从低海拔地区向高海拔地区延伸。高原环境具有气温和气压较低，早晚温差较大，雷电较多，湿度较低等特点，这将对列车电子部件产生一定影响。本文从高海拔特殊环境的角度考虑，介绍了列车电子部件性能受高原环境的影响，并提出了维护措施。

山东省青岛市中车青岛四方机车车辆股份有限公司葛士清李鑫 266000

摘要：目前，我国铁路发展迅速，陆续从低海拔地区向高海拔地区延伸。高原环境具有气温和气压较低，早晚温差较大，雷电较多，湿度较低等特点，这将对列车电子部件产生一定影响。本文从高海拔特殊环境的角度考虑，介绍了列车电子部件性能受高原环境的影响，并提出了维护措施。
关键词：列车；电子部件；性能；维护
        引言
        随着我国铁路的不断发展，部分线路已经拓展到高原地区，最具代表性的当属青藏铁路。列车驶入高原，对列车电子部件的要求也更加严格，这就需要列车车辆的电子部件一方面要能满足低海拔地区常规使用，另一方面要在此基础上满足高海拔地区的使用要求。
        1列车电子部件性能受高原环境的影响
        1)绝缘性能：由于列车电子部件的主要绝缘介质是空气，在高原环境下，随着空气密度和气压的降低，电子部件的绝缘性能必然有所下降，击穿电压的降低将导致电子部件表现出现闪络和电晕现象。交流电晕的起始放电电压下降将会导致电晕现象相较于低海拔地区更为明显，影响列车正常通讯，加剧了电能损耗以及金属和绝缘材料的腐蚀和老化，对部件的正常工作产生影响。因此，高原用列车电子部件的防电晕要求应符合相应的标准规定。
        标准TB/T3213—2009《高原机车车辆电子产品通用技术条件》中，将海拔分成1400m、2500m、4000m和5100m四个等级，其中常规型产品为1400m，其余为高原型产品。在高原环境下，若在海拔相近地区进行电子产品的试验，可以按照常规产品要求进行试验；若在海拔有一定差距的地区进行试验，则需要根据海拔高度进行绝缘试验指标的调整。在GB/T21413.1-2008标准中，常规产品适用于工频耐压、冲击耐压等绝缘性能指标，但对于高原型产品，则必须要乘以修正系数Ka。例如，当试验地点与实际工作地点海拔高度不一致时，此时试验地点的工频耐受电压即为常规型产品的工频耐受电压乘以海拔修正系数Ka，系数具体数值可查找相关标准进行确定。
        2)密封及结构性能：海拔高气压低的环境下，列车部件的密封性能随之降低，密封失效将会产生泄露，使产品结构出现形变甚至破裂。因此，在高原环境下应注意对电子部件的整体防护。
        3)静电：高原环境干燥，静电电荷容易产生，积累后形成放电，对部件产生影响，应采取抗静电措施。
        4)灭弧：高原环境空气密度和气压降低，燃弧增加，空气开关灭弧性能下降，影响开关工作能力，应加强灭弧措施。
        2列车电子部件维护措施分析
        2.1列车电子产品的可维修性要求
        可维修性是指在给定条件下，用给定的程序和资源在给定的条件下，在给定的时间期限内完成给定的产品实际维修工作的能力。可维修性包括:
        1)按计划进行维修的时间；
        2)故障检测、识别和定位的时间；
        3)系统故障维修时间(计划外维修)；
        4)如需专用工具，应提供专用工具。
        可维修性是通过恢复到正常状态所需的平均时间来度量的，即平均修复时间(MTTR)。在产品的技术条件下，应根据不同的复杂程度给出更换各主要部件所需的平均时间。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

确定可维修性度量标准的困难之一是如何识别、检测和定位故障，以及如何确定这样做所需的时间。为了不影响列车运行，对列车进行车载诊断具有重要意义。这就要求重要的电子元件能够对自身及相关连接元件进行自动诊断，包括通电时的静态诊断，以确保相关元件处于良好的正常状态；运行时的动态诊断，以发现故障的性质及故障部件。动态诊断不应影响机车的正常运行，不宜采用部分分离和组合的方法，而应采用比较的方法。例如，给定电流与实际电流相比，给定速度与实际速度，每一个速度传感器的信号之间的区别，区别的指示每个牵引电动机的电流和电压传感器，并找出系统的调节功能和传感器是否有故障。做好机车前后故障记录，使机车回仓后维修人员分析故障。除了组件级诊断外，还需要列车级诊断。也就是说，每个部件通过列车通信网络将故障信息收集到列车通信网络上的主要设备上。主设备根据预先确定的故障升级原理，决定整个列车的故障级别和采取的措施，并通过显示屏通知司机。这种车辆诊断系统可以为地面维修中的故障识别和定位带来极大的方便，大大节省了地面故障查找的时间。
        2.2电子器件维修
        电子设备拆装注意事项包括：
        1)电子部件焊接时，焊接工具应采用内热烙铁，内热烙铁应接地良好，接地电阻低。
        2)维修操作应在防静电工作台上进行。操作人员接触电子设备时应佩戴防静电腕带，并注意腕带与人体接触良好。
        3)在维修过程中，当需要用手持电路板时，只能手持住边缘，而不能握住电子元件，也不能直接接触电子元件的针脚。
        4)产品通电试验时，设备插好后不得随意插拔，断开电源后进行插拔。
        5)维修人员应穿戴防静电工作服和鞋。
        6)静电敏感器件的注意事项：静电敏感器件应封装在静电屏蔽袋中；静电敏感器件不得过早从原包装中取出；应在防静电工作台上进行静电敏感装置的开孔准备和试验；尽量不要接触静电敏感设备的管腿。
        2.3高原地区防雷措施
        在部分高原地区雷电频繁，加强雷电防护势在必行。结合TB/T3213—2009标准规定，防雷措施包括：
        1)高原电器型式试验和例行试验中，低压开关和控制设备等低压电器，必须测量接地电阻。
        2)机车、动车客车的车体与钢轨之间的电阻最大阻值应小于0.05Ω；货车车体与钢轨之间的电阻最大阻值应小于0.15Ω；列车各设备的保护以及屏蔽线的接地电阻的最大阻值应小于0.1Ω。
        3)对列车避雷系统加强功能检查和日常维护，正常工作状态，避雷装置可以防止雷电过电压的侵害。
        列车的电气设备与车体、车体与钢轨之间电阻较小的情况下，可以保证列车在被雷击时，能通过车体和钢轨将雷电能量尽快释放倒入大地，减少对车上设备的损害，保护列车电子部件。
        结语
        电子部件在列车的运行和控制方面起到重要作用，对于高海拔地区的列车车辆，对电子部件的要求又进一步提升。本文介绍了高原环境对电子部件的若干影响，并提出了维修和防护的相关措施和要求，以期能够通过优化产品设计、加强维修作业及防护等方式满足高原环境下列车电子部件的使用和维护。
参考文献
［1］TB/T3213—2009高原机车车辆电子产品通用技术条件［S］．
［2］GB/T21413.1—2008/IEC60077—1：1999铁路应用机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件和通用规则［S］．