刘永华
济南局集团公司青岛站 266012
摘要：铁路客运站运转的关键是机电设备的顺利、正常运行，但在铁路客运站的运行和使用中可能存在着各种影响因素。对铁路客运站机电设备运行中的各种故障，能够快速、科学、准确地进行故障诊断，是保证铁路正常有序运行的关键。为了实现机电设备的终端状态检修，采用谐波分析方法，通过对谐波特征值的实时监测，预测设备的性能变化。既能保证设备处于良好状态，同时也减少了设备维护的工作量和成本。希望通过本文研究能对铁路客运站机电设备的正常运行有所帮助，从而保障铁路客运站的正常运行。
关键词：铁路；机电设备；常见故障；在线监测；谐波分析。
1.铁路客运站机电设备故障在线监测方法概述
随着铁路客运站自动化水平的不断提高，车站对设备的依赖性越来越高。铁路客运机电设备包括通风、空调采暖、直梯及自动扶梯、屏蔽门、照明、排污泵、加压泵站设备等，这些设备有不同的性能和用途。一旦关键设备发生故障，很可能对旅客安全乘降构成威胁，后果不堪设想。对于客运站机电设备而言，传统的定期维护和维修并不是最佳的保障策略。其中，谐波分析是利用谐波感应线圈，感知电气设备在运行过程中的电磁场变化，得到测量数据。通过分析测量数据中各谐波的频谱，利用信号处理的方法对故障信号特征进行提取，突出显示故障特征信号和故障识别。谐波分析法不易受环境影响，适应性强。
2.铁路客运站机电设备故障类型及规律
2.1铁路客运站机电设备故障类型
铁路客运站机电设备故障主要是机电设备在长期使用过程中因变质、剥落、老化等原因发生故障。在运行中，机电设备经常出现因振动等原因发生松动、脱落。因性能退化或失效而引起的机电设备功能失效。一般来说，当机电设备不正常或不能执行某一动作时，就被认为是设备故障。因此，在维修机电设备故障的过程中，要注意故障的转化阶段，在故障转化为事故之前对故障进行修复。通过采取一定的维修方法和合理的设备故障监测技术，可以及时发现铁路客运站机电设备故障，使故障得到及时维修。目前，在线监测系统是一种常用的监测方法。在突发性故障的萌芽阶段，这些机电设备故障可以通过这些高科技技术来发现。
2.2铁路客运站机电设备故障发生规律
铁路客运站机电设备是一个完整的系统，任何一个部件都可能发生故障，使得故障具有突发性、不可预测性、随机性和模糊性，增加了故障诊断和维修的难度。由于铁路客运站机电设备一直处于动态运行状态，试图从各运行环节的测试结果中找出故障原因，增加了故障诊断的时间和成本。另外，铁路客运站的机电设备大多是相互关联的，一个部件的故障很可能导致其他部件的故障。因此，要避免故障诊断失误，必须从机电设备运行的整体出发，而不是局限于某一部分的诊断。
3.机电设备常见故障诊断原理在铁路客运站的应用
铁路客运站机电设备与其他设备相比，具有机电一体化的特点。为了快速准确地找出机电设备的故障源，必须充分了解机电设备本身的结构。当故障发生时，可以从机电设备故障的形式和现象中更快地找到故障的根源和本质。然而，无论采用何种诊断方法，机电设备的故障诊断都必须遵循先外后内、先机后电、先干后叶的原则。故障诊断和维修人员必须按照诊断原则和步骤分步进行诊断，以便迅速找到故障的根本原因。
4.铁路客运站机电设备谐波测量及故障在线监测原理
4.1谐波概述
谐波是电流所含有的频率为基波整数倍的电量。一般说来，就是指对于非正弦周期电量进行傅里叶级数的分解，其大于基波频率电流所产生的电量，其实质就是一个正弦波的分量。谐波主要来自谐波电流。由于波形与设备吸收的电流不同，电压和电流会发生畸变。
4.2采用谐波监测故障原理
机电设备产生的电流谐波含有丰富的电气状态信息。每个频率的谐波分别对应于元件故障或故障符号。一般来说，当机电设备发生异常或劣化时，会影响机电设备的运行状态，产生规律性的高次谐波变化。谐波检测法是通过检测谐波感应线圈来检测机电设备运行过程中电磁场的变化。根据一定数量的谐波，分析各部件的故障位置和设备的劣化程度，生成趋势图，利用设备的健康状况进行预警，减少突发事件的发生。该方法不易受环境影响，适应性强。该方法能实时掌握机电设备的运行状态，适用于机电设备的在线监测和早期故障诊断。
5铁.路客运站机电设备在线故障监测系统的组成
设备故障在线监测系统主要包括前端谐波传感器、无线开关网络、后端服务器和专家系统。主要功能是完成机电设备的谐波数据采集、故障在线监测和健康状态趋势预测。
5.1数据传输方案
设备故障在线监测系统采用无线通信传输实时检测数据。利用机电设备谐波传感器前端的谐波数据，通过无线网络和网络交换机将谐波数据传输到后端服务器。服务器端对谐波数据进行处理和分析，并与专家系统进行比较，得到反映当前设备运行状态和设备老化情况的设备状态信息。
5.2传感设备的安装
一般情况下，需要将传感器安装在能够感知设备电流中电磁场变化的位置。以铁路客运站电梯为例，电梯的动力源为电梯的牵引电机。将工频交流电转化为所需频率的交流电，为牵引电机供电。传感器安装在逆变器的输入输出端，逆变器的输出端为电机的输入端。因此，在设备故障在线监测系统中，逆变器和牵引电机的谐波检测可以通过不同的传感器来完成。
6.结束语
综上所述，由于铁路客运站运行中的机电设备，会发生各种不可预测的故障，这些故障大多有其自身的规律。铁路客运站机电设备故障在线监测技术是保证铁路客运站设备安全运行的重要技术手段，也是铁路企业实现节能高效的关键技术。铁路机电维修技术人员应加强学习，掌握机电设备常见故障诊断与维修技术，对不同的机电设备故障进行分类处理，准确诊断和维护，确保铁路客运站正常有序运行。这对于促进我国铁路运输业持续稳定发展具有重要的现实意义。
参考文獻
[1]李照良·机电设备故障诊断维修及管理分析研究[J]·科技与企业，2018（14）：268一269．
[2]周建保．铁路客运站机电设备故障的诊断和维修[J]．中国机械，2017(2):135一136，
[3]廖龙·铁路设备故障因素及处理分析[J]．中小企业管理与科技（下旬刊），2019（5）·
[4]黄钢.我国铁路客运站机电设备管理持续发展的研究与思考[J].铁道运输与经济，2018，37(9)：1-6.
[5]吴辉.铁路客运站机电设备监控系统设计与实现[D].广州：广东工业大学，2016.