深圳地铁运营集团有限公司 广东深圳 518000
摘要:伴随着电子信息技术的高速发展,继电器作为一种不可靠电器元件,在工业自动化控制中得到了有效运用。一般情况下设计整机可靠性时,设计师会给出一定建议,最好少用或者不用继电器作为元件,但是因为其在自动化控制电路中,具备极强的通风性,并且可以简化电路受到了特别大的青睐。基于此本文通过对地铁列车继电器全寿命的有效分析,继而提出了有效的维修对策,仅供同行参考和借鉴。
关键词:地铁列车;继电器;全寿命分析;维修对策
继电器被广泛运用后,其故障问题的存在也一直困扰着列车的运用。由于继电器故障的问题,已经致使多次列车晚点及救援等事件的发生,严重影响了运营服务的质量。所以如何确保继电器的可靠性,并为列车运营的安全性提供保证至关重要。
一、地铁列车继电器故障统计分析
1、按年度统计
地铁列车在刚投入运营的过程中,发生继电器故障的问题相对较少,但是伴随着地铁长期的运行,其故障问题也在明显增加。
2、按季节统计
按照有关的统计结果来看,季节性也是比较显著的一个原因。通常情况下在春季及秋季发生故障的频率更多。
3、从初次上线时间统计数据来看
因为在地铁运行早期,其在生产工艺以及质量验收方面存在不足,但是伴随着社会的进步,之后劳动者利用各类生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理后取得了较为成熟的工艺,所以地铁列车的差异性非常显著。
二、全寿命分析
1、典型故障曲线
时间在不断改变的条件下,继电器故障率的变化情况与典型故障的曲线符合。按照时间顺序的不同,其可以分为三个时期。在继电器的初期故障过程中,继电器的故障率是一种逐步减少的态势,继电器交付使用的点为:在偶然发生故障时,其故障率是在一种永恒而稳定的状态,这个时间段为继电器的有效工作期,同时也被叫做继电器有效寿命。在磨损故障的过程中,其故障率一直处在不断增加的态势下,所以故障率也极大增加,这个时候对其进行维修,所花费的资金较大,同时也不能对继电器的寿命进行有效延长。
2、可靠度
继电器实际的可靠度,是通过之前的可靠系数乘以已经运用可靠系数所得的结果。原来有的可靠系数是对继电器进行设计生产时,受多种原因制约所决定的可靠系数。而已经使用的可靠度是指通过安装环境及维修监管等有效运用所决定的可靠度。继电器在使用过程中的稳定性程度,与其使用全寿命有直接联系
3、威布尔分布
典型故障的曲线可有效运用此方法进行求解。如果继电器的形状参数比1小的时候,那么相比与初期的故障曲线极为类似。如果形状参数等于1时,类似于偶然发生故障的曲线。如果形状参数大于1时,那么类似与磨损故障过程中的曲线。
4、全寿命分析
地铁线中的列车,运用的继电器是通讯电气公司所生产的MCRC型以及德国AGE公司生产的SH8型,两者都属于非密封性的电磁式继电器,一共有418个全列车,关键的电路中包含了146个,在投入使用以后,可对两年及五年后继电器可靠度的近似值进行估算。
若将N设为电器总数,R设为可靠度,而r设为故障综述,就可以计算出R2013为0.98,R2014为0.95。在此次列车的关键电路中,其故障的次数分别是21、47、71、83以及132,然后计算此类继电器的可靠度,可以掌握之后几年内其具体的期望值范围。若将其值设为0.9,其寿命所算出的数值为5.17年;若将其值设为0.95,其寿命所算出的数值为3.12年。对此次的研究结果进行参照,建议与列车的架修相结合,把对其全方面更换的周期规定为5年,而重要位置的周期设为3年。
三、故障原因
1、环境因素
首先其比较怕热,若顺序挨着太紧密,会导致局部有极高的温度,进而降低了可靠性。其次非密封式的继电器如果长期处在粉尘较多,且盐分及湿度较大,灵敏度不高的现象时有发生。
2、电路特性
2.1电压
蓄电池浮充过压,线圈集中发热更大,对机械的特性造成了严重的影响。外边电压发生改变,其时间及稳定系数也有有改变出现,如果太迅速的操作极易引发故障。线圈如果断电,会有非常显著的反峰电压产生,若抑制的二极管没有安装好,就会将触点上通过的直流电燃弧时间拉的更长,容易有电阻的界面膜发生,进而使得其性能有所减少,还可能出现更为严重的触点烧结。
2.2负载类型
低负载的时候可能会出现接触不良的现象。而负载比较高的时候会出现电弧放电的现象,继而致使故障问题的发生。不一样的负载电流在通断过程中,所产生的浪涌电流的大小也是不一样的。所以经常会出现接点熔化的事故。
3、人为因素
首先没有对碎片杂物进行及时的清理,导致机械卡死的隐患问题一直存在。其次对原电路进行轻易改变,主要包括:检修方式不准确以及意外情况等。最后继电器的安装方向没有有效避免共振影响,触点极有可能会出现瞬间断开然后再复合的现象。
四、维修策略
1、电路改造
与有关理论相结合进行分析,必须要在列车零速及紧急安全回路等,不同方面的电路把控中增加设置支线或支路开关,然后在制动控制、以及牵引指令等重要得继电器上关联触点,进一步提高地铁运行过程中的可靠性,并减少某些故障问题对地铁运用所带来的不良事件发生率。
2、定期维护
从目前的形式来看,已经有非常多城市,开始重视对地铁的检查工作,同时已经着重声明了要将线路电阻及继电器作为主要的工作核心,但仍旧需要逐步的完善和优化。同时应对维护步骤进行细化,确保规范标准的科学有效性,从而完善所维护的内容及工艺。可以转变尘灰的方式,然后运用带毛的刷子进行清理和打扫,禁止使用清洁剂,顺序从左边到右边,然后从上边到下边不漏过也不重复。对继电器的外观、安装、接线以及布线等状态进行有效检查。
3、定期普查
在春节、国庆以及寒暑假等重大节日活动对继电器进行有计划的普查,将预防措施提前做好,并对经常碰到的故障问题及存在的安全隐患问题进行及时的解决,为不同的指标系数能够达到有目标准提供保证。此外,还应严格检查接线问题、安装问题以及测温和标识等问题。
4、定期更换
针对于重要位置的继电器以及运用时间较长的继电器应定期进行更换。替换继电器的时间是通过两方面决定的。建议得电保持型的9K01及9K05等应以2年作为更换周期,而针对于具有较高频次的元件而言,最好3年替换一次。
5、定期抽样
对于重要位置的继电器,应对其进行定期抽样检查,并评估继电器是否需要进行更换。
6、换型改造
与地铁列车的具体情况以及运用经验相结合,制定极为可靠的密闭式继电器,并更换已有的继电器。
结束语
总而言之,其出现问题会严重制约地铁列车的安全稳定运行,同时也给人民群众的出行带来了便,因此技术人员加强对继电器可靠性及安全性的研究至关重要,通过逐步的完善,找到良好的检修手段,进而有效降低地铁列车运用故障的发生率。
参考文献:
[1]钟铨.广佛地铁增购列车二乘二取二LCU技术应用与分析[J].铁道机车车辆,2019,39(z1):32-34.DOI:10.3969/j.issn.1008-7842.2019.S0.09.
[2]国明辉,汪佳慧.新造地铁列车项目应用逻辑控制单元(LCU)替代继电器的可研分析[J].环球市场,2020(9):349.
[3]崔霆锐,李熙,华路捷,等.地铁列车逻辑控制电路安全服役技术应用研究[J].铁道机车车辆,2021,41(1):114-118,128.DOI:10.3969/j.issn.1008-7842.2021.01.24.
[4]邓举明,陶志钢,陈静.具有反馈检测功能的地铁列车开关门试验装置设计[J].铁道技术监督,2021,49(1):31-35.