示波器在動車組故障診斷中的應用

摘 要：示波器在動車組故障診斷中的應用，能夠有效提升動車組的維修效率，對確保動車組的安全運營具有重要意義。本文分析了示波器在動車組故障診斷中的優勢，并提出了示波器在動車組故障診斷中具體有效的應用方法，以期為相關人士提供借鑒和參考。

關鍵詞：示波器；故障診斷；動車組維修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.048

0 引言

隨著高鐵線路的不斷延伸，國內動車組保有量的迅猛增長，快速準確地診斷動車組故障能夠有效提升動車組的整體運行效率。動車組本身作為一個多學科交叉的復雜的系統工程，故障診斷工作還存在著諸多不足，因此，加強示波器在動車組故障診斷中的有效應用，具有十分重要的現實意義。

1 示波器應用于動車組故障診斷可行性探究

動車組集成了網絡控制系統、牽引系統、制動系統、高壓供電系統、列車超速防護系統或列車自動駕駛系統等十多個控制系統，各系統零部件之間緊密聯系、相互配合，實現動車組的精準控制。針對復雜的車載控制系統，僅通過傳統的萬用表或電壓表、電流表來實現故障檢測是遠遠不夠的，尤其對于運行線路中存在的異常干擾源或車輛高速運行時高頻振動下連接器接觸不良等因素導致的偶發性故障，電壓表和電流表只能在特定時刻檢測系統電路中某一點的電壓和電流，具有很大局限性。而示波器采樣頻率可調，多采樣通道能夠同時對系統電路中的多個取樣點進行數據采集，設定合適的輸入耦合方式能夠對輸入信號進行適合的濾波，并將數據反映的每一個小細節清晰顯示，相比于傳統的故障檢測方法，準確度較高，局限性小。同時，示波器還能夠對所采集信號動態捕捉，并將電流和電壓的波形變化數據進行存儲，這對于診斷車輛高速運行時出現的偶發故障顯得尤為重要，車輛停運后下載示波器數據即可查驗出非正常工作的信號，定位動車組控制系統故障點，能夠有效提升動車組的安全性能，從而為制定科學的維修方案提供必要的理論依據[1]。

2 示波器在動車組故障診斷中的應用方法

2.1 數字示波器診斷動車組故障

示波器通常被應用于實時監控動車組控制電路采樣點的電壓值或電流值，從而增進維護人員對系統工作情況的掌握。并能夠通過對動車組系統電路測量值波動情況的觀察和分析，發現故障，并及時制定科學合理的維修計劃，防范因故障擴大導致列車運行受阻的狀況發生，提升維修的效率和水平。

2.2 示波器在動車組故障診斷中的具體形式

（1）診斷動車組運行時出現的偶發性故障。動車組本身搭載了成千上萬的電氣控制器件，如繼電器、接觸器及網絡控制模塊等，并通過型號紛繁、數目眾多的連接器來實現各系統之間的電氣連接。動車組運行線路既有客貨運線路（非客運專線）線路條件復雜，易產生各種電磁干擾信號，干擾動車組低壓控制回路（DC110V、DC24V）及網絡控制系統正常工作。基于以上因素，動車組在運行中不可避免地會出現部分偶發性故障，此類故障難以查找故障點的原因在于故障在一天甚至數天內僅閃現一次，甚至僅會在車輛通過特定線路區段時發生，車輛停運時檢查無法發現異常。如某例線路電磁干擾導致的動車組某故障顯示燈閃紅故障，由于干擾尖峰電壓出現時間短暫，TCMS系統（列車控制和管理系統）的軟件濾波功能過濾掉了該信號，導致HMI屏（駕駛系統人機界面）無任何故障顯示，但該信號卻導致了硬線電路中的故障指示燈閃亮。當故障燈點亮時，示波器檢測到故障燈電源線電壓滿足觸發電壓，保存該通道此時的電壓波形，并記錄故障時其它4通道數據。通過采用該方法在車輛下次故障復現時就準確地找到了故障點。這種方法在動車組故障診斷中可廣泛應用，具體流程為，動車組維護人員通過合理的配線、接線對被監測系統加裝示波器，示波器工作在觸發模式下，同時監測故障檢測點及多路故障觸發源的電壓波動情況，進而定位到具體故障觸發源，制定故障修復策略，并在故障修復后，通過示波器及列車自身故障診斷系統確認故障是否排除徹底，從而完整實現動車組故障的診斷及檢修工作。

（2）診斷動車組各系統間的電磁兼容性故障。基于動車組系統集成化程度較高、車輛配線密集，車輛檢修維護過程中會遇見部分系統間的電磁兼容性故障。為判斷是否為車載其它系統工作噪聲信號導致的ATP與應答器通訊異常，使用示波器在ATP機柜的BTM接收板入口端測試BTM接收到的自檢信號強度，依次使車載各系統啟動后觀察示波器應答器信號波形顯示的變化情況，發現當司機室空調啟動且處于強制冷工況，司機室空調壓縮機啟動后BTM工作頻率范圍內的噪聲信號明顯增強，將自檢信號淹沒。當壓縮機停止工作后，干擾信號的幅值水平也恢復到了初始水平。得出結論：司機室空調壓縮機工作時將會引入較大的電磁干擾，這個干擾能可覆蓋BTM自檢時測試應答器的信號，由于壓縮機僅在司機室空調處于制冷工況時且室內溫度高于設定溫度時工作，導致應答器丟失故障不是持續存在。

3 結論

通過以上研究可以發現，在應用示波器進行動車組的故障診斷過程中，了解示波器在動車組故障診斷中的優勢，有助于充分發揮示波器的功能。在此基礎上，對動車組的故障進行檢測和分析，并制定科學的維修計劃，能夠有效提升動車組系統的維修效率。因此，在應用示波器進行動車組的故障診斷過程中，可以借鑒上述方法。

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作者簡介：張毅（1990-），男，山西長治人，本科，助理工程師，研究方向：售后服務。endprint