示波器在动车组故障诊断中的应用

摘 要：示波器在动车组故障诊断中的应用，能够有效提升动车组的维修效率，对确保动车组的安全运营具有重要意义。本文分析了示波器在动车组故障诊断中的优势，并提出了示波器在动车组故障诊断中具体有效的应用方法，以期为相关人士提供借鉴和参考。

关键词：示波器；故障诊断；动车组维修

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

0 引言

随着高铁线路的不断延伸，国内动车组保有量的迅猛增长，快速准确地诊断动车组故障能够有效提升动车组的整体运行效率。动车组本身作为一个多学科交叉的复杂的系统工程，故障诊断工作还存在着诸多不足，因此，加强示波器在动车组故障诊断中的有效应用，具有十分重要的现实意义。

1 示波器应用于动车组故障诊断可行性探究

动车组集成了网络控制系统、牵引系统、制动系统、高压供电系统、列车超速防护系统或列车自动驾驶系统等十多个控制系统，各系统零部件之间紧密联系、相互配合，实现动车组的精准控制。针对复杂的车载控制系统，仅通过传统的万用表或电压表、电流表来实现故障检测是远远不够的，尤其对于运行线路中存在的异常干扰源或车辆高速运行时高频振动下连接器接触不良等因素导致的偶发性故障，电压表和电流表只能在特定时刻检测系统电路中某一点的电压和电流，具有很大局限性。而示波器采样频率可调，多采样通道能够同时对系统电路中的多個取样点进行数据采集，设定合适的输入耦合方式能够对输入信号进行适合的滤波，并将数据反映的每一个小细节清晰显示，相比于传统的故障检测方法，准确度较高，局限性小。同时，示波器还能够对所采集信号动态捕捉，并将电流和电压的波形变化数据进行存储，这对于诊断车辆高速运行时出现的偶发故障显得尤为重要，车辆停运后下载示波器数据即可查验出非正常工作的信号，定位动车组控制系统故障点，能够有效提升动车组的安全性能，从而为制定科学的维修方案提供必要的理论依据[1]。

2 示波器在动车组故障诊断中的应用方法

2.1 数字示波器诊断动车组故障

示波器通常被应用于实时监控动车组控制电路采样点的电压值或电流值，从而增进维护人员对系统工作情况的掌握。并能够通过对动车组系统电路测量值波动情况的观察和分析，发现故障，并及时制定科学合理的维修计划，防范因故障扩大导致列车运行受阻的状况发生，提升维修的效率和水平。

2.2 示波器在动车组故障诊断中的具体形式

（1）诊断动车组运行时出现的偶发性故障。动车组本身搭载了成千上万的电气控制器件，如继电器、接触器及网络控制模块等，并通过型号纷繁、数目众多的连接器来实现各系统之间的电气连接。动车组运行线路既有客货运线路（非客运专线）线路条件复杂，易产生各种电磁干扰信号，干扰动车组低压控制回路（DC110V、DC24V）及网络控制系统正常工作。基于以上因素，动车组在运行中不可避免地会出现部分偶发性故障，此类故障难以查找故障点的原因在于故障在一天甚至数天内仅闪现一次，甚至仅会在车辆通过特定线路区段时发生，车辆停运时检查无法发现异常。如某例线路电磁干扰导致的动车组某故障显示灯闪红故障，由于干扰尖峰电压出现时间短暂，TCMS系统（列车控制和管理系统）的软件滤波功能过滤掉了该信号，导致HMI屏（驾驶系统人机界面）无任何故障显示，但该信号却导致了硬线电路中的故障指示灯闪亮。当故障灯点亮时，示波器检测到故障灯电源线电压满足触发电压，保存该通道此时的电压波形，并记录故障时其它4通道数据。通过采用该方法在车辆下次故障复现时就准确地找到了故障点。这种方法在动车组故障诊断中可广泛应用，具体流程为，动车组维护人员通过合理的配线、接线对被监测系统加装示波器，示波器工作在触发模式下，同时监测故障检测点及多路故障触发源的电压波动情况，进而定位到具体故障触发源，制定故障修复策略，并在故障修复后，通过示波器及列车自身故障诊断系统确认故障是否排除彻底，从而完整实现动车组故障的诊断及检修工作。

（2）诊断动车组各系统间的电磁兼容性故障。基于动车组系统集成化程度较高、车辆配线密集，车辆检修维护过程中会遇见部分系统间的电磁兼容性故障。为判断是否为车载其它系统工作噪声信号导致的ATP与应答器通讯异常，使用示波器在ATP机柜的BTM接收板入口端测试BTM接收到的自检信号强度，依次使车载各系统启动后观察示波器应答器信号波形显示的变化情况，发现当司机室空调启动且处于强制冷工况，司机室空调压缩机启动后BTM工作频率范围内的噪声信号明显增强，将自检信号淹没。当压缩机停止工作后，干扰信号的幅值水平也恢复到了初始水平。得出结论：司机室空调压缩机工作时将会引入较大的电磁干扰，这个干扰能可覆盖BTM自检时测试应答器的信号，由于压缩机仅在司机室空调处于制冷工况时且室内温度高于设定温度时工作，导致应答器丢失故障不是持续存在。

3 结论

通过以上研究可以发现，在应用示波器进行动车组的故障诊断过程中，了解示波器在动车组故障诊断中的优势，有助于充分发挥示波器的功能。在此基础上，对动车组的故障进行检测和分析，并制定科学的维修计划，能够有效提升动车组系统的维修效率。因此，在应用示波器进行动车组的故障诊断过程中，可以借鉴上述方法。

参考文献：

[1]吴亚明.示波器在汽车电控制系统故障诊断中的应用[J].中国高新技，2015（25）：51-52.[2017-08-07].

[2]杨燕，李司鹏.数字存储示波器在汽车故障诊断中的应用[J].今日科苑，2015（08）：114.[2017-08-07].

[3]胡辉.海德汉系统示波器功能在故障诊断中的应用[J].金属加工（冷加工），2015（03）：71-72.[2017-08-09].

[4]王伟.示波器在汽车电控系统故障诊断中的应用[J].科技资讯，2014，1223：111+113.[2017-08-09].

作者简介：张毅（1990-），男，山西长治人，本科，助理工程师，研究方向：售后服务。endprint