四方平台动车组季节性常见故障分析

2022-03-26王水源张金伟孟森朱玉

电器工业 2022年3期

关键词：车顶异物动车组

王水源张金伟孟森朱玉

（青岛动车段）

1 动车组故障防控概述

动车组故障是指动车组在使用过程中出现的相关系统/部件不能执行规定功能的状态。动车组故障的产生会导致动车组部分系统/部件执行规定功能的能力下降或丧失，如不能得到及时有效处置，可能对动车组运营质量或旅客服务质量产生不良影响。

在动车组运用过程中，动车组造修质量因素、各系统部件使用寿命到限、动车组运营条件因素、动车组检修标准落实质量、人为异常操作（旅客误操作、其他非正常检修作业原因）等均可能导致故障的发生。

根据“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，动车组故障防控工作在修程修制上体现为实施以走行公里周期为主、时间周期为辅（先到为准）的计划预防修，在应急处置上体现为实施故障导向安全、宁错停勿盲行的故障处置策略。在动车组故障防控工作中，需要对故障原因、故障现象、故障影响、故障风险等相关因素进行综合分析，不断总结故障规律，完善故障防控体系，提高动车组运营与旅客服务质量。

2 动车组故障季节性特点

2.1 样本案例分析

因一年中四季气候差异会造成动车组运营条件差异，部分动车组故障的发生在时间上会表现出以年为周期的规律性现象，在特定的季节部分动车组故障发生频次相对较高。

本文以某动车所配属的30列（折合标准编）四方平台动车组为样本，针对部分动车组故障的发生存在季节性规律特点，对四方平台动车组季节性常见故障进行总结分析。

样本动车组自2018～2020年共计发生各类行车故障信息828件，涉及动车组的15个主要功能系统。经分析，约20类常见故障具有季节性特点。

2.2 季节性故障分类

根据季节特点不同，以下典型动车组故障发生频次在对应季节中相对较高，并在各年中根据季节变化呈现规律性变化。

（1）春季常见典型故障

动车组走行部与受电弓异物击打/缠挂异物（塑料膜等杂物、鸟类）：春季多风的气候特点导致动车组运行途中车顶受电弓部位刮碰塑料膜等异物的故障信息增多；同时因为春季鸟类繁殖与迁徙活动增多，春季动车组运行途中撞击鸟类的故障信息相对其他季节明显增多。

动车组牵引系统滤网、空调滤网脏堵（柳絮时期较为突出）：动车组在北方地区运行时，因春季柳絮较多，牵引系统散热风机滤网脏堵、空调滤网脏堵问题较为突出，易导致动车组牵引系统温升异常与空调系统制冷不良故障。

（2）夏季常见典型故障

动车组牵引系统超温（高温导致风机工作强度增大）：动车组在长时间高速运行时，夏季高温天气易导致动车组牵引系统风机工作强度过大，从而可能导致相关部件温升异常。

空调故障（高温导致空调系统工作强度增大）：夏季高温天气以及夏季暑运高峰期人流明显增多的特点，加大了动车组空调系统制冷强度需求，空调系统故障率较其他季节明显升高。

电气部件绝缘不良（阴雨&高温天气导致）：夏季阴雨、高温天气易导致动车组车下电气设备绝缘性能降低，特别是随着动车组长时间运行，走行时间与里程接近高级修时，车下电气设备绝缘不良问题有所增多。

车体、玻璃等密封状况问题（阴雨天气密集导致）：主要表现为动车组长期运行后，存在车体及玻璃密封性下降问题，长时间阴雨天气时可能出现车体及玻璃渗水情况。

雨刷系统故障（降水天气雨刷工作强度增大）：主要表现为强降雨天气时，动车组高速运行期间雨刷动作阻力大幅增大，由于雨刷长时间高强度动作，可能导致雨刷电机达到热保护条件，从而导致雨刷停止工作。

车门按钮绝缘不良（阴雨天气导致）：主要表现为阴雨天气可能导致车外按钮偶发性绝缘不良，报出侧门按钮异常故障。

（3）秋季常见典型故障

相比其他季节，秋季动车组故障发生率较低，暂无因季节原因导致的典型故障。

（4）冬季常见典型故障

动车组走行部与受电弓异物击打（线路冰雪、接触网冰雪导致），主要表现为：一是冰雪天气期间，高压供电接触网存在挂凌结冰现象，动车组运行过程中受电弓碳滑板不断与冰凌剐蹭，易导致碳滑板被异物击打故障发生；二是冰雪天气期间，动车组运行线路上及动车组车下转向架上积雪积冰较多，转向架上冰雪掉落时会导致动车组运行线路上冰雪与道砟石子被溅起，从而易导致动车组车下走行部异物击打故障发生。常见动车组车下走行部异物击打部位包括制动夹钳装置、停放制动拉手、车下传感器及线缆、动车组牵引电机与齿轮箱、车下裙底板及固定螺栓等。

图1 动车组运行途中受电弓撞击异物（鸟类）

图2 冰雪天气导致动车组车下转向架积雪

图3 动车组运行途中裙板格栅异物击打

车顶绝缘子闪络（雾霾雨雪天气导致）：主要表现为冬季雾霾与雨雪天气时，污闪与冰雪易导致动车组车顶高压设备电气绝缘距离缩短，当污闪严重或积雪较多时，可能导致动车组车顶绝缘子闪络故障发生。

车顶受电弓受流不良（接触网结冰导致）：主要表现为冰雪天气期间，高压供电接触网存在挂凌结冰现象，当接触网冰冻严重时，会导致动车组运行途中受电弓碳滑板难以与接触网金属导线形成持续接触，从而可能导致动车组车顶受电弓受流不良故障发生。

牵引电机接地（雨雪冰冻天气导致）：主要表现为冰雪天气期间，动车组运行过程中车下转向架、牵引电机部位存在大量冰雪，不断反复的雨雪冰冻与冰雪融化易导致牵引电机电源线等出现偶发性绝缘不良故障。

制动夹钳冻结（雨雪冰冻天气导致）：主要表现为冰雪天气期间，动车组运行时车下制动夹钳缠挂大量冰雪，动车组停车前制动工况时夹钳温度升高导致冰雪融化，融化的冰雪在动车组停车后会再次结冰，从而造成动车组制动夹钳冻结故障发生。

齿轮箱油乳化/状态异常（雨雪冰冻天气导致）：主要表现为冰雪天气期间，动车组运行过程中车下转向架、齿轮箱部位存在大量冰雪，不断反复的雨雪冰冻与冰雪融化可能导致齿轮箱密封性不良，从而导致偶发性齿轮箱油乳化/状态异常故障发生。

动车组滑行次数增多（雨雪冰冻天气导致轮轨条件劣化）：主要表现为冰雪天气期间，动车组运行线路轨面积雪与结冰，导致动车组运行过程中轮轨黏着系数下降，动车组大级别制动时可能导致车轮滑行次数增多。

动车组轮对踏面状态异常（擦伤、剥离、硌伤）：主要表现为冰雪天气时轮轨黏着系数下降、且动车组运行途中冰雪飞溅导致轨面杂物增多，动车组运行过程中踏面状态异常（擦伤、剥离、硌伤）故障较其他季节增多。

侧门冻结、排水槽结冰等（雨雪冰冻天气导致）：主要表现为冰雪天气、低温天气时，因冰冻导致动车组运行途中侧门打开不良与排水槽结冰等故障发生。

排水管冻结、卫生间故障（雨雪冰冻、极寒天气导致）：主要表现为一是雨雪冰冻天气导致动车组车下排水管冰雪堵塞与冻结，从而造成洗漱用水排出异常故障；二是极寒天气时动车组车上便器供水管路冻结，导致卫生间供水异常故障，卫生间无法使用。

车顶、车下风管路漏风及紧固件松动（气温变化导致）：主要表现为车顶、车下风管路因各连接/紧固部件热膨胀系数不同，进入冬季寒冷天气时，易导致车顶、车下风管路漏风及紧固件松动问题发生。

车门按钮绝缘不良（雨雪天气导致）：主要表现为冰雪天气时，车外侧门按钮周边附着有水汽且反复不断地结冰与融化，可能导致偶发性车门按钮绝缘不良，报出侧门按钮异常故障。

经分析，春季、秋季动车组季节性典型故障较少。夏季、冬季动车组季节性典型故障明显增多。主要原因为春秋季节气温适中、降水较少，动车组运行条件相对稳定。夏冬季节存在较多高温/寒冷天气、且降水较多，动车组运行条件相对恶劣。其中，夏季主要因高温天气导致空调与电气设备工作强度明显增大，相关系统易发故障明显增多。冬季因冰雪天气导致动车组运行环境恶劣，车下走行部故障发生次数明显增多。

3 故障防控

（1）春季常见故障防控

主要措施包括：一是针对异物击打类故障发生较多，动车组运行途中随车机械师加强对弓网监测设备巡检工作，发现动车组受电弓缠挂异物等故障后，及时采取应急处置措施；二是针对滤网脏污类故障，在柳絮季节缩短动车组清网周期、加大检查卡控力度，确保清网质量。

（2）夏季常见故障防控

主要措施包括：一是夏季期间加强动车组运行期间的远程监控工作，远程监控过程中对牵引系统、空调系统、电气部件相关故障重点检索，发现异常及时反馈处置；二是针对高温天气，根据动车组担当交路特点，加密牵引系统风机滤网、空调滤网清洁工作，确保相关风机散热效果良好；三是针对阴雨天气，动车组检修作业过程中对车体、玻璃等密封性进行重点检查，根据需要进行专项普查。日常检修过程中，对雨刷、侧门等落实状态检查与功能试验；四是日常检修过程中结合动车组回库一级修落实好空调装置状态重点检查、牵引系统送风机电流测量等相关工作，确保故障隐患及早排除；五是根据夏季牵引系统、空调系统、电气系统典型与重点故障，做好相关故障途中应急处置培训工作。

（3）秋季常见故障防控

暂无。

（4）冬季常见故障防控

主要措施包括：一是冬季对动车组车顶绝缘子进行重点清洁，加大检查卡控力度，确保清洁质量。并关注动车组运行线路相关地区的天气情况，在降雪、雾霾等恶劣天气时可根据实际情况采取减少库外动车组受电弓换弓操作、增加车顶绝缘子入库擦拭频次等措施；二是冰雪天气期间，做好动车组入库检修前的融冰除雪工作，确保动车组检修作业时车下走行部各部件清晰可视，提高动车组车下检修作业质量；三是动车组车下检修作业过程中，对动车组转向架、牵引电机、齿轮箱、制动夹钳装置、动车组裙底板及固定螺栓等走行部部件状态进行重点检查，并针对发现的典型故障开展专项普查；四是做好动车组存放期间防寒打温工作，避免动车组存放期间、上线出库前出现制动夹钳冻结、水系统冻结等相关故障；五是针对冬季动车组运用过程中受电弓挂凌结冰易导致受电弓碳滑板磨耗速度加快，可适当提高受电弓碳滑板厚度标准，确保动车组运行途中碳滑板厚度符合要求；六是冰雪天气动车组运行期间，动车组进站前制动过程中司机提前预判，采取小级别制动停车，避免出现动车组轮对滑行次数异常增多情况与动车组轮对擦伤风险；七是冰雪天气动车组运行期间，随车机械师结合动车组运行线路轨面冰雪覆盖情况按要求提出动车组限速申请，并对动车组车下走行部异音情况进行重点巡视检查，确保将动车组运行途中异物击打风险降到最低；八是故障防控过程中还需针对各季节性常见故障，做好相关料件储备、检修人员配备培训、随车人员途中故障应急处置培训等相关工作。