0引言

安全是鐵路運輸工作的核心。鐵路貨車超重、偏載或偏重,可能導致貨運列車輪軸斷裂和車輛顛覆。超偏載裝置作為鐵路貨運安全檢測系統(tǒng)的一個關鍵組成部分,可以有效地發(fā)現(xiàn)列車上的裝載問題,預防嚴重事故的發(fā)生,具有十分重要的意義。

1超偏載裝置系統(tǒng)組成

目前所采用的超偏載裝置,利用水泥軌枕、12個壓力傳感器和8個剪力傳感器,結合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及軟件、車號 自動識別系統(tǒng),可以 自動辨識車輛的型號、車號、自重及允許載重,它能夠在列車行進過程中測量貨車的超載、前后架偏載以及整車重心偏移量的數(shù)據(jù),并進行自動上傳^[1]。

超偏載裝置系統(tǒng)組成的基本原理如圖1所示。

超偏載裝置采用傳感器的電氣特性如下:

1)剪力傳感器:輸入電阻(350±5)Ω,輸出電阻(350±5)Ω;輸入電壓(10±0.5)V,輸出電壓0.1~10 mV;絕緣電阻5 000 MΩ。

2)壓力傳感器:輸入電阻(750±5)Ω,輸出電阻(700±5)Ω;輸入電壓(10±0.5)V,輸出電壓0.1~10 mV;絕緣電阻5 000 MΩ^[2]。

2 典型故障分析

2.1電子元器件故障

2021年嘉峪關站下行測點超偏載裝置曾出現(xiàn)此類故障。

2.1.1故障現(xiàn)象

超偏載裝置啟動后,數(shù)據(jù)采集儀表的電源指示燈亮起,但在超偏載程序界面中,并不顯示傳感器合成零點數(shù)值。

2.1.2檢查步驟

1)根據(jù)故障表現(xiàn),首先要確認外部供電是否已為數(shù)據(jù)采集儀表提供了正常的輸入電壓。經測量,外部供電電壓為222 V,數(shù)據(jù)采集儀表的開關電源接收電壓為222 V,外部電源和數(shù)據(jù)采集儀表開關電源均工作正常。

2)通過觀察該軟件界面反映的故障現(xiàn)象,確認數(shù)據(jù)采集儀表的開關電源燈正常點亮,故檢查數(shù)據(jù)采集儀表內的電源模塊是否有正確的輸出電壓。經過對數(shù)據(jù)采集儀表開關電源工作原理的相關分析,測量了其內部的5 V模塊電源,發(fā)現(xiàn)其輸出電壓僅為0.6 V,大大低于設計的標準輸出電壓值,由此可以判斷5 V模塊電源損壞。

2.1.3故障分析

由于該測點設備已經超出大修期限,超期使用導致數(shù)據(jù)采集儀表內5 V模塊電源的電容破裂,失去了應有功能,造成數(shù)據(jù)采集儀表電氣特性不良,致使與其相連的傳感器無供電,無法工作,也就沒有合成零點數(shù)值,最終引發(fā)了設備故障。

2.1.4處理方法

確定了5 V模塊電源已經損壞,對該模塊電源進行了更換,重新通電后,電源指示燈亮起,系統(tǒng)顯示自檢正常,對其輸出電壓進行測量,顯示為5.0 V。從程序界面觀察,各個傳感器的感應零點數(shù)值穩(wěn)定,并且都在合理的數(shù)值區(qū)間之內。當貨車車輛通過后,數(shù)據(jù)顯示正常,通過一段時間的核查比對,證明該測點數(shù)值與其他測點數(shù)值并無較大差距,表明該測點裝置故障已得到解決,可以正常使用。

為杜絕裝置電子元器件超期使用而導致的設備故障,對局管內超偏載檢測裝置超出大修期限的,進行了主要部件的升級和改造,從而成功杜絕了此類故障的發(fā)生。

2.2傳感器松動發(fā)生故障

由傳感器松動導致的設備故障曾發(fā)生在武威南站的武金線測點。

2.2.1故障現(xiàn)象

2021年1月,蘭州局管內武威南站武金線測點的超偏載檢測裝置在運行時頻繁發(fā)生檢測數(shù)值大幅波動數(shù)據(jù)異常、誤報的情況。對武金線超偏載檢測裝置運行情況進行了調查分析,共產生超偏載檢測裝置過車異常數(shù)據(jù)87條(其中超載報警異常數(shù)據(jù)50條,偏載報警異常數(shù)據(jù)3條,精度異常數(shù)據(jù)34條),這些異常數(shù)據(jù)的產生導致了檢測過車車輛信息不全、車輛匹配錯誤、誤報警情況的發(fā)生,嚴重影響了貨檢人員作業(yè),影響運輸效率。

2.2.2檢查步驟

1)檢查線路基礎情況,通過目測和軌距尺測量線路,確認該段線路的幾何尺寸是否正常以及線路的基礎是否牢固。

2)檢查數(shù)據(jù)采集儀表。首先檢查數(shù)據(jù)采集儀表的外部供電情況,確保其輸入電壓符合標準要求。其次對數(shù)據(jù)采集儀表進行檢測,以確認其輸出電壓在正常范圍之內。

3)檢查傳感器。對剪力傳感器和壓力傳感器進行獨立測試,驗證它們的輸入、輸出電壓是否在正常范圍內,以及其電阻值是否符合標準,以確定傳感器的電氣特性是否正常。

4)觀察程序軟件顯示界面較長時間后發(fā)現(xiàn),8號剪力傳感器的感應零點數(shù)值呈現(xiàn)出一種規(guī)律性減小漸變的趨勢。

2.2.3故障分析

經過對超偏載程序中傳感器感應零點數(shù)值的變化規(guī)律和傳感器波形的分析,初步推測8號剪力傳感器可能存在輕微松動的情況。

2.2.4處理方法

對該傳感器進行重新緊固后,通過軟件觀察其零點數(shù)值的變化,確認其零點數(shù)值是穩(wěn)定的,再結合車輛通過來觀察數(shù)據(jù)采集的情況,確認過車數(shù)據(jù)采集正常。同時比對其他剪力傳感器數(shù)值,確保該傳感器與其他剪力傳感器數(shù)值基本一致,該設備恢復正常使用。為了避免類似問題的發(fā)生,強化了對日常設備狀態(tài)的遠程監(jiān)控監(jiān)測工作,并結合設備的春、秋檢工作對超偏載檢測裝置進行了全面檢查。

2.3 雷擊造成的設備損壞

雷擊曾引起迎水橋站上行測點的設備損壞。

2.3.1故障現(xiàn)象

在超偏載檢測裝置通電后,主機電源指示燈不亮且顯示器屏幕沒有任何內容顯示。

2.3.2檢查步驟

1)根據(jù)故障現(xiàn)象,檢查外部電源供電是否正常,確認供電正常。

2)打開工控機主機箱,發(fā)現(xiàn)機箱電源沒有輸出電壓。

2.3.3故障分析

該地區(qū)強烈的雷雨天氣,導致了主機電源損壞。

2.3.4處理方法

更換新主機后,設備正常運轉,對貨車車輛進行檢測,顯示過車數(shù)據(jù)正常。為了減少測點設備的損失,已對超偏載檢測裝置加裝了防雷設備,確保了裝置的良好使用。

2.4傳感器損壞

天水站上行測點設備故障,根源在于傳感器損壞。

2.4.1故障現(xiàn)象

當超偏載裝置沒有車輛經過時,程序顯示有車輛通過;當車輛正常通過時,程序界面無數(shù)據(jù)顯示。

2.4.2檢查步驟

1)檢查檢測臺面,確認傳感器外觀無異常。

2)啟動主機,檢查各個通道在車輛未通過時的數(shù)值及傳感器零點值,結果顯示7號壓力傳感器的數(shù)值異常。

3)測量7號壓力傳感器的電阻值為1.8 kΩ,確認該傳感器已經損壞。

2.4.3故障分析

該傳感器內部的電子元件損壞,因而傳感器損壞導致設備故障。

2.4.4處理方法

更換新的壓力傳感器后,測量傳感器的電阻值在正常范圍內,測量供電電壓也處于正常狀態(tài)。經過對過車數(shù)據(jù)進行核查,未發(fā)現(xiàn)異常情況,確認該設備故障已經排除。

2.5 車號天線故障

迎水橋站的下行測點設備故障,根源在于車號天線接線處密封不嚴,導致車號信息無法采集。

2.5.1故障現(xiàn)象

該站下行測點設備車號接收異常,雨天或夜間出現(xiàn)無車號的故障,超偏載軟件將無車號的車輛信息當成異常予以屏蔽,不上傳該條過車信息,產生列車軸距缺失的情況。

2.5.2檢查步驟

1)對車號主機進行斷電檢查,確認主機外觀及內部板卡無明顯異常,板卡電路及主機電源無短路及燒蝕情況,確認車號主機狀態(tài)良好,車號主機設備正常。

2)敲擊開機磁鋼模擬車輛通過,并使用XCDT—5型微波場強儀測量車號天線的場強,發(fā)現(xiàn)在天氣晴朗時車號天線場強正常,車號系統(tǒng)開機及接收數(shù)據(jù)正常,無不良反應。

3)對車號天線及其同軸電纜線進行外觀檢查,并未發(fā)現(xiàn)明顯異常,模擬下雨天氣對車號天線進行注水試驗,發(fā)現(xiàn)車號天線無法正常接收數(shù)據(jù),于是確認車號天線與同軸電纜連接處密封不嚴,導致雨天設備故障。

2.5.3故障分析

過車震動或人員上道作業(yè)時故意踩踏,車號天線接線處密封不良,進水導致設備故障,均會影響設備使用。對天線及與同軸電纜接口進行升級改造,天

線與同軸電纜接口采用航空接口,達到防水要求,另外增加防水接線盒起到二次保護作用,避免接頭受潮而干擾信號采集,從而杜絕過車異常數(shù)據(jù)的產生。車號天線、同軸電纜接頭存在受潮、進水等情況或同軸電纜連接接頭處不潔、污損,均會對微波的傳輸和發(fā)射產生極大的影響,使從微波盒發(fā)射出的微波信號有所減弱,不能激發(fā)車號天線正常接收車輛標簽信號,這樣會造成車輛標簽不能被天線讀取到,造成軸距缺失。

2.5.4處理方法

對車號天線與同軸電纜連接處進行重新密封,并對同軸電纜接頭進行抗氧化處理,連接處理后對天線電阻進行測量,阻值為1.1 Ω,在正常范圍內。經過一段過車觀察,確認設備恢復正常。

2.6 車號識別設備計軸判輛錯誤導致誤報警的故障

2.6.1故障現(xiàn)象

2022—08—02T10:01,23008次列車通過武威南站武金上行檢測點時,機后第一位1617458車輛出現(xiàn)超載嚴重報警(超載55.5 t),導致武威南編組站扣車檢查,影響該站行車組織計劃。

2.6.2故障分析

通過對貨檢安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)中車輛追蹤情況的觀察分析,可以看出車號為1617458的車輛,在通過武金上行測點出現(xiàn)了嚴重的超載情況,但在其之前通過的貨檢站各測點均未出現(xiàn)報警的情況。觀察對比了一下23008次列車的軸距表信息(圖2),顯示車號識別設備計軸判輛用的軸距表匹配車型出現(xiàn)了嚴重的錯誤,將一臺雙機重聯(lián)機車誤判為一臺普通6軸機車和一輛C70型貨車,并將機車的重量匹配到車號為1617458的貨車上,造成該車列機車后第一位貨車車輛嚴重誤報警的情況。

由此可以得知,車號識別設備中機車的車型車號庫數(shù)據(jù)不全,造成車號識別設備程序對車輛計軸判輛信息的匹配產生了錯誤,是導致這次誤報警故障的根本原因。

2.6.3處理方法

1)針對超偏載檢測裝置車號識別設備異常數(shù)據(jù)多的情況,于2022年8月份對部分車號識別設備進行了升級改造。一是更換XC—3型升級版車號識別設備;

二是將232串口傳輸模式改為網絡接口傳輸模式;三是升級車號識別設備主控制板軟件程序;四是對車號計軸判輛磁鋼增加了抗干擾模塊;五是將車號識別天線與同軸連接電纜接口改為防水的航空插頭并安裝了防水接線盒。

2)加大數(shù)據(jù)核查力度。利用車輛追蹤系統(tǒng)及時觀察比對報警數(shù)據(jù),確保報警數(shù)據(jù)的準確性^[3]。當出現(xiàn)報警時,值班監(jiān)控人員應及時鑒別報警數(shù)據(jù)的可靠性,利用超偏載檢測裝置、軌道衡和TPDS多測點的檢測信息,進行數(shù)據(jù)比對;通過遠程監(jiān)控軟件,檢查該測點的設備狀態(tài)是否存在異常、超偏載檢測裝置稱重程序是否報錯,以及是否存在其他外界因素影響。若發(fā)現(xiàn)報警數(shù)據(jù)屬于誤報警,應及時通知車站相關人員,避免不必要的扣車復衡等工作。

3 結束語

超偏載檢測裝置故障可能是多種因素交互作用的結果,也可能只是單一因素導致的。加強對其日常監(jiān)控的重視,對過車數(shù)據(jù)和傳感器波形進行深度綜合分析,并定期進行全面檢查,可以有效預防問題發(fā)生,確保設備的正常運轉。

[參考文獻]

[1]崔寶祥.標準超偏載檢測裝置的研究[J].計量技術,2019(2):6—10.

[2]付韜.鐵路貨車超偏載檢測裝置常見故障處理分析[J].鐵道技術監(jiān)督,2010,38(9):28—30.

[3]鐵道貨車超偏載檢測裝置:JJG(鐵道)129—2004[S].

2024年第15期第19篇