高速列车检测分析.doc

摘 要高速列车的优点在于速度高，燃料省，安全可靠，服务优良。因此，高速列车从一开始就显示出了巨大的优越性。同普通列车相比，高速列车的性能大大提高。 近来我国铁路系统瞄准世界铁路先进水平，运用后发优势，博采众家之长，坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，用短短几年时间，推动我国高速铁路技术走在世界最前列。随着铁路向高速化发展，列车的运行速度也达到了前所未有的水平，列车一旦发生故障必定会带来严重的后果，因此列车运行状态实时监测与故障诊断变得更加重要。列车检测技术就是对列车运行过程中的诸多因素进行检测，包括列车运行位置、列车运行速度、列车乘务信息等。通过检测可以为列车自动控制系统提供列车列车运行速度控制、列车运行间隔控制等基础安全信息。列车故障诊断是识别列车运行状态的科学，它研究的是列车运行状态在诊断信息中的反映，其研究内容对列车运行的识别诊断、对其运行过程的检测以及对其运行发展的趋势的预测。本文主要介绍了我国高速列车检测与故障诊断的现状，以及高速列车检测与故障诊断的重要性及发展趋势进行了阐述，主要对动车牵引传动系统的故障进行了分析。关键词： 高速列车检测 故障诊断 牵引传动系统ABSTRACTHigh speed train has the advantages of high speed, fuel saving, safe and reliable, excellent service. Therefore, the high-speed train from the beginning to show huge advantage. Compared with ordinary trains, high-speed train greatly improved properties.Recently our country railway system aimed at the worlds advanced railway level, use late dominant position, gambling public house long, adhere to the original innovation, integrated innovation and introduce digest absorb innovate again, with just a few years time, promote Chinas high speed railway technology walk in the forefront of the world. With the railway to high speed development, the train reached a hitherto unknown level, train once malfunction will bring serious consequences, so the train running state real-time monitoring and fault diagnosis becomes more important.A train detection technology is on the train operation process of many factors were detected, including train position, train speed, the train crew information. Through the test for automatic train control system for train running speed control, train interval control basic safety information. Train fault diagnosis is to identify the train running state of the science, it is the study of the train running status information in the diagnosis of reflect, its research content for train operation diagnosis, recognition of its running process detection and its development trend forecast.This paper mainly introduces the Chinese high speed train detection and fault diagnosis of the status , and high-speed train detection and fault diagnosis of the importance and development trend undertook elaborating, mainly for vehicle traction transmission system fault analysis.Key words: high speed train detection fault diagnosis of traction drive system第1章 绪论高速列车的优点在于速度高，燃料省，安全可靠，服务优良。因此，高速列车从一开始就显示出了巨大的优越性。同普通列车相比，高速列车的性能大大提高。 目前的高速列车是在现有的柴油机车、电力机车和铁路的基础上，对动力系统、行走系统、车厢外形和路轨系统等加以改进。我国高速列车，从时速160公里提高到时速200公里以上，是一次质的飞跃列车控制系统、牵引制动系统、车体外型、系统集成等都要因为这40公里时速的提升而做出质的改变。截至2009年，我国铁路运营里程达到8.6万公里，位居世界第二。按照国际通行的定义，其中投入运营的高速铁路已经达到6552营业公里，时速200至350公里的高速铁路有3676营业公里。 然而，由于速度的提高，高速列车的运行中会遇到一系列安全问题：1.传统的火车是依靠轮轨之间的粘着牵引力牵引列车运行，增加列车速度，需要提高牵引力，而轮轨牵引力是有一定限制的，超过这个限制值便可能因失去粘着而发生轮轨之间的滑动，并失去牵引力。另一方面，随着速度提高，轮轨之间的粘着系数会下降。 这便增加的高速列车的危险性。2.列车速度提高了，还必须能在一定距离和时间之内停车，又面临着大功率，因此安全的制动技术问题日益突出。3.列车速度提高，轮轨之间的相互作用力增大；轮轨磨耗，列车对轨道、线路的破坏作用加大；列车运行稳定性和脱轨安全性问题突出。4.列车空气动力学也是高速列车不可回避的重要课题，除列车运行阻力之外，高速列车周围的空气流场及其对周围物体和环境产生的影响；列车会车和通过隧道时短时内的气压波动对车体及对车内人员的强力作用；空气升力对列车运行的影响；车厢窗户的强度及密封性能等都是必须注意并加以解决的安全问题。5.列车在高速运行条件下，靠人工操作不可能保证安全，必须具备一套安全运行自动控制系统，它不但能监测、控制列车在预定的状态下安全运行，而且还具备智能性较强的诊断系统，保证操纵控制系统和操作人员能及时获知和及时处理可能发生的故障。因此，随着铁路向高速化发展，列车的运行速度达到了前所未有的水平，列车一旦发生故障必定会带来严重的后果，因此列车运行状态实时监测与故障诊断变得更加重要，随之而产生的列车运行状态监测、故障的预防和故障发生后的快速排除等问题也摆在了越来越重要的地位。第2章 高速列车检测与故障诊断的历史与现状2.1高速列车的发展史高速列车一般指时速在200公里以上的火车。20世纪50年代初，法兰西共和国首先提出了高速列车的设想，并最早开始试验工作。1976年，用柴油电动机车牵引的高速列车在英国投入服务，这是当时英国最快的载客列车，最高时速达250公里。 法兰西共和国则以电力机车为研究对象，其高速电力引列车在1978年曾创下时速260公里的纪录。1981年10月，新的高速列车“T.G.V”在巴黎里昂干线正式投入使用。采用流线形造型的“T.G.V”和和常规列车相比，空气阻力减小了三分之一。它装有大功率动力装置，具有较强的爬坡能力，可以高速爬上35%的陡坡，也可在坡路上起动，使用的仍是普通铁轨线路，曾创下时速380公里的纪录。 目前的高速列车是在现有的柴油机车、电力机车和铁路的基础上，对动力系统、行走系统、车厢外形和路轨系统等加以改进，并没有改变传统火车和铁路和基本面貌。除了在牵引机车高速列车(1张)方面的改进以外，虽然人们还在轨道方面进行了一些新的尝试，如西德、日本、美国等国家修建了一些短程单轨铁路，但由于建造费用庞大，比普通铁路复杂，不能适应长途重载铁路运输的需要，所以没有普遍采用。由于传统牵引机车和路轨系统等方面的问题，如轮、轨的摩擦难以克服，所以进一步提高车速困难很大。若想使铁路运输有一个大的飞跃，而需在牵引机车和路轨系统等方面采用全新的设计，如目前某些国家正在研制之中的磁悬浮列车。 法国阿尔斯通公司制造的V150型高速电气机车(TGV)在巴黎东南部的一段经特殊加固的铁路线上，达到了时速574.8公里，创下新的有轨铁路行驶速度世界纪录。在测试中，列车经过14分钟的不断加速，达到了574.8公里的时速，打破了17年前同样由TGV机车创造的515.3公里/小时的纪录。随后，法国国营铁路公司、法国铁路网、法国阿尔斯通运输公司，联合召开了一次新闻发布会，宣布创造了这一最高时速的消息。随着高速列车的的发展，高速列车检测与故障诊断也日益重要起来，成为列车安全行驶不可忽视的重要部分。2.2高速列车检测与故障诊断的发展现状利用各种检查和测试方法，发现系统和设备是否存在故障的过程是故障检测；而进一步确定故障所在大致部位的过程是故障定位。故障检测和故障定位同属网络生存性范畴。要求把故障定位到实施修理时可更换的产品层次（可更换单位）的过程成为故障隔离。故障诊断就是指故障检测和故障隔离的过程。列车检测与故障诊断对于行车安全是必不可少的，特别是高速列车，需要经常进行定期诊断。列车故障诊断是识别列车运行状态的科学，它研究的是列车运行状态在诊断信息中的反映，其研究内容对列车运行的识别诊断、对其运行过程的检测以及对其运行发展的趋势的预测3个方面。由于高速动车组发生故障会带来严重的后果，因此必须在事故发生以前，利用先进的装备较早发现和预防事故发生。动车组检测与故障诊断系统对于高速动车组的安全起着不可忽视的作用。高速动车组车载故障诊断系统的监测诊断项目主要包括；供电诊断：牵引传动装置诊断，制动装置故障诊断，转向架故障诊断，专门故障诊断，防滑装置故障诊断， 轴箱温度检测，空调装置故障诊断，司机工作状态监测，旅客安全防护等。总的来说，按照动车故障诊断的项目内容，可把动车组故障诊断分为外部诊断和内部诊断。铁路是我国重要的基础设施，随着我国电气化铁路的迅速发展，铁路行车安全性和可靠性日益成为重要的课题，而电力机车作为铁路运输的载体，其运行的良好性对确保铁路安全行车有着重要至关重要的作用。在我国，每年因机车运行故障而造成的经济损失是巨大的，同时，我国每年为保持机车车辆等设备正常运行所花费的维护费用在铁路运输经费中也占了很大的比重。因此，提高列车故障诊断水平，使机车故障诊断和维修工作更加高效而科学对铁路安全行车有着非常重要的意义。虽然经过我国科研工作者几十年的辛勤努力，我国机车车辆诊断技术取得了较大的进步，但是与实际中的故障检测需求相比仍有较大差距，目前我国机车车辆制造维修水平整体较低，特别是可靠性低，严重影响当前的铁路提速和“货车重载、客车高速”战略的实施。目前，无论是管理部门还是技术部门，都对开展机车车辆故障诊断的迫切性有所提高。第3章 高速列车检测与故障诊断的发展趋势及在科学领域的地位3.1检测的概念检测是利用各种传感器，采用适当的方法和相应的装置，将工农业生产、科学研究、日常生活等各方面的有关信息，在现场通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。 采用微型计算机自动地完成整个检测处理过程的技术称为微机检测技术。 检测技术是自动化技术四大支柱之一，与一般的测量相比，检测技术含义更广泛，它包括：寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号，确定被测量与显示量两者间的定性、定量关系，并为进一步提高测量精度、改进实验方法及测量装置性能提供可行依据的整个过程。 检测技术是涉及检测方法、检测结构以及检测信号处理的一门综合性技术。一个完整的检测过程一般包括：信息的提取，信号的转换、存储与传输，信号的显示和记录，信号的分析和处理。 3.2 检测技术在科学技术领域中的地位在当今信息社会的一切活动领域中，从日常生活、生产活动到科学实验，时时处处都离不开检测。现代化的检测手段在很大程度上决定了生产和科学技术的发展水平，而科学技术的发展又为检测技术提供了新的理论基础和手段，同时对检测技术提出了更高的要求。 检测技术是科学地认知客观世界的手段，只有通过检测人们才能够定量地表述事物和事物的发展过程，才能进行比较和判断，进而对事物和过程进行有效的管理和控制。 在现代工程装备中，检测环节的成本已达到装备系统总成本的50%70%。检测环节已成为保证装备实际性能指标和正常工作的重要手段，例如，在钢铁厂的高炉冶炼过程中，为了实施生产监督和保证产品质量，必须由称重测量系统对送进高炉的铁矿石及各种添加剂进行称量以保证配比，还要有温度、风速和湿度测量装置对送风温度、流量以及湿度进行测量并实施温度及湿度控制，以保证钢锭质量；为保证火箭的正常发射和运行，需要通过各种检测装置得到火箭的飞行速度、加速度、航向等几百个状态数据；电厂中运用蒸汽轮机发电，需要随时检测蒸汽流量，蒸汽流量测量值若有l%的测量偏差，电站的燃烧成本将增加1%。随着科学技术的发展，一方面是被测对象的范围日益扩大，要求应用物理、化学和生物学等基础科学提出新的变换原理，另一方面是对监测系统的准确性、监测系统对被测参数微小变化的分辨能力、使用可靠性、反应快速变化信号的实时性、抵抗和抑制外界干扰影响的抗干扰能力及在线提供数据分析判断的能力提出了更高的要求。3.3检测技术的发展趋势随着计算机技术和微电子技术以及计算机软件技术和数据处理技术的发展，检测技术也得到了空前的发展和进步。人类信息化时代必将为智能检测提供更为广阔的应用前景。随着科学技术的发展，检测技术将向着高可靠性、高智能化方向发展。1、 采用新型信息处理方法 近年来，新兴信息处理技术，在现代检测系统中得到了有效应用。例如，热处理炉温度自动监测系统采用多传感器进行数据融合处理，可以提高温度测量的可靠性与准确性，从而提高热处理产品的质量和生产效益。随着新兴信息处理技术的发展，现代检测系统的信息处理方法必将有革命性的改变。2、 仪器与计算机技术的集成 仪器与计算机技术的深层次结合产生了全新的仪器结构概念。例如，虚拟仪器卡式仪器、VXI总线仪器以及集成仪器等。3、 硬件功能软件化 在虚拟仪器的检测平台上，调用不同的检测软件就可构成不同功能的仪器，因此，软件在检测系统中占有十分重要的地位。在大规模集成电路迅速发展的今天，检测形同的意见越来越简化，软件越来越复杂；而集成电路器件的价格逐年大幅下降，软件成本费用则大幅上升。检测软件不论是对于大的检测系统还是对于单台仪器子系统，都是十分重要的，而且是检测系统未来发展和和竞争的焦点。而在虚拟仪器的检测平台上，信号数据特征的定义实用软件编程很容易实现，从而使得那些只能有精密而昂贵的分析仪器才具有的信号分析与测量功能得以在一般工程测量中实现，使得信号分析与处理技术能够广泛深入地为工程实践服务。 软件技术对于微机监测系统的重要性表明了计算机技术在现代检测系统中的重要地位。4、 网络化 随着网络技术的普及与发展，未检测技术带来了前所未有的发展空间和机遇。将微机监测系统与网络相连接，不仅能实现对检测系统的远程操作与控制，而且可以把检测结果通过网络显示在世界各地的浏览器中，以实现检测系统资源和数据的共享。5、 通用化与标准化 为了便于获取和传输信息，实现系统的更改与升级，微机检测系统的通用化、标准化设计十分重要。 目前市场上的接口与总线系统种类较多，但随着智能检测技术的发展，可望制定出全世界通用的集中统一接口与总线系统标准，或者制定出几种互相兼容的接口与总线系统标准，以便于检测系统的组建、更改、升级和连接。现代检测仪器还可以与其他非检测性网络连接，获得其他系统的信息，为其他系统提供现代检测仪器的观测、估计、判断与决策结果。第4章 高速列车检测与故障诊断的构成及重要性 4.1 动车组诊断系统的构成 动车组的故障诊断系统包括两个部分即车在故障诊断系统和地面故障诊断系统。 1、地面故障诊断系统 由于车载故障诊断系统一方面受空间的限制，不可能配置大型计算机系统；另一方面受事实条件的限制，不可能进行大量的逻辑推理和运算。因此，需要在地面上设置故障诊断系统，以弥补车载系统的不足，从而能够较好地完成动车组故障诊断系统所有的各项任务。 地面故障诊断系统往往和维修信息系统合并为一个系统，它实质上是一个完善的大型计算机系统。它的主要功能有; （1）通过与列车的信息传输与交换，直接得知列车的运行状态，并通过自身的软件系统对信息进行处理与分析，对故障进行实时诊断，给司机已经是和指令。也可以通过数据转储设备，将列车运行中记录下来的数据转储入地面系统，可进一步处理和分析，从而做出动车组设计、制造、运用、和维修方面的重要决策。 （2）地面故障诊断系统还包括外部诊断项目，主要有：轮对故障诊断、轴温红外线检测和润滑油的光谱和铁谱诊断等。 （3）列车进入动车段和维修基地期间，所有的监测数据都输入该系统，有计算机系统做出诊断，以便对动车组进行经济、有效的维修。 2、车载故障诊断系统 动车故障诊断系统主要是指车载故障诊断系统。车载故障诊断系统是一套安装在列车的实时运行诊断系统，实质上是一个分布式计算机测控系统。车载故障诊断系统分为三个层次：列车诊断中心、车辆诊断装置和设备诊断单元。期间用通信网络连接，构成整个诊断系统。 （1）列车诊断中心 列车诊断中心是整个列车的主诊断装置，用于全列车技术状态的分析和诊断。它通过列车总线获取各界车辆的工作状态和故障情况，然后进行处理分析，作出判断，并将诊断结果进行记录和向乘务员显示，在故障情况下还影响乘务员提示有关的处理对策。 列车诊断中心配备有显示终端，并具有人机对话功能。乘务员可以与中心在终端上“对话”。列车诊断中心还具备无线通信功能，以便与地面调度中心通话和交换信息。 （2）车辆诊断装置 车辆诊段装置包括动力车和拖车的诊断装置，它们是车载诊断系统的一个子站。每个车辆诊断装置通过车辆总线搜集本节车辆的数据和各个部件的诊断结果，并进行分析、记录。车辆诊断装置根据本届车内各个功能部件或子系统的工作状态，得出本节车的当前状况，如果确认为故障状况，则还需进行故障识别，并记录备案，并通过通信网络送往列车诊断中心。车辆诊断装置在结构上是完全独立的，它只与列车诊断中心和部件诊断单元发生联系，并具有简单的显示与报警功能。 （3）设备诊断单元 设备诊断单元是直接面向检测对象的功能层次，它可以直接面对一个部件、一个功能模块或一个子系统进行检测诊断。诊断结果和建议传输给车辆诊断装置，同时将有关数据如实记录下来，在适当时机可由转储设备取出，已被进一步分析应用。 设备诊断单元在功能上与相应的部件模块豁子系统是相互独立的，但在结构上可以在一个功能块内，也可以是一块单独的插件板。4.2列车故障诊断系统的重要性1. 提高动车组运行的可靠性和安全性现代动车组是一种技术先进、机构复杂的技术装备，采用 大量的现代电子原件和装备，进行着复杂的信息处理，因此要求这些装备具有较高的可靠性。这种可靠性的一方面通过电子装备的可靠性来保证；另一方面则由检测与故障诊断系统来提供。检测与故障诊断系统可以迅速地识别和提示运行中发生的故障，采取措施及时地排除故障，从而保证动车组可靠性运行，并提高了列车运营的安全性。2为动车组维修提供重要的依据现代动车组的检测与故障诊断系统不但能够在运行中向乘务员提供列车的运行状况，故障级别，提车排除故障措施的建议，而且还能在运行中将这些情况及时地向维修基地以前（例如提前1h）做好维修计划，准备好需要更换的配件。从而大大缩短了维修停时，提高了动车组的可用性。3可检测、显示、记录、存储和分析数据故障诊断系统在动车组运行中检测出故障，并将故障状况、故障等级以及应该采取的措施建议显示在显示屏上，帮助司机处理故障；同时，还就运行中发生的故障情况记录下来，其中包括故障时间、位置，故障发生时有关参数的当前值及其变化情况，并存储下来，供地面系统进一步分析。4为动车组的改进和发展提供依据故障诊断系统所积累的大量数据，不但成为维修的重要的依据，而且通过对这些数据的综合分析，还能对动车组的综合性能和各主要零部件的可靠性进行评估，为动车组的改进和发展提供重要的依据。第5章 高速列车牵引传动系统的检测与故障诊断5.1 受电弓的检测与故障诊断5.1.1动车组对受电弓的要求受电弓是动车组从接触网的接触到线上收取电流的一种受流装置。动车组对手电工的基本要求是：滑板与接触导线接触可靠，磨耗小；升、降弓时不产生过分冲击；运行中受电弓动作轻巧、平稳、动态稳定性好。为此，在接触导线高度容许变化的范围内，要求受电弓滑板对接触导线有一定的接触压力，且升、降弓过程具有先快后慢的特点，即升弓时滑板离开底架要快，贴近接触导线要慢，以防弹跳；降弓时滑板脱离接触导线要快，落在底架上要慢，以防拉弧及对底架有过分的机械冲击。5.1.2受电弓的故障检测1、 升不起弓的检测动车组升不起弓原因是由于穿东风公里的气压不足，因此，可在传动风缸某处安装一个压力传感器，将传感器的输出送信号板处理，在气压低于升弓气压的最小值时，系统报警。2、 受电弓绝缘子闪络的检测受电弓绝缘子在车顶起支撑、绝缘的作用，由于工作环境恶劣，长期经受高电压负载、污染物趁机、日晒雨淋、冷热变化等作用，瓷瓶可能出现开裂，发生绝缘电阻下降甚至降为零，严重时会发生绝缘子闪络，是动车组处于物流状态。可采用泄漏电流传感器对其泄露电流的大小进行在线监测，将测得的绝缘子泄漏电流与给定值相比较，如果小与给定值，则说明绝缘子处于正常状态；否则，则处于故障状态。3、机械部件损坏的检测若某一机械部件有损换，就会影响升降弓的正常完成，因此，通过检测升降弓时间就能反映各个部件是否正常工作。4、 受电弓离线的检测（1） 离线现象 在动车组运行过程中，受电弓与接触网时处于一种动态解接触状态，离线是指弓、网脱离接触，因而在离线状态下，动车组内网压表会显示为0。而长时间的离线就会严重影响到受流状态，从而影响动车组的正常运行。（2） 离线特征离线特征有以下几个：1）离线时伴有高频电磁波产生。2）测量用受电弓离线时产生火花，花花电流变化陡峭。3）测量用受电弓离线时，受电弓与接触线间的电阻变大。4）受电弓和接触线之间的接触电压趋近于0。5）受电弓在牵引状态下离线时，会产生电弧并发生强烈的紫外光。利用以上特征都可检测出离线信号，目前国内外广泛投入研究使用的检测方法主要有电阻测量法、当刘测量法以及光学测量法。5.2牵引电机的检测与故障诊断5.2.1牵引电机故障的类型异步牵引电机的故障是多种多样的，也很复杂，常见的电磁及机械故障有以下几种。（1）定、转子绕组匝间短路及相问短路和绕组接地故障这种故障出现的原因，主要是由于电机长期运行发热，绝缘老化或工作环境中水分、尘埃等物质与绝缘相互作用，使绝缘击穿，以及电机工作中由于各种电磁力、机械力的冲击作用，使绝缘损坏。（2）鼠笼式转子的断条、裂环、弯曲变形等故障这种故障出现的原因有生产制造过程中的潜伏隐患，运行过程中的疲劳损坏，以及起动、过载运行中有较大的热负荷、电磁力冲击等。（3）转子偏心故障可分为静态偏心和动态偏心两种类型。静态偏心主要是由于定子铁芯呈椭圆形或定、转子定位不准确(即定转子不同轴心)引起的，而动态偏心是由于转轴弯曲、高转速时机械共振或轴承损坏等原因引起的。5.2.2 牵引电机故障的原因1、定子铁芯的故障 （1）定子铁芯短路这类故障大部分发生在齿顶部分。交流电机定子铁芯中磁通是交变的，铁芯中的磁滞损耗、涡流损耗及表面磁通脉振损耗都使铁芯发热，为了减少定子铁芯的铁损，通常都将定子冲片两边涂有绝缘隔离层，以减少铁损。因此大容量的和重要的交流电机，在定子铁芯叠装后必须进行铁损试验，检查硅钢片的质量和铁芯是否存在局部过热现象。而异步电机定、转子气隙小，由于装配不当，轴承磨损，转轴弯曲及单边磁拉力等原因，都可能造成定、转子摩擦，使定子铁芯局部区域齿顶上绝缘层被磨去，并因毛刺而使片间相连，致使涡流损耗增大而局部过热，甚至危及定子绕组。（2）定子铁芯松动定子铁芯松动往往是由于制造时铁芯压装不紧，或定子铁芯紧固件松脱或失效时发生，其主要征兆是电磁噪声增加，特别是在起动过程中的电磁噪声，振动大是铁芯松动的另一征兆，铁芯松动故障不但使电机的噪声让人难以忍受，长期存在将导致绕组绝缘因振动大而缩短寿命。2 、绝缘故障（1) 绝缘故障现象电机各部分绝缘都是由不同绝缘材料经过各种处理组合成的，各部分的绝缘结构组成了电机的绝缘系统。但是，无论是机械强度、耐热性、对环境的抵抗能力以及耐久性等方面，绝缘系统都是电机结构中较薄弱的环节，其发生故障的几率也较高，老化、磨损、过热、受潮、污染和电晕都会造成绝缘故障。（2) 电机绕组故障绕组绝缘破损。它是由于绝缘收缩和电动力的作用造成的，长期高温作业使绝缘层内溶剂挥发等原因，使槽楔、绝缘衬垫、垫块因收缩而尺寸变小，绑扎绳变得松弛，线圈和槽壁、线圈与垫块、线圈与固定端箍之间都产生了间隙，在起动、冲击负载引起的电动力作用下，将发生相对位移，时间久了就会产生磨损，使绝缘层变薄，其伴随的征兆是槽楔窜位，绑扎垫块脱落，端部绑扎松弛，端部振动增大，检查时可发现绝缘电阻降低，泄漏电流增加，耐压水平明显降低。绝缘破损通常是线圈受到了碰撞，或转子部件脱落、碰刮导致绝缘局部损伤，运行时往往表现为对地击穿。匝间短路。高压定子绕组为了减少附加铜耗，通常在股线间需要换位(罗贝尔线棒)。在制造过程中，线圈的压型和换位工序操作不当时，易造成匝问短路。匝间短路使绕组三相阻抗不相等和三相电流不对称，导致电机振动加大。在匝间线圈短路温升较高时，往往会使线圈表面变色，或线圈局部过热，绝缘层在高温下分解，甚至产生局部放电的现象。绝缘电阻降低。多数情况是由于绕组吸潮或导电性物质粘在线圈表面，或渗入绝缘层的裂纹所致。绝缘电阻降低到不容许程度，一般的吹风和清擦已难奏效，往往需要拆卸电机，用专用清洗剂清洗、烘干、浸漆后方能恢复。滑环绝缘层、换向器、换向器V形环端部、转子并头套绝缘都是裸露带电导体的对地绝缘，绝缘结构除考虑耐压强度外，还必须考虑一定爬电距离，当爬电距离过短或表面粘结污垢后，这些部分的绝缘电阻值往往也会低于容许标准。（3)异步电机转子绕组故障异步电机转子绕组故障主要是断条和端环开裂。鼠笼式异步电机在起动时，绕组内短时间流过很大电流，不仅承受很大冲击力，而且温升很快，产生热应力，端环还需要承受较大离心应力。反复起动、运行、停转，使导条和端环收到循环热应力和变形，由于各部分位移量不同，受力不均匀，会使导条和端环因应力分布不均匀而断裂。另外，从电磁力矩来看，起动时的加速力矩、工作时的驱动力矩是由导条产生的，减速时导条又承受制动力矩，由于负载变化和电压波动时导条要受到交变负荷的作用，容易产生疲劳。当笼型绕组铸造质量、导条与端环的材质和焊接质量存在问题时，导条和端环的断裂、开焊更易发生。导条、端环断裂的征兆是电机起动时间延长、转差率增大、力矩减小，同时也将出现电机振动和噪声增加等现象。5.2.3牵引电机故障诊断的方法1、电流分析法通过对负载电流幅值、波形的检测和频谱分析，诊断电机故障的原因和程度。例如，通过检测交流电动机的电流，进行频谱分析来诊断电机是否存在转子绕组断条、气隙偏心、定子绕组故障、转子不平衡等缺陷。2、振动诊断法通过对电机振动的检测，诊断电机产生故障的原因及部位，并制定处理方法。3、 绝缘诊断法利用各种电气实验和特殊诊断技术，对电机的绝缘结构、工作性能和是否存在缺陷作出判断，并对绝缘剩余寿命做出预测。4、 温度诊断法用各种温度监测方法和红外测温技术，对电机的各部分温度进行监测和故障诊断。5、 振声诊断技术振声诊断技术是对诊断对象同时采集振动信号和噪声信号，分别进行信号处理，然后综合诊断，因而可以大大提高诊断的准确率，因此，振声诊断技术受到了重视和广泛应用。我国铁路向着高速和重载的方向发展，因此对牵引供电系统的安全性和可靠性提出了更高的要求。牵引系统性能好坏直接影响到电气化铁道系统能否安全正常的运行。因此提高牵引系统可靠性对电气化铁道的安全运行具有重要意义。5.3牵引变压器的检测与故障诊断从我国目前铁道系统中所发生的事故来看，很多事故都是局部缺陷扩大引起的突发事故，但目前对设备运行状况的判据主要依赖于预防性试验以及列车司机和检修人员的经验，由于预防性试验的周期长，不考虑设备的实际情况，可能出