基于油液分析的电力机车故障诊断系统研究

摘要

电力机车以其运输能力强、效率高、速度快等优点在铁路行业中占有举足轻重的地位，运行安全问题不可忽视。电力机车经常出现的故障类型有变压器故障和齿轮箱故障，本文提出了基于油液检测变压器油气相色谱三比值法和基于齿轮箱油光谱、铁谱分析阈值界限值法。并根据提出的故障诊断方法设计开发了电力机车故障诊断系统软件，以达到对机车进行有效监测并能诊断出故障的目的。具体的工作如下： 1.研究了电力机车两种常见的重要故障类型，即变压器故障和齿轮箱故障。确定油液监测技术作为电力机车的故障诊断分析方法，并研究了油液监测技术的气相色谱分析、光谱分析和铁谱分析。提出了将气相色谱、光谱分析和铁谱分析技术应用到电力机车故障诊断系统中以诊断机车故障。 2.研究了电力机车变压器故障诊断方法。首先，将变压器油中溶解特征气体浓度的绝对值与变压器油中溶解气体注意值进行分析对比，采用定期分析积累数据的方法，小于注意值的可判定变压器无故障；大于注意值的考察产气速率与变压器内气体的绝对产气速率注意值进行分析对比，产气速率低于注意值的，采取跟踪分析积累数据方法，判断有无故障现象。产气速率高于注意值，采取三比值分析方法或综合判断方法诊断故障类型，根据故障类型采取相应的处理措施。最后，将诊断结果通过与铁路局机务段现场实例进行对比分析验证，证明了该方法的正确性与有效性。 3.研究了电力机车齿轮箱故障诊断方法。首先，根据前期测量的大量通过对齿轮箱润滑油进行光谱和铁谱数据，进行整理与收集；然后，分析所测量的每个光谱、铁谱数据，采用数学统计法和概率分析法，计算所需金属元素的各个阈值界限值，并与所要检测的机车设备光谱、铁谱数据测量。最后，再将实测数据与阈值界限值进行对比分析，确定齿轮箱故障诊断信息，并将诊断结果与铁路局机务段现场实例进行对比，用以证明此方法的正确性与有效性。 4.研究了电力机车故障诊断系统软件的开发设计。根据提出的电力机车变压器与齿轮箱的故障诊断方法，将诊断方法以系统代码的方式写进软件界面。设计开发出一套基于 VB 语言的电力机车油液监测故障诊断系统软件，该软件包括光谱、铁谱分析，以及理化分析等判定方法，且具有综合浏览查询、检测记录与打印等功能。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外油液监测技术发展现状

1.2.2 国内油液监测技术发展现状

1.3 课题研究的目的和意义

1.4 课题研究的主要内容

第2章 电力机车变压器典型故障成因及结果分析

2.1 绝缘故障

2.2 热性故障

2. 3 电性故障

2.4 本章小结

第3章 电力机车齿轮箱典型故障成因及结果分析

3.1 齿轮失效

3.2 轴承失效

3.3 轴承盖磨损

3.4 本章小结

第4章 电力机车常用油液检测原理分析

4.1 电力机车常用的油液监测技术

4.2 铁谱分析

4.3光谱分析

4.4 本章小结

第5章 电力机车变压器、齿轮箱故障诊断研究

5.1 变压器故障识别原理

5.2 变压器故障诊断具体方法

5.3 变压器故障诊断具体步骤

5.4 故障诊断实例分析

5.5 齿轮箱故障识别原理

5.5.1 齿轮箱运动件的磨损

5.5.2 齿轮箱油光谱分析

5.6 齿轮箱故障诊断具体步骤

5.7 故障诊断实例分析

5.8 本章小结

第6章 故障诊断系统软件开发

6.1 软件开发的目的和意义

6.2 软件开发总体设计

6.2.1软件开发工具

6.2.2软件开发总体设计

6.3 软件具体介绍

6.4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献