电力机车油液监控与故障诊查系统

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1、电力机车油液监控与故障诊查系统1绪论1.1前言1.1.1油液监测技术及课题研究背景油液监测技术是通过分析润滑剂的性质变化、磨粒浓度改变和溶解气体的状况，获得机械设备的润滑、磨损程度和气体成分及浓度的信息，来评价该机械设备的工作状况，并确定故障类型和故障发生部位的技术，油液监测技术包括气相色谱技术、铁谱技术和原子光谱技术等。为确保充油电气设备的运行安全，各行各业都对它们性能的监测问题给予了更多的关注和研究，经过相关技术的研究以及应用过程，国家标准规定了监测方案，综合比较这些研究方法。气相色谱技术监测油中溶解气体最

2、为有效[1]；随着油液监测技术的进一步完善，铁谱技术和原子光谱技术在齿轮箱油液故障诊断中得到了广泛的使用，该技术已经成为故障诊断里的支柱之一，是其他诊断方法无法比拟的。近20年来，油液监测技术的快速发展，油液监测和故障诊断方法成为机器状态监测与故障诊断的一个重要分支，在石油、矿山、化工、电力、冶金、航空和机车等大中型企业得到了广泛的应用。在工业领域中发挥着越来越重要的作用，是其他技术所无法取代的[2]。在电力机车广泛使用且应用效果较好的是气相色谱技术、铁谱技术和原子光谱技术。我国首次在宝成线上用气相色谱技术监测

3、电力机车主变压器运行状况，30多年来，在监测分析和故障诊断中积累了丰富的经验，多次准确地诊断出主变压器故障，为铁路运输及电力机车的安全运行做出了突出的贡献。光铁谱技术是在1985年应用在我国铁路系统，主要分析内燃机车柴油机、机车压缩机和液力传动系统等机车设备的运行状况，20多年来取得了有效的成绩，其润滑状态故障诊断的准确率高达90%以上，磨损故障诊断的准确率接近80%，获得了铁路行业的肯定，为铁路系统带来了显著的经济效益。1.1.2油液监测技术发展及现状气相色谱法[1]是英国生物化学家马丁(Martin,A.J

4、.P)等人1952年创立的。之前马丁等科学家在研究液一液分配色谱时，提出了气一液色谱的想法，这并没有引起社会的重视。又经过三年的时间，在1952年研究出了气一液色谱法，用来分析脂肪酸、脂肪胺等物质，形成了气一液色谱的理论和实践方法。1954年瑞依(Ray,N.N)在气相色谱仪上应用了热导检测器，对气相色谱仪做了改进，从而扩大了气相色谱法的使用范围，1958年荷兰学者范第姆特(VanDeemter,J.J.)等人对前人的结果做了进一步研究，研究出了气相色谱的速率理论。同年，英国工程师戈雷(Golay,M.)研制了

5、精度极高的毛细管色谱柱。之后英国学者劳夫劳克(Lovelook,J,E.)研制了电子捕获检测器，澳大利亚学者墨克威廉(Mcm的光线经过磁铁照射到沉积管上，对应光源的沉积管上方设置了两个光电传感器。第一道光束照射到接近沉积管的入口处，几乎全部是大磨粒和小部分小磨粒在这个位置，第二道光束照射到沉积管小磨粒位置处。两束光穿过光导纤维，在经过磨粒沉淀层，照射到对应的光电传感器上。光电传感器将光信号转化为电信号，电信号经过放大和转换，最后以数字形式显示出来。光信号穿过沉积管的衰减量和磨粒沉积量在一定条件下成正比关系，经过

6、电子线路处理后，在显示屏上可以直接读出大磨粒浓度和小磨粒浓度的数值来。直读铁谱技术原理如图2.3所示。3基于三比值法的电力机车变压器故障诊断的研究....113.1三比值法简介.....113.1.1故障识别原理......113.1.2三比值法诊断故障类型简介......123.2利用三比值法对电力机车变压器进行故障诊断.........143.3三比值诊断结果与实际诊断结果对照.......173.4本章小结.......184基于阈值法的电力机车齿轮箱故障诊断的研究........194.1阈值法识别故障

7、原理.....194.2阈值法识别电力机车齿轮箱故障类型原理.....204.3基于阈值法的电力机车齿轮箱故障的数学建模.........204.4阈值法的预测结果和实际诊断结果的对照.....274.5本章小结.......295基于BP神经网络的电力机车故障诊断的研究.........305.1BP神经网络的结构........305.2BP神经网络的学习规则......305.3BP神经网络的设计过程......325.4建立BP神经网络的电力机车故障诊断模型........335.5本章小结......

8、.48结论电力机车油液监测技术包括气相色谱技术、铁谱技术和原子光谱技术等。本文通过对电力机车油液监测数据的分析，利用三比值法、阈值法和BP神经网络技术诊断和谐号机车的变压器和齿轮箱故障，并建立了针对三种方法的电力机车故障诊断模型，三种模型的诊断结果显示，此三种方法能够比较准确的诊断出电力机车变压器和齿轮箱故障。最后开发了电力机车油液监测与故障诊断系统，实现了对电力机车油液监测数据的管理