CRH380B型轴温传感器电路故障分析及预防措施

CRH380B型轴温传感器电路故障分析及预防措施
作者：王佳
来源：《中国科技博览》2017年第29期
[摘要]CRH380B型动车组是我国新一代的高速动车组，最高运营速度可达到350km/h，目前是国内技术含量最高的动车组车型之一。

PT100型铂电阻轴温传感器能够在列车运行过程中时时监控轴温，在动车组安全运行过程中起着至关重要的作用。

[关键词]CRH380B型动车组、PT100型轴温传感器、电阻测试、故障分析
中图分类号：R244 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0293-02
1.轴温传感器简介
1.1 轴温传感器工作原理
CRH3型动车组采用PT100型轴温传感器，工作时铂电阻PT100通过稳定的400电流，通过测量铂电阻两端电压计算出温度，再将采集到的信息输入中央控制单元、牵引系统，并对采集到的轴承温度进行诊断、比较。

如果，某一轴承出现温度过高现象时，会立即出发报警系统，通过监控屏通知司机及随车机械师，并对动车组实施限速。

如果轴温传感器自身出现故障，诊断系统会因为轴温传感器故障而报警，列车不得不限速行驶（图1）。

1.2 轴温传感器电阻测试工艺
首先要对轴温传感器进行绝缘试验，用直流绝缘电阻仪测量传感器外壳对连接器外壳的绝缘电阻，500V 电压下绝缘阻值大于200MΩ。

然后，对轴温传感器进行导通试验，即对温度传感器进行电阻检测（室温下测量电阻值即可），标准见表1，传感器有故障时须更换。

1.3 轴温传感器内部结构分析
我们对报废的轴温传感器分解发现，8根针分为两个单元，1、2、3、4为一个单元5、6、7、8为另一个单元。

1针与3针、2针4针之间各有一根独立的导线连接（如图为红色），2针与3针又各自延伸出一根导线与轴温传感器另一头的探针联通（如图2为粉红色）。

5、6、7、8单元与1、2、3、4单元相同线分别为白色和银色导线。

根据线路分析我们绘制出电路简图（图3）。

通过简图我们可以看出1与3、2与4之间为串联电路，1与4之间的103-114Ω电阻其实就是2与3之间的电阻值，也就是实物图中两根粉红色导线之间的电阻值。

如果1与3、2与4之间为开路，那么1与4之间也为开路电阻应为无穷大，反之如有1与4之间电阻显示正常的103-114Ω即可证明1与3、2与4之间导通。

5、6、7、8单元同理可得。

1.4 电路试验
我们先进行一次正常的电阻测试，然后再将1与3之间的导线剪开（如图所示），最后再将1与4之间接入一个电阻为10Ω的小电阻（如图4所示），分别对1与3、2与4、1与4之间进行3次电阻测试，测试结果如表2。

通过测试结果我们可以看出1与4之间的电阻完全符合串联电路R=R1+R2的定律，而且1与3，2与4之间只要有一根导线断开1与4之间也显示为OPEN。

1.5 分析总结
通过电路分析我们可以得知：
（1）如果1针与3针（或2针与4针）电阻值为无穷大，而2与3之间电阻值正常，那么电路故障点在插口位置（插口位置有断路现象）。

（2）如果1针与3针（或2针与4针）电阻值接近于0，而1与4之间的电阻值为无穷大，那么电路故障点应该在探针位置（探针位置有断路现象）（图5）。

（3）如果1针与3针（或2针与4针）电阻值接近于0，而1与4之间的电阻值有读数但不在合格范围内，那么探针内铂电阻PT100出现故障。

（4）另5、6、7、8针部分同理可得。

2 典型故障案例分析
2.1 典型案例介绍
2016年6月在对CRH3503-6车3位轴温传感器进行电阻测试时发现，该传感器1针与3针、2针与4针、5针与7针、6针与8针之间电阻值正常为0.2Ω，1针与4针、5针与8针电阻显示为无穷大，初步判断为探针区域内有断路现象。

在对该传感器进行分解后发现靠近探针处铜线脱落（图6）。

2.2 原因分析
有部分批次的轴温传感器为了方便安装，将插口与线缆接口处设计成可转动型，插口在转动时会带动内部铜线一同转动，当转动圈数过多时会造成铜线脱落现象发生。

2.3 其他故障分析
导致轴温传感器电路故障的原因还有很多，除了以上案例意外还有比如：
（1）插口处插针出现缩针、断裂、变形等现象，导致电路异常。

该现象一般是列车运行时震动或传感器分解时不当心导致。

（2）探针处出现磕碰伤。

该现象一般是运输或检修过程中对探针的防护不到为导致。

（3）线缆出现损伤。

该现象为正常现象，列车运行过程线缆裸露在外起到保护内部铜线的作用难免会损伤，只要不损伤到内部铜线不影响正常使用。

虽然这些故障发生率较低，但随着高铁行业的飞速发展越来越多的动车组需要检修，不得不引起大家的重视。

2.4 预防措施
（1）通知制造厂家对可转动轴温传感器的批次进行改进，对现有批次的可转动传感器进行标识，在分解、检修、安装时转动圈数不能过多，如发生转动应立即转回原处。

（2）加强对分解及运输过程中的管控，避免不必要的损伤，造成检修成本的增加。

（3）对轴温传感器的重点部位（如探针、插针等）设计专用的保护套，避免在检修及运输过程中造成损伤。

3 结束语
通过对轴温传感器典型故障分析了解了其内部电路结构，对可能发生故障的地方进行了分析汇总，并提出了有效的预防措施，为今后的传感器检修提供了有力支撑。

同时也为转向架其他部件故障的原因分析及预防措施的制定提供了重要参考。

参考文献
[1] 《电工学》马占敖，主编.2010-02-01.机械工业出版社.
[2] 《CRH380B/BL动车组三级修轴端装置组成检修作业指导书》2015-12-01 R03版.
[3] 《中国铁路总公司关于印发〈和谐3C/380B（L）型动车组三级检修规程〉的通知》（铁总运〔2014〕46号）.
[4] PACT PT100 Component Description.2009.。