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基于温度监测的动车组电气柜运行状态的研究

2021/5/14    来源:互联网    作者:巩延庆      
关键字:温度监测  动车组电气柜  
本文通过对现车设备舱进行温度跟踪,掌握了运行长交路的动车组设备舱温升特性,可以根据这一特性评估设备舱运用安全性。
       此次试验选择具有较高耐寒性的和谐号列车。电气柜接触器是高速列车上不可缺少的辅助器件,接触器的可靠性直接影响列车的安全运行。而现阶段,国内外对接触器的寿命试验做了很多研究,但应用在高速列车上的接触器的寿命预估研究仍处在刚刚起步的阶段,本文通过对现车设备舱进行温度跟踪,掌握了运行长交路的动车组设备舱温升特性,可以根据这一特性评估设备舱运用安全性。
 
数据采集
 
       传感器的选型
 
       采用便携式温度传感器(即智能温度贴片),对设备舱进行温度监控。温度传感器的外形尺寸如图1所示。

温度传感器外形尺寸图

图1 温度传感器外形尺寸图
 
       1)温度量程:高精度-40至125℃。2)设置采样频率为3分钟1次,智能温度贴片可存储15天数据。3)前期每次入库读取数据,稳定后可以15天读取一次。4)读取一个测点数据需1分钟时间。5)通过JLD-4968瞬间胶进行固定。6)IP等级:IP65。
 
       测点的选择
 
       5型车测点位置在车内电气柜处,取数据时需打开电气柜门,测点布置如表1所示。
 
表1 测点位置

测点位置

 
       温度传感器数据采集说明
 
       智能温度传感器的数据采集量为9182,超出最大储存量后会停止采集。根据单次检测的时间设置采样频率,例如温度检测时间为24小时,则采样频率设置为10秒/次,温度检测时间为48小时,则采样频率设置为20秒/次,一次类推。我们所设定的采样频率为180秒/次,因此,15天取一次数据。
 
数据分析
 
       本次试验是对该型动车组电气柜温度的长期跟踪试验。跟踪时间从2015年7月开始,一直到2016年3月结束。为了研究冬夏两季环境温度对电气柜我们选取2015年7月、8月、9月、10月、11月、12月全程数据。采样频率均为180秒/次。
 
       统计分析
 
       在持续6个月的跟踪实验中,得到以下结论:列车电气柜中的接触器温度最大值整体变化趋于平稳,没有突变情况发生,与电气柜内环境温度变化相近;特别地,蒸发器风扇电机接触器、冷凝风扇电机接触器、空气加热器接触器、司机室压缩机和冷凝风机接触器的夏季温度最大值高于冬季温度最大值(如图2所示):司机室蒸发器风扇电机接触器、废排风扇接触器夏冬季节的温度最大值相差不大(如图3所示);压缩机接触器冬季温度最大值略高于夏季温度最大值(如图4所示)。

蒸发器风扇电机接触器温度最大值统计

图2 蒸发器风扇电机接触器温度最大值统计

司机室蒸发器风扇电机接触器温度最大值统计

图3 司机室蒸发器风扇电机接触器温度最大值统计

压缩机接触器温度最大值统计

图4 压缩机接触器温度最大值统计
 
       温升分析
 
       通过对这半年温升最大值统计,得到每个测点的每天的温差趋势,并和当天的环境温度作比较发现:蒸发器风扇电机接触器、冷凝风机接触器、司机室压缩机和冷凝风机接触器夏季的温升明显高于冬季的温升,司机室蒸发器风扇电机接触器、空气加热器接触器、废排风扇电机接触器整体变化趋势平稳,夏冬季节相差不大,压缩机接触器冬季的温升明显高于夏季的温升(受压缩机工作原理影响)。
 
结论
 
       通过对试验数据的最值分析得到:蒸发器风扇电机接触器、冷凝风扇电机接触器、空气加热器接触器、司机室压缩机和冷凝风机接触器的夏季温度最大值高于冬季温度最大值,司机室蒸发器风扇电机接触器、废排风扇接触器夏冬季节的温度最大值相差不大,压缩机接触器冬季温度最大值略高于夏季温度最大值。蒸发器风扇电机接触器温度最大值低于45℃,冷凝风扇电机接触器温度最大值低于42℃,压缩机接触器温度最大值低于40℃,司机室蒸发器风扇电机接触器温度最大值低于45℃,空气加热器接触器温度最大值低于55℃,废排风扇接触器温度最大值低于45℃,司机室压缩机和冷凝风机接触器温度最大值低于45℃。
 
       蒸发器风扇电机接触器、冷凝风机接触器、司机室压缩机和冷凝风机接触器夏季的温升明显高于冬季的温升,司机室蒸发器风扇电机接触器、空气加热器接触器、废排风扇电机接触器整体变化趋势平稳,夏冬季节相差不大,压缩机接触器冬季的温升明显高于夏季的温升(受压缩机工作原理影响)。
责任编辑:程玥
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