列车实时轴温检测回路故障检测方法研究

一、前言

在列车的运营及生产调试过程中出现的轴温实时检测系统的故障多数的故障原因为实时轴温传感器及其检测回路问题，由于该系统的故障会引起车辆紧急制动，进而影响铁路的运行秩序造成晚点。因此本文基于快速定位解决相关故障为目标，以功能原理、系统结构、故障分类等为基础，提出确定快速检测处置方案，以提升问题的处理效率。

轴温实时检测系统通过实时轴温传感器采集轴箱、齿轮箱、电机温度传感器数据，判断温度预警和报警状态，并将温度数据、传感器状态及报警状态传送给车辆网络，由车辆网络实现温度预警、报警提示和实时温度数值显示。当报警时，车辆弹出故障信息，并自动触发列车紧急制动。

实时轴温传感器采用PT100 型三线制铂电阻传感器，如图1。其0℃对应传感器阻值为100Ω，温度每变化1℃，传感器阻值上升0.385Ω，如公式I所示，R为温度传感器电阻，T为当前温度，单位为℃。

轴温主机的采集板通过相应转换芯片通过热敏电阻的电压与高精度电阻的电压比值得出PT100热敏电阻的阻值，并通过上方公式I转换成相应位置的温度值。虽然三线型PT100热敏电阻可以对线阻进行补偿、提高精度，但当各轴温采集回路接触器针子间不同的接触电阻及线缆不一的线阻将影响PT100的线阻补偿，影响实际阻值的计算，从而使得采集的温度值相较于实际的温度有一定程度的偏差。

轴温主机实时监测传感器状态，并依据以下规则判断并报告传感器通道故障：

1.开路故障：当某通道传感器温度采集值≥247℃时，判定该通道“传感器开路”。

2.短路故障：当某通道传感器温度采集值≤-50℃时，判定该通道“传感器短路”。

3.跳变故障：当某通道传感器温度在2秒内变化≥8℃，且该值在随后的连续4秒内未能恢复到跳变前温度值的±8℃范围内时，判定该通道故障。

4.静态偏差故障：当列车处于持续静止状态（速度<10km/h达2小时）时，若某通道传感器温度采集值与同侧（同车厢/同转向架）所有传感器平均温度值相差超过20℃，且此偏差持续20秒，则判定该通道故障。

二、故障检查方案

1. 数据分析与诊断

1.1 查看车辆网络的记录： 进入网络屏，查询轴温故障的具体记录及发生时间。

1.2 下载分析DRWTD数据： 下载车辆的DRWTD系统数据，重点分析：

同一转向架同一位置类型（如1、3、5、7位轴箱）故障点的温度趋势是否一致。

车列静止时，故障点温度是否与同位置其他轴温相近。

故障点的温度是否存在异常跳变。

1.3 初步判断：

若发现温度趋势不同、静止时存在明显温差、或存在温度跳变，则高度怀疑检测回路异常（传感器、线缆、连接器问题），需重点检查该回路。

2.  轴温主机连接器 物理连接与状态目视检查

2.1 检查连接牢固性： 检查轴温主机上对应故障位置传感器的连接器（以下简称轴温主机连接器）是否插接牢靠。

2.2 晃动测试： 轻摇该连接器，同时观察车辆网络上对应轴温显示：

若有跳变： 说明连接器内部接触不良。需重新制作连接器端子或更换连接器外壳。

若无明显跳变： 进入下一步详细检查。

3.  连接器内部状态检查

3.1 拔出连接器： 若无明显温度跳变，则安全地拔出轴温主机连接器。

3.2 目视检查：

检查插头（公端）和插座（母端）是否有缩针（针脚未完全伸出）。

检查连接器的屏蔽层接地是否良好、可靠。

3.3 处理： 若发现缩针或屏蔽接地不良，则进行修复（如调整针脚、紧固接地）。

4.  传感器阻值测量 （检测回路基础检测）

4.1 测量条件： 若轴温主机连接器本身检查无异常（牢固、无缩针、屏蔽良好），则在连接器处（通常是轴温主机侧的插座或线束侧插头）测量故障位置对应的实时温度传感器阻值。

4.2 判断： 将测量得到的阻值，通过相关公式换算为温度值，并与环境温度或同位置其他正常传感器阻值/温度进行对比，判断该实时温度传感器及其检测回路线缆是否正常。

4.3 异常处理： 若阻值换算结果异常（如开路、短路、阻值严重偏离预期），则进入下一步检查回路细节。

5.  检测回路深入分析检查

5.1 检查连接可靠性： 沿着从传感器到轴温主机的整个检测回路，检查各连接器（插头插座）的插接以及端子排上的接线是否牢固可靠。

5.2 晃动测试：

轻轻摇晃可疑的连接器接头。

轻轻晃动端子排上对应的线缆。

在晃动的同时，持续监测该传感器的阻值（在连接器处测量）。

5.3 判断与处理：

若晃动过程中阻值出现不稳定、跳变或开路/短路，则可判定为该连接器或端子排存在接触不良。需进行修复或更换相关部件（连接器、端子排端子或接线）。

若连接可靠且晃动测试中阻值稳定正常，则进入下一步母针检查。

6.  母针状态接触可靠性分析

6.1 检查母针： 若回路连接牢固且晃动测试阻值稳定，需进一步检查回路中各连接器的母针（插座内的针孔）是否存在扩孔（接触松弛）。

6.2 测试方法：

取一个单独的、状态良好的公针。

将公针插入待检查的母针孔中。

将插好公针的连接器部分竖直放置，公针朝下。

观察： 公针是否会因重力作用而自行滑落。

6.3 判断与处理：

若公针下落： 说明该母针扩孔严重，接触不良。需更换该母针或包含该母针的连接器部件。

若公针不下落： 说明母针接触基本正常。

7.  部件更换验证 （最终手段）

若以上所有步骤（1-6）检查均未发现明显问题，但故障现象依然存在：

更换故障位置的温度传感器，查看故障是否消除。

若更换传感器无效，则考虑更换轴温主机上对应的检测板卡，查看故障是否消除。

三、总结

小结：轴温实时检测系统作用是监控车辆转向架是否运转正常，并保障车辆运行安全。因此针对车辆实时轴温常见的传感器和检测回路故障可快速诊断定位，同时灵活运用各种检测方法对连接器、传感器、轴温主机板卡等设备进行故障验证分析，可达到有效快速的排查解决列车实时轴温检测系统故障的目标。