高铁动车组用温度传感器常见故障分析与研究
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摘要：随着我国高速铁路的飞速发展，动车组列车运行的安全性受到人们越来越多的关注，Pt100温度传感器作为动车组列车整个温度监测系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响行车安全。本文简述了PT100温度传感器的工作原理，分析了PT100温度传感器常见故障原因，阐述了如何在设计、装配过程中避免隐性故障的发生。
关键词：铂热电阻PT100；物理特性；检验
1 PT100温度传感器常见故障现象
近年来，温度传感器在高铁动车组推广使用过程中，其早期产品故障率偏高。较为显性的易发生的故障在过程检验中或出厂例行检验中即可及时发现，有些不易探测的隐性故障则在动车组列出运行一段时间后，才暴露出来。针对各种故障现象进行数据统计、分析，大致有以下几种主要故障现象：
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（1）温度传感器产品在进行振动试验时产生温度跳变现象，停止振动时温度稳定，恢复振动时温度继续跳变，如图1所示。
图1　振动试验
国际经济与贸易就业图2　温度跳变曲线
（2）温度传感器产品热响应时间不合格。（3）温度传感器运行一段时间后，发现
传感器绝缘电阻大幅下降或短路，导致误报警。
（4）温度传感器报故障后，对电阻进行测量，传感器内部线路已经开路或短路。
（5）温度传感器在列车运行时，闪报故障较多，停车后测量部分传感器阻值又正常显示。
2常见故障现象分析
集体户2.1高温振动时温度传感器产生温度跳变尺度最大的电视剧是
现象
目前，高铁动车组要求温度传感器产品出厂例行检验增加高温振动项点，通过汇总、分析，传感器高温振动试验不合格可能产生的原因大致有如下几点：
（1）铂热电阻性能损坏；
（2）铂热电阻与导线焊接的焊接处出现虚焊、假焊或断裂现象；
（3）电连接器插针与导线连接故障；（4）导线故障。
若发生高温振动故障，要针对上述原因逐项排查，将故障件进行逐步的分解，寻故障点。经过汇总、分析导线故障多为装配工人处理导线屏蔽层时处理不当造成的，在处理绝缘层根部的屏蔽层时采用了刀片进行切割，导致聚四氟薄膜和线芯受损，在未经过其他处理的情况下进行了后续工序装配。数据库还原
2.2温度传感器热响应时间不合格响应时间：在温度阶跃变化时，铂热电阻的电阻值变化至相当于该阶跃变化的某个规定百分数所需要的时间，通常用τ表示。目前，动车组温度传感器热响应时间主要有τ0.9≤12s、τ0.9≤17s 及τ0.5≤20s 三种。
影响热响应的因素与铂电阻外保护管的材料、直径、壁厚等有关，而且还与其结构形式、安装方法、置入深度以及被测介质的流速、种类等有关。我厂目前生产的温度传感器保护管主要有φ5、φ6两种规格，材料为304不锈钢（06Cr19Ni10），该材料为奥氏体不锈钢，碳含量低，具有良好的耐晶间腐蚀
性。通过汇总、分析，传感器热响应时间不合格的原因大致有如下几点： 铂电阻距离保护管探测端面
距离较远；导热胶导热系数不达标；铂电阻感温面露出过少；导热胶内有气泡；保护管内壁有氧化物；铂电阻温度传感器置入深度不够。
2.3温度传感器绝缘电阻下降或短路，导致报警
通过对绝缘不合格传感器产品进行分析、汇总，造成传感器产品绝缘电阻大幅下降或短路，导致报警主要有以下几点原因：传感器结构不满足复杂的行车环境；灌封胶材质不佳。
行车过程中，南、北方气候有较大差异，运行湿热环境较为苛刻，列车高速行驶时传感器安装处振动较为强烈，传感器的夹布胶管与探头组件密封结构不能满足复杂的行车环境，密封处未采取有效的机械密封，导致防护强度不高，密封性较差，列车运行时，传感器产品内部进水，导致绝缘性能下降。灌封胶材质不佳，会遇水受潮，高温时无处蒸发导致传感器内部线路绝缘性能下降。
2.4温度传感器内部线路已经开路或短路通过对传感器产品进行分析、汇总，造成传感器产品内部线路已经开路或短路主要有以下几点原因：温度传感器金属探头与屏蔽线之间，绝缘耐压强度设计余量不够；探头与电缆保护管连接处屏蔽线绝缘处理工艺不当，易产生尖端放电。
2.5温度传感器运行时闪报，停车后传感器阻值又正常显示评书单田芳
温度传感器在运行中闪报，停车后拆下传感器测量电阻，发现阻值正常。通过解剖故障产品发现铂电阻已经开路、线路虚接。造成该问题的原因为：铂电阻无防护层，灌封胶不满足运行工况；在热胀冷缩和冲击振动环境下，焊点及焊料疲劳。
3结束语
本文通过对近几年高铁动车组温度传感器隐性故障现象进行统计、解剖、分析，总结了高铁动车组温度传感器产品常见故障原因及设计、生产过程中如何杜绝故障的再发生，从而保证高铁动车组的安全运行。同时，本文也可为同类铂温度传感器的研制提供借鉴依据。
参考文献
[1]北京赛亿凌科科技有限公司铂电阻温度传感器.
[2]JB/T 8622-1997工业铂热电阻技术条件及分度表.
[3]GB 4208-2008外壳防护等级(IP 代码).
高铁动车组用温度传感器常见故障分析与研究
龙云1  崔杰2  王睿超3
1.沈阳兴华华亿轨道交通电器有限公司；
2.华晨汽车工程研究院；
3.辽宁大卯新能源供热设备制造有限公司

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