基于故障樹法的城市軌道交通受電弓可靠性分析

王煒俊

摘 要：該文根據(jù)受電弓正線故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選取受電弓主要故障模式，建立主要故障模式的故障樹，并通過分析找出導(dǎo)致受電弓故障的最小割集，再通過定量計(jì)算得到頂事件的不可靠度，得出各最小割集的重要度及底事件發(fā)生概率對(duì)頂事件不可靠度的影響。分析結(jié)論可為今后受電弓的維護(hù)及設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：受電弓 城市軌道交通 故障樹

中圖分類號(hào)：U225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）01（a）-0059-03

Abstract：Based on the fault statistics of pantograph， the main fault modes were selected to build fault tree method，and the minimum cut sets leading to pantograph fault could be located through analysis.Then the unreliability of top events could be calculated quantitatively. Finally， the importance of minimum cut sets and how the probability of occurrence of bottom events influence the unreliability of top events were showed in results. The analysis results can provide reference for the maintainability and design of pantograph in the future.

Key Words：Pantograph；Urban rail transit；Fault tree method

受電弓作為城市軌道交通關(guān)鍵部件之一，由于近年來因受電弓故障導(dǎo)致地鐵車輛失去供電，從而導(dǎo)致大面積延誤的事件時(shí)有發(fā)生，受電弓已越來越受到地鐵運(yùn)營公司、專業(yè)公司和設(shè)計(jì)單位的高度關(guān)注，迫切需要對(duì)其主要故障模式進(jìn)行可靠性分析，找到根本原因，從而制定相應(yīng)措施。該文利用故障樹分析分析方法[1]，把受電弓危害度較高的故障模式作為頂事件，通過建立該故障模式的故障樹，定量分析了底事件對(duì)受電弓不可靠度，分析系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，從而制定對(duì)應(yīng)措施，提高受電弓的可靠性。

1 受電弓的故障樹分析

1.1 受電弓故障樹模型的建立

對(duì)上海地鐵某線路受電弓近5年的故障模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1所示，受電弓不能升起、受電弓狀態(tài)與實(shí)際顯示不匹配、弓網(wǎng)拉弧和部件損壞占到了所有受電弓故障80%左右，其中碳滑板、分流導(dǎo)線由于屬于易損易耗件，日常維修中已對(duì)其有嚴(yán)格的檢測要求，故該文對(duì)其不予以展開分析。該文選取受電弓不能升起該種故障模式進(jìn)行詳細(xì)分析，建立該故障模式下的故障樹，如圖1所示。

根據(jù)故障統(tǒng)計(jì)，確定這18個(gè)底事件發(fā)生的故障率，如表2所示。

1.2 可靠度計(jì)算

導(dǎo)致受電弓無法升起故障的所有最小割集為：{X1}、{X2}、{X3}、{X4}、{X5}、{X6}、{X7}、{X8}、{X9}、{X10}、{X11}、{X12}、{X13}、{X14}、{X15}、{X16}、{X17}、{X18}，共計(jì)18個(gè)。

根據(jù)式（1）可計(jì)算出底事件概率重要度為[4-5]：

為了進(jìn)一步了解底事件對(duì)頂事件的影響，結(jié)合計(jì)算出的故障率和重要度，選取故障率和重要度靠前的底事件，假設(shè)這些底事件發(fā)生概率在0.000 01～0.000 1之間變化，分別得到頂事件“受電弓不能升起”的底事件發(fā)生概率對(duì)頂事件不可靠度影響的變化圖，如圖2所示。

由圖2可知，底事件X13、X14、X16、X18發(fā)生概率增大時(shí)，頂事件受電弓不能升起的不可靠度隨之發(fā)生的增量較大，可見絕緣軟管漏氣（X13）、絕緣軟管接頭斷裂（X14）、節(jié)流閥閥芯卡滯（X16）與電磁閥漏氣（X18）對(duì)頂事件受電弓不能升起影響程度較大。因此，在受電弓檢修過程中，需加強(qiáng)對(duì)以上底事件的關(guān)注，從而提升受電弓系統(tǒng)的可靠性。

2 結(jié)語

通過建立故障樹，對(duì)受電弓不能升起故障模式進(jìn)行深入分析，找出該模式故障失效的主要原因，計(jì)算出各底事件的重要度，得出絕緣軟管漏氣、絕緣軟管接頭斷裂、節(jié)流閥閥芯卡滯與電磁閥漏氣對(duì)受電弓無法升起影響最大，在今后維修時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

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