Предупреждение и устранение неисправностей СЦБ - Особенности поиска причины перемежающихся отказов

По характеру появления отказы элементов и систем подразделяются на устойчивые и перемежающиеся. Перемежающиеся отказы в отличие от устойчивых обладают способностью самоустранения. Самопроизвольное появление и исчезновение этих отказов обычно связано со случайными изменениями одного или нескольких определяющих параметров (например, выход их за допустимые пределы на некоторое время).
Примером перемежающегося отказа, вызванного изменением одного определяющего параметра, является отказ рельсовой цепи из-за неустойчивого короткого замыкания в изолирующем стыке или неустойчивого контакта бутлежной перемычки с рельсом. В обоих случаях определяющим параметром является переходное сопротивление.
Типичным примером перемежающегося отказа, вызванного случайным изменением двух параметров, является сбой в работе релейной схемы при незначительном выходе за пределы допуска электрических характеристик реле с одновременным понижением напряжения питания. Причиной появления перемежающихся отказов обычно являются элементы, находящиеся на грани выхода из строя ("на пределе"), которые приводят к чередованию периодов нормальной и ненормальной работы системы.
Перемежающиеся отказы в устройствах СЦБ оказывают большое влияние на общую надежность устройств, так как их обнаружение несравненно сложнее, чем отыскание устойчивых отказов. Условия, определяющие появление перемежающихся отказов, могут быть весьма разнообразны, поэтому процесс отыскания причины отказов является в известной степени творческим, и дать исчерпывающую характеристику всех методов поиска, которые применяются на практике или могут быть рекомендованы для применения, очевидно, не представляется возможным.
Прежде чем приступать непосредственно к поиску причины перемежающегося отказа, необходимо получить всю первичную информацию, касающуюся подобных случаев. Объем такой информации может быть различным, однако при всех условиях в ней должны найти отражение следующие сведения: точное время, когда отказ был зафиксирован; метеорологические условия во время отказа и в предшествующий период; работы, выполнявшиеся в это время на станции работниками служб перевозок, сигнализации и связи, пути, электрификации; показания контрольных приборов на пульте-табло; поездная ситуация в момент отказа; информация о таких же отказах или подобных им на данной станции; состояние внешних устройств электроснабжения, питающих устройства СЦБ в период отказа.
Перечисленной информации вместе с результатами первичного анализа электрических схем обычно бывает достаточно для того, чтобы наметить несколько причин отказа и приступить к их проверке. Иногда уже на данном этапе испытаний удается установить причину отказа, вызванного ошибкой обслуживающего персонала или влиянием внешних условий. Однако для того чтобы зафиксировать имевший место факт неправильных действий со стороны обслуживающего персонала, часто приходится не только анализировать техническую информацию, но и решать логические и психологические задачи, связанные с оценкой личных качеств тех или иных лиц.
Если первичная информация дает основание предполагать причину отказа внутри самой схемы, то обычно приступают к так называемому статическому поиску (табл. 3). Сюда можно отнести визуальный осмотр отдельных приборов, элементов, мест соединений и т. д., а также снятие электрических и временных характеристик приборов схемы.
В некоторых случаях, не приступая к статическому поиску или после того, как он не дал никаких результатов, используют способ замены отдельных подозреваемых приборов на заведомо исправные. Такой способ дает хороший эффект при отыскании устойчивой неисправности, но не может быть рекомендован для поиска перемежающихся отказов, так как при этом никогда не будет уверенности в том, что истинная причина отказа найдена и устранена. Замена может быть оправдана только в том случае, когда она проводится с целью временно изъять какой-то прибор или элемент для его тщательной проверки в КИПе.
Следующая серия испытаний обычно направляется на то, чтобы создать условия, при которых отказ мог бы повториться. Общим для всех проверок, проводимых в этом цикле, является многократное повторение одной и той же ситуации, при которой наблюдался отказ. Наиболее простой и наглядной иллюстрацией при этом может служить методика отыскания перемежающегося отказа в рельсовой цепи, когда добиваются короткого замыкания, простукивая изоляцию в различных элементах цепи.

При испытании постовых схем наиболее эффективной для этой цели может оказаться проверка при пониженном напряжении питания. В этом случае для получения пониженного напряжения на короткое время отключают зарядное устройство. Продолжая при этом повторять одни и те же действия, можно зафиксировать момент, когда наступит устойчивый отказ. Найдя причину отказа при пониженном напряжении питания, можно проанализировать, является ли она искомой причиной или не имеет к ней отношения. Подобные испытания носят название граничного контроля и используются для прогнозирования постепенных отказов.
Если предполагаемой причиной перемежающегося отказа является схемный недостаток, хороший результат может дать проверка работы схемы со специально подобранными реле. Подбор реле заключается в том, чтобы их характеристики были самыми неблагоприятными для данного случая, но не выходили за допустимые значения.
Как было сказано выше, влияние внешних условий на появление перемежающихся отказов может быть выявлено на основании первичной информации. Однако для исключения сомнений необходимо по мере возможности воспроизвести имевшие место условия. Внешними факторами, от которых в наибольшей степени зависит работа устройств СЦБ, являются метеорологические условия (температура, влажность) и вибрация. Создание необходимых погодных условий в полевой обстановке, естественно, невозможно. Однако, учитывая тот факт, что повышенная влажность приводит главным образом к понижению сопротивления изоляции, можно на время проверки искусственно снизить сопротивление изоляции рельсовой цепи, кабельной линии, монтажа и т. д., подключая резисторы нужного сопротивления.
Создание условий повышенной вибрации в напольных релейных шкафах от проходящих поездов легко осуществимо при затяжке амортизационных болтов в шкафах штепсельного типа или изъятии изоляционных прокладок с полок шкафов, где установлены реле с винтовым креплением проводов.
Несмотря на относительное разнообразие рассмотренных способов проверок, а также статических и динамических испытаний, следует отметить, что к однозначному результату эти методы приведут только в том случае, если хотя бы одна из причин, сопутствовавших происшедшему отказу, имелась в наличии во время испытаний или ее удалось искусственно создать. В противном случае можно говорить о факте установления причины отказа и ее устранении только с некоторой вероятностью. Причем, значение этой вероятности, очевидно, будет непосредственно влиять на вероятность безотказной работы системы в целом, так как отказ, причина которого не установлена, может в любой момент повториться.
Повторение отказа является событием нежелательным, в то же время его следует рассматривать как единственный источник дополнительной информации, которая должна дать возможность окончательно установить причину. Получить информацию от повторного отказа можно субъективным или объективным путем.
Субъективный путь получения информации представляет собой повторение процедуры, проделанной уже после предыдущего отказа с той разницей, что при повторном отказе обслуживающий персонал, имея опыт, сумеет зафиксировать большее количество деталей.
Объективный способ получения информации заключается в том, чтобы специальными приборами зафиксировать в отдельные характерные моменты повторного отказа состояние тех или иных элементов схемы и тем самым определить характер искажения работы приборов (элементов) при отказе.
Для регистрации непрерывных электрических величин (тока, напряжения) можно использовать самопишущие ампервольтметры, а по записям на диаграммной бумаге — проследить характер изменения этих величин в определенные моменты времени. Недостатками данного способа являются: ограниченное быстродействие прибора и невозможность снимать показания одновременно в нескольких контрольных точках.
От отмеченных недостатков можно избавиться, если применить для регистрации многошлейфный магнитоэлектрический осциллограф с записью на фотопленку или фотобумагу. Однако использование осциллографа заставляет отказаться от автоконтроля (без участия человека) и поэтому имеет смысл только в том случае, когда хотя бы одно из условий, приводящих к отказу, имеется в наличии или может быть создано на время испытаний. Автоматическое же снятие осциллограмм по мере необходимости, хотя и возможно, но требует сложной схемы включения и поэтому может оказаться неэффективным.
Недостатки осциллографического способа контроля устраняются, если вместо вибраторов осциллографа в тех же контрольных точках включать специальные индикаторы, способные запоминать полученную информацию.