Кузенцов Д.И (Анализ работы рельсовых цепей в условиях тяжеловесного движения на участке Хабаровск - Бикин), страница 6

Электрическое сопротивление балласта и шпал рельсовых цепей определяют прибором ИСБ-1 или ИСБ-2 [10] (измеритель сопротивления балласта), который позволяет измерять удельное сопротивление изоляции с достаточной степенью точности без отключения действующих приборов рельсовой цепи.

Далее представим схему подключения прибора ИСБ-2 для измерения сопротивления балластного слоя, опишем принцип его работы и основные элементы.

Рисунок 4.1 – Схема подключения прибора для измерения

сопротивления балласта рельсовой цепи прибором ИСБ – 2

В схему измерительного прибора (рисунок 4.1) входят генератор G, получающий питание от сухой батареи и вырабатывающий ток частотой 7000 Гц, резистор RB, включенный последовательно с генератором. Внутреннее сопротивление генератора вместе с сопротивлением резистора значительно выше входного сопротивления рельсовой цепи, поэтому при подключении прибора ИСБ-1 даже при самом низком сопротивлении изоляции ток на выходе генератора остается постоянным. При этом между точками а и б появляется напряжение, пропорциональное напряжению на нагрузке R/2. Через защитный фильтр ZQ, и трансформатор Т это напряжение подается на индикатор И. По показаниям индикатора, пользуясь градуировочной таблицей, определяют удельное сопротивление изоляции рельсовой цепи.

Фильтр ZQ, включенный в схему, защищает измерительный прибор от источника тока рельсовой цепи, а также от гармоник тягового тока, чем исключается неточное показание прибора. На лицевой стороне прибора имеется кнопка SB для включения прибора в режим калибровки или измерения и переключатель SA для переключения эталонных резисторов R1, R10.

Далее представим измерительный прибор ИСБ-2 и основные элементы, в натуральном виде. На рисунке 4.2 изображен внешний вид прибора ИСБ-2.

Рисунок 4.2 – Внешний вид прибора ИСБ-2

Цифрами на рисунке 4.2 обозначены следующие элементы:

1 – жидкокристаллический знакосинтезирующий индикатор (ЖКИ);

2 – панель управления;

3 – разъем XP2 для подключения измерительного кабеля к РЦ;

4 – разъем XP1 для подключения кабеля RS-232 к ПК;

5 – отсек для элементов питания габарита АА (4 шт).

На рисунке 4.3 приведена панель управления ИСБ-2 с основными клавишами.

Рисунок 4.3 – Панель управления ИСБ-2

ИСБ-2 имеет два измерительных кабеля для определения сопротивлений, показанные на рисунке 4.4 и 4.5.

Рисунок 4.4 – Измерительный кабель 1

Рисунок 4.5 – Измерительный кабель 2

Измерительный кабель 1 применяется для подключения к рельсовой цепи при измерении сопротивления балласта. Он имеет контакты и магниты. Контакты обеспечивают 4-х проводное подключение к рельсовой цепи. Магниты создают необходимое контактное давление.

Измерительный кабель 2 применяется для измерения модуля полного электрического сопротивления при калибровке прибора.

Далее перейдем к составлению технологической карты, которая поможет правильно и точно измерить сопротивление балластного слоя.

Работа производится без снятия напряжения электротехническим персоналом, имеющим группу по электробезопасности при работе в электроустановках до 1000 В не ниже III. Работа выполняется бригадой, состоящей не менее чем из двух работников, один из которых должен следить за движением поездов. Члены бригады перед началом работ должны быть проинструктированы в установленном порядке.

1) Для начала, следует подготовить прибор к измерениям: подключить к прибору измерительный кабель (содержащий контактные устройства с магнитными захватами), включить прибор нажатием кнопки ПИТАНИЕ и убедиться в том, что на индикаторе появилось сообщение о напряжении источника питания, величина которого должна быть не менее 4,5 В.

2) Для повышения достоверности измерения сопротивления балласта рельсовой цепи рекомендуется определить минимальное расстояние от точки измерения до концов рельсовой цепи или от точки измерения до следующей точки L_min.

Для этого подключить контактные устройства измерительного кабеля к рельсам на расстоянии не менее 150 м от изолирующих стыков, установив их на головки рельсов. Пользуясь кнопкой ВЫБОР, выбрать режим измерения L_min, нажать кнопку ВВОД и зафиксировать показание прибора.

3) Подключить контактные устройства измерительного кабеля к рельсам на расстоянии не менее L_min от изолирующих стыков и далее, пользуясь кнопками ВЫБОР и ВВОД, выбрать режим измерения R_б и произвести измерение. Сохранить результат измерения в энергонезависимой памяти.

После выполнения нескольких измерений на одной рельсовой цепи с сохранением результатов в памяти прибора выбрать в меню прибора режим вычисления R_бс и произвести расчет. Расчет производится по формуле:

(3.6)

где n – число измерений; R_ип – показание прибора в точках измерений, Ом•км. Число измерений n = L / (200 - 300), где L – длина рельсовой цепи, м.

4) Просмотр результатов измерений (R_б) и результатов расчетов (R_бс) записанных в энергонезависимую память прибора, производится путем выбора соответствующих режимов просмотра в меню прибора («Просмотр R_б », «Просмотр R_бс ») и просмотра данных на его индикаторе.

При измерении электрического сопротивления балласта рельсовых цепей длиной от 300 м до 400 м, как правило, делают одно измерение в середине рельсовой цепи. При измерении электрического сопротивления балласта рельсовых цепей длиной от 400 м и более следует произвести несколько измерений через (200—300) м. Сопротивление, исходя из пункта 4.1 следует измерять на подъёмах (на горных участках). Если сопротивление балластного слоя больше или равно R=2 Ом•км, тогда его следует заменить или очистить.

5) Результаты проверки на перегоне записываются в «Журнал технической проверки сигнальной установки», а при наличии отступлений совместно с дорожным мастером оформляется акт с предоставлением его начальнику дистанции пути и начальнику дистанции сигнализации.

В данном разделе мы привели инструкцию проведения замеров сопротивления балластного слоя пути, данные измерения стоит проводить 1 раз в год, в период с декабря по март, когда грунт достаточно промерз.

4.2 Мероприятия по повышению эффективности работы рельсовой цепи

Основными мероприятиями, направленными на улучшение параметров балластного слоя (уменьшение величины сопротивления R_б) являются: замена старого балластного слоя на новый или очистка старого. Их следует проводить при несоответствии параметрам, представленным в третьей главе. С экономической и экологической точки зрения, больше подходит вариант очистки.

Мероприятия по очистке или замене щебеночного балластного слоя стоит проводить с помощью специальных машин, чтобы обеспечить качественный результат, существенно сэкономить время и человеческий ресурс.

В процессе длительной эксплуатации балластная призма постоянно засоряется, как сыпучими грузами с проходящих поездов, так и мелкими фракциями грунта, попадающими со стороны дефектной площадки земляного полотна, а также мелкими частицами щебня при его разрушении под воздействием поездной нагрузки. Больший ущерб щебеночному балласту наносит засорение его высыпающимися из вагонов грузами (уголь, руда, торф), в некоторых случаях щебень требует сплошной очистки через каждые один-два года. При таком воздействии балластная призма теряет свои первоначальные свойства, а остаточные деформации пути увеличиваются, что ведет к повышенному износу элементов верхнего строения пути и подвижного состава. Возрастают расходы на перевозки.

Для восстановления всех основных характеристик, в том числе формы щебеночного балластного слоя, производят очистку специализированными машинами.

По технологической структуре процесса очистки щебня или замены балласта, машина или комплекс содержит основное рабочее оборудование для выгребания и подачи балласта на распределительно-транспортирующую систему, для разделения фракций засорителей и чистого щебня путем просеивания (грохот), систему распределения, транспортирования и раздельной выгрузки щебня и засорителей (в путь, в подвижной состав или на обочину пути). Кроме того, на машинах и комплексах устанавливается вспомогательное рабочее оборудование: ПРУ, виброплиты для уплотнения нижних слоев балластной призмы, дробилки для увеличения относительной площади поверхностей откола частиц щебня и др. Таким образом, щебнеочистительная машина или комплекс это сложная технологическая система, своеобразный «горно-обогатительный завод» на железнодорожном ходу.

Для очистки балластного слоя используются такие машины, как:

• высокопроизводительные машины с малой глубиной очистки, имеющие совмещенный центробежный рабочий орган для выгребания и очистки щебеночного балласта (ЩОМ-Д, ЩОМ-4, ЩОМ-4М, ЩОМ-ДО, БМС и др.);

• машины для очистки и замены балласта у торцов шпал, имеющие торцевые роторные выгребные устройства и центробежные или плоские вибрационные грохоты (УМ-М, УМ-С, ЩОМ-6Р, МВБ-150 и др.);

• машины и комплексы для глубокой очистки (замены) щебня (RM-80 UHR, СЧ-601, СЧ-700, СЧУ-800М, ЩОМ-6БМ, ЩОМ-6У, СЧ-1200, ЩОМ-1200, ЩОМ-1200ПУ и др.).

Существенное влияние на эффективность процесса очистки оказывает влажность щебня. Внешняя влага вызывает слипание мелких частиц засорителя, налипание их на частицы щебня, а также забивание отверстий просеивающей поверхности материалом, а это приводит к снижению эффективности очистки. Однако при повышении влажности свыше 12% снижение эффективности очистки прекращается, она начинает возрастать и при влажности 15-16% достигает более высоких значений.

Срок службы, то есть время между очистками или заменой балласта, зависит от [11]: интенсивности загрязнения и засорения балласта частицами, попадающими извне и образующимися в результате измельчения балласта под воздействием поездных нагрузок, а также при подбивке; убыли балласта из-за выдувания и вымывания его частиц.

Общий тоннаж (млн. т брутто), который может быть пропущен по пути до предельного засорения и загрязнения балласта, приближенно определяется выражением

(3.7)

где D – допускаемое максимальное загрязнение балласта по массе перед его очисткой или полной заменой (для щебня 35–40 %, для карьерного гравия и песка 15 %, для ракушки 20 %); d – допускаемое загрязнение балласта при укладке в путь (для щебня до 5 % , для карьерного гравия до 6 %, для ракушки и песка до 10 %); K – интенсивность засорения и загрязнения балласта, в % к массе, от прохода 1 млн. т брутто в зависимости от расстояния зарождения грузопотоков, загрязняющих балластный слой. К определяется эмпирически по наблюдениям за засорением балластной призмы; ее значения в % для щебня (таблице 3.1).

Таблица 3.1 – Значения интенсивности засорения и загрязнения балласта

_{Срок службы балласта (в годах) при постоянном годовом тоннаже} и известном значении

(3.8)