Из рисунка 3.4 видно, что для зависимости, полученной при переходном сопротивлении равном 25мкОм на интервале времени от 3000 сек. до точки max1 угол  может быть равен углу ₂ для зависимости, полученной при переходном сопротивлении 60 мкОм. Это означает, что контроль состояния по углу  в режиме охлаждения, для зажима с переходным сопротивлением 25 мкОм, даст неверную оценку, что говорит о необходимости уточнения методики.

Рисунок 4.2 ‒ Определение угла наклона кривой коэффициента дефектности электрического соединения по истечении 5 минут под действием тока величиной 600 А при разной величине переходного сопротивления.

Результаты, полученные при анализе кривой коэффициента дефектности в режиме охлаждения, показали, что величина угла «пси» не может оказать мешающего влияния при определении состояния соединения с использованием методике предложенной авторами [97], так как величина угла для зажима с переходным сопротивлением 25 мкОм, например, составляет 77,2.

Так как скорость изменения коэффициента дефектности в режиме охлаждения в два раза больше, чем в режиме нагрева это позволяет сократить время, затрачиваемое на прогноз состояния соединения в этом режиме по отношению к режиму нагрева. Характер изменения угла «пси» при охлаждении совпадает с зависимостью, прослеживаемой при моделировании нагрева. Так для R_п=25 мкОм – Ψ =77,2°, R_п=40 мкОм – Ψ =78,2°, R_п=75 мкОм – Ψ =79,3° (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 – Определение угла наклона кривой коэффициента

дефектности в режиме охлаждения

Однако в силу того, что зависимость угла Ψ от переходного сопротивления не такая явная как режиме нагрева, необходим дополнительный критерий при оценке состояния в режиме охлаждения. Таким критерием, как отмечалось ранее, может выступать максимальное значение коэффициента дефектности в режиме охлаждения.

4.2 Разработка методики определения качества электрического соединения

Порядок работы алгоритма методики:

1. Необходимо производить постоянный контроль значения коэффициента дефектности. Для этого в двух точка с интервалом времени ∆t производится замер температуры.

2. Выбор алгоритма диагностики производится по значению K_.

   1. В режиме «охлаждение» по истечении 8 минут производится оценка состояния по двум критериям.

   2. В режиме «нагрев» по истечении 5 минут производится замер точки минимума.

      1. Производится постоянный замер температуры в двух точка с интервалом времени 5 минут + ∆t.

      2. По истечении 40 минут определяется угол Ψ.

      3. Произвести прогноз состояния электрического соединения.

По полученным значениям угла и величины коэффициента дефектности делается вывод о текущем состоянии электрического соединения. Далее предлагаются мероприятия в зависимости от текущего и прогнозируемого состояния.

Также следует отметить разное время, необходимое для получения вывода о состоянии. Так для режима «нагрев» это 40 минут, а для режима «охлаждение» достаточно 8 минут. Однако в режиме охлаждения нет возможности произвести прогноз.

Из описанного алгоритма видно, что учет и нагрева и охлаждения в методике дает возможность более точной оценки состояния электрического соединения. А неучет одного из режимов вовсе может привести к ложной оценке.

Рисунок 4.4 ‒ Методика, позволяющая оценивать текущее состояние электрического соединения и производить его прогноз в условиях эксплуатации.

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ НОВОГО МЕТОДА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАЖИМОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИБОРА Testo 845

На Дальневосточной железной дороге с помощью тепловой диагностики, состояние контактной подвески контролирует вагон-лаборатория для измерения параметров контактной сети (ВИКС). Прибором для диагностирования состояния контактной сети является тепловизор NEC TH7700, позволяющий в режиме реального времени фиксировать распределение температуры в узлах контактной сети (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Наглядное изображение, полученное при работе тепловизора.

Несмотря на эффективность работы вагон-лаборатории в области выявления дефектных зажимов контактной сети, количество браков на контактной сети связанных именно с работой электрических зажимов по - прежнему не снижается. Это связано с графиком проверок, так как вагон-лаборатория исследует параметры контактной сети один раз в квартал. Вследствие чего в период между очередными проверками параметров контактной сети вагон-лабораторией, возможны отказы в работе электрических зажимов контактной сети. На данное время необходим прибор, который позволит проводить диагностирования электрических зажимов работниками районов контактной сети.

Дополнительное диагностирование электрических зажимов контактной сети предлагается производить пирометром Testo 845 завода изготовителя «Testo», Германия (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 - Инфракрасный пирометр Testo 845

К основным преимуществам данного прибора по сравнению с остальными относиться:

• диагностирование элементов на расстоянии от 1 мм до 75 м;

• диапазон измерений от минус 35^оС до плюс 950^оС;

• лазерный указатель, для точного наведения на измеряемый объект;

• память прибора для 90 протоколов измерения;

• программное обеспечение для архивирования и документирования данных измерения.

Таблица 5.1 – Технические параметры прибора Testo 845

Если, в зимний период, проводить диагностирование работниками районов контактной сети, раз в месяц, в летний период – 2 раза в месяц. При диагностировании вагон-лабораторией контактной сети раз в квартал, т.е. 4 раза в год, а количество браков связанных с отказом в работе электрических зажимов в среднем составляет 10 %. При внедрении дополнительного диагностирования пирометром Testo 845, количество измерений в год составит 21. Т.е. при внедрении дополнительного диагностирования количество браков связанных с отказом в работе зажимов контактной сети составит, %:

, (5.1)

где ‒ количество браков, при диагностировании лабораторией ВИКС и дополнительном диагностировании, %; ‒ количество браков, при диагностировании лабораторией ВИКС; ‒ количество замеров параметров зажимов лабораторией ВИКС, в год; ‒ количество замеров параметров зажимов лабораторией ВИКС и дополнительной диагностикой, в год;

Количество браков при внедрении дополнительной диагностики, %:

Внедрение дополнительного диагностирования позволит, отслеживать динамику работы электрических зажимов, во время производить замену дефектных зажимов контактной сети и как следствие уменьшить количество браков связанных с зажимами контактной сети.

5.1 Общие положения определения экономической эффективности

Основная задача дистанции электроснабжения - обслуживание технических устройств, обеспечение бесперебойного тягового электроснабжения, а также всех энергопотребителей железнодорожного транспорта, которые входят в зону обслуживания предприятия. Экономика предприятия электроснабжения по видам его деятельности основывается на общих принципах экономического регулирования рыночных отношений с учетом специфики его финансового положения, как субъекта железнодорожного транспорта.

Для оценки общей экономической эффективности используется система интегральных показателей, которая позволяет оценить выгодность финансирования по конечному результату в пределах установленного расчета. По каждому инновационному проекту определяются четыре главных показателя: чистый дисконтированный доход (ЧДД), или интегральный эффект; индекс доходности (ИД); внутренняя норма доходности (ВНД); срок окупаемости (Т_ОК). В большинстве случаев для оценки инновационных проектов на первом этапе достаточно рассчитать чистый дисконтированный доход и срок окупаемости инвестиций [29].

Величина ЧДД для постоянной нормы дисконта вычисляется по формуле:

, (5.2)

где - затраты (эксплуатационные расходы и инвестиции) в t-м году; Е – норма дисконта; Т – горизонт расчета в годах; - капитальные вложения в t-м году.

Если ЧДД инвестиционного проекта положителен, то при данной норме дисконта проекта является эффективным, и чем больше ЧДД, тем эффективнее проект.

Срок окупаемости (Т_О) – минимальный временной интервал от начала осуществления проекта, за пределами которого интегральный эффект становится не отрицательным, т.е. это период, начиная с которого все результаты, связанные с нововведениями, покрываются суммарными результатами его осуществления. В случае, если инвестиции одноэтапные, а результаты постоянные, можно воспользоваться формулой [29]:

, (5.3)

где ΔУ – экономический эффект от ликвидационного ущерба.

Необходимость использования данного устройства вызвана регулярно возникающими повреждениями на контактной сети, связанными с отказами в работе электрических зажимов. Применение дополнительного диагностирования прибором Testo 845 -  инфракрасный термометр применяется для измерения температуры объектов на большом и малом расстоянии, благодаря переключаемой оптике на длинный и короткий фокус. Оптика 75:1 позволяет проводить измерения на большом расстоянии. Например, на расстоянии 1,2 метра от объекта диаметр точки равен всего 16 мм. При близком измерении диаметр может быть всего 1 мм. В пирометре используется 2 лазера, которые могут работать перекрестно. Измеритель температуры имеет эталонную погрешность +/- О,75. Может работать с компьютером. Прибор Testo-845 позволит снизить количество отказов контактной сети и затраты, связанные с их ликвидацией.

Ущерб от конкретного вида повреждения зажимов контактной сети рекомендуется определять как: сумма ущерба от задержки движения поездов У_Д и от затрат на восстановление контактной сети У_В [30]. Значение ущерба рассчитывается в рублях по формуле:

У_КС= У_Д+ У_{В .} (5.4)

Величина, У_Д, руб., определяется по формуле: