Анализ работы оборудования ВИКС, разработка мероприятий по повышению достоверности измеренийа (1219397), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

- увеличение износа контактирующих элементов токосъемных устройств, т.е контактного провода и пластин или вставок токоприёмника;

- ускорение старения изоляции или даже повреждение тяговых двигателей ЭПС при взаимном исчезновении напряжения, вызванным отрывом токоприёмника от контактного провода;

- повреждение электрооборудования ЭПС;

- пережигание контактного провода под действием электрической дуги при отрыве токоприёмника от контактного провода;

- радио- и телепомехи;

- механические повреждения токоприёмников и контактной подвески.

Недостаточное нажатие вызывает отрыв полоза от контактного провода, а как следствие этого: искрение, помехи, увеличение переходного сопротивления, а значит и падение напряжения в контакте. В то же время увеличивается так называемый электрический износ контактирующих элементов. Чрезмерное нажатие в свою очередь увеличит отжатие контактного провода, что может привести к ударам полоза токоприёмника об дополнительный стержень фиксатора, фиксаторный изолятор опорного узла, вызывая их повреждения или излом токоприёмника. Кроме того, повышенное нажатие увеличивает механический износ контактирующих элементов.

/

Рисунок 4.1 – Зависимость характера износа от контактного нажатия токоприёмника.

Любые отклонения от P_{к опт} будет вести к изменению доли износа.

Для нахождения полного износа стоит воспользоваться формулой:

. (4.1)

На сегодняшний день в задачах ВИКС не состоит мониторинг качества токосъёма. Однако оборудование, установленное на вагоне, позволяет получать данные, на основе которых вполне можно сделать выводы о качестве токосъёма на пути его следования. Задачей обработки и исследования данных, получаемых оборудованием ВИКС, будет создание такого контактного нажатия, при котором износ токоведущих частей будет минимальным. И если принимать величину контактного нажатия за основной критерий качества токосъема, то тензометрические датчики на измерительном токоприёмнике ВИКСа будут отличным подспорьем для решения этой задачи.

4.1 Расчёт показателей качества токосъёма

Качество токосъема зависит от большого количества факторов, но ключевым параметром является величина контактного нажатия[1], которое неравномерно по длине пролёта. Рассмотрим график изменения P_кт в пролёте контактной подвеске, полученный измерительным оборудованием ВИКСа.

Р_кт

L,м

Рисунок 4.2 – График контактного нажатия в пролёте между опорами №17 и №16.

Большинство показателей качества токосъема учитывают непостоянство контактного нажатия, а сами они базируются на основе обработки графиков (кривых) контактного нажатия. На основании кривой контактного нажатия, полученной в результате инспекционного объезда вагоном ВИКС найдём среднее значение:

, (4.2)

где n – число интервалов квантования, P_кт – контактное нажатие в интервале.

Но при произвольно выбранных точках квантования могут выпасть минимальное или максимальное значение контактного нажатие, поэтому квантование стоит привязывать к характерным зигзагам кривой. Тогда можно получить так называемое среднее оптимальное значение контактного нажатия по формуле:

. (4.3)

При проведении экспериментальных и аналитических исследований, имеющих целью определить наилучшие из нескольких конструктивных решений в отношении контактной подвески или токоприёмника, часто пользуются техническими показателями качества токосъема.

Основным показателем качества токосъёма принято считать изменение нажатия токоприёмника n, которое выбирается наибольшим из двух величин:

; (4.4)

. (4.5)

По характеру статистики изменения нажатия токоприёмника на инспектируемом участке можно сделать первые выводы о качестве токосъёма.

Таблица 4.1 – Значения контактного нажатия в пролёте опорами №17 и №16.

Точка квантования	Нажатие токоприёмника (Н)
1	111,6
2	114
3	112,4
4	111
5	109,8
6	106,6
7	109,1
8	112,4
9	117,4
10	120,7
11	116,5
12	114
13	109,6
14	106,8
15	105
16	102,4
17	96,7
18	95,9
19	98,3
20	106,6

Воспользовавшись формулой (4.2) можно найти среднее значение контактного нажатия в пролёте, находящемся перед въездом в тоннель. Длина пролёта – 40м. Пролёт находится между опорами №17 и №16 на участке Хабаровск – Покровский. Данные получены в результате инспекционного заезда ВИКС от 08.10.15.

Исходя из формул (4.4) и (4.5) можно найти относительное изменение нажатия токоприёмника:

,

где Р_у – аэродинамическая подъемная сила токоприёмника, которая рассчитывается по формуле:

, (4.6)

где - аэродинамический коэффициент пропорциональности, принимаемый для токоприёмников равным 0,00096.

;

.

На основании исследований принято считать токосъём удовлетворительным при . При таком значении нажатие будет не выше допустимых значений, на которые рассчитывают конструкцию опорного узла (то есть не будет подбоев фиксаторов), и не меньше значений, при которых заметно увеличивается переходное сопротивление в скользящем контакте “полоз токоприёмника - провод” и резко возрастают радиопомехи.

По такому же принципу можно найти изменение нажатия токоприёмника n на любом участке инспектируемого пути, к примеру участок, находящийся непосредственно в тоннеле. Длина пролёта – 30 м. Пролёт находится между опорами №225м и №224м на участке Хабаровск – Покровский.

Таблица 4.2 – Значения контактного нажатия в пролёте между опорами №225м и №224м.

Точка квантования	Нажатие токоприёмника (Н)
1	86,8
2	90,1
3	93,4
4	89,3
5	86
6	83,5
7	86,8
8	90,9
9	90,1
10	86
11	89,3
12	90,9
13	87,6
14	86,8
15	81,8
16	80,2
17	79,3
18	77,5
19	71,9
20	77,7

В таблице 4.2 видно, что из-за конструктивных особенностей тоннеля, нажатие токоприёмника на контактный провод заметно меньше, чем в предыдущем случае с участком, находящимся перед въездом в тоннель. Соответственно, доля электрического износа в тоннельной секции инспекционного пути будет значительно выше, чем на стандартном участке. Сохраняя и анализируя подобные данные можно получить полную картину о качестве токосъёма на всей протяжённости железной дороги.

Р_кт

L,м

Рисунок 4.3 – График контактного нажатия в пролёте между опорами №225м и №224м

Относительное изменение нажатия токоприёмника:

;

.

На этих двух участках качество токосъёма можно считать удовлетворительным, так как .

Коэффициент нестабильности контактного нажатия является одним из критериев качества токосъёма. Находится по формуле:

, (4.7)

где – отдельные значения нажатия на определённом участке, – среднее значение нажатия на участке.

Для пролёта между опорами № 16 и 17 коэффициент K_р будет равняться:

Меньшим значениям коэффициента нестабильности соответствует лучшее значение качества токосъёма.

4.2 Определение характера износа контактного провода

Итогом инспекционного объезда вагоном ВИКС является диагностическая лента участка. Она содержит ключевые показатели, по которым можно определить те или иные отклонения элементов контактной подвески от номинальных показателей. Программное обеспечение MSD Reader способно автоматически указывать на эти отклонения и начислять штрафные баллы участку. Однако в пакет программного обеспечения не входят элементы, способные определять качество токосъёма и характер износа по контактному нажатию. На примере участка Хабаровск – Покровский представлен приблизительный характер износа токоведущих частей исходя из данных контактного нажатия на опорах, полученных в результате инспекционного заезда.

Таблица 4.3 – Значения контактного нажатия в местах нахождения опор на участке Хабаровск – Покровский.

Окончание таблицы 4.3

Для определения характера износа следует сгруппировать значения контактного нажатия на участке:

Характеристики

Список файлов ВКР