Диссертация (792576), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Гистограмма объемного увлажнения изоляции ТЭМэлектровоза ВЛ80Р № 18530,3о.е.ВЛ 85 №2040,2580,2560,250,20,150,180,158 0,164 0,1610,1310,1890,1540,1250,1250,1070,1∆С/Сг0,05012n3456789101112ТЭМРисунок 4.3. Гистограмма объемного увлажнения изоляции ТЭМэлектровоза ВЛ85 № 204121о.е.0,5ВЛ 85 №2210,4650,450,40,350,30,250,2550,2780,270,2570,215 0,2230,20,167 0,1640,1710,1470,150,1170,1∆С/Сг 0,050123456789101112ТЭМnРисунок 4.4.
Гистограмма объемного увлажнения изоляции ТЭМэлектровоза ВЛ85 № 221Комплексная системаопределения увлажненностиизоляции ТЭМсодержит: измеритель сопротивления поверхностной увлажненности MIC2500; блок контроля объемной влажности изоляции (для определенияувлажненияпометоду«емкость-время»);инфракрасныйтермометр«Кельвин» (для измерения температуры передних лобовых частей, котораянеобходима для приведения температуры изоляции к 20 0С). Затемпроизводится пересчет коэффициента абсорбции и результатов объемногоувлажнения, полученных в момент измерения к их значениям при температуре20 0С.Для регистрации результатов измерений увлажненности и температурыизоляции используется встроенный интерфейс измерительных приборов,который позволяет фиксировать до 1000 результатов.Так как вес необходимых измерительных приборов системы контроляувлажненности не превышает 7 кг - система может обслуживаться однимчеловеком.ВремявыполненияизмеренийТЭМэлектровозапоследлительного отстоя одним квалифицированным специалистом не превышает25 - 30 минутПринцип работы предлагаемой комплексной системы следующий:122приборами «MIC-2500» и «КЕЛЬВИН» производятся поочередные измерениявеличины поверхностного увлажнения изоляции и, через смотровые люки,температуры обмоток ТЭМ испытуемого электровоза.
Результаты измеренийвводитсявовнутренниеэнергонезависимыеячейкипамяти.Затемпроизводятся поочередные измерения величины объемного увлажненияразрабатываемым прибором. Результаты измерений абсорбционной игеометрической емкости также вводятся во внутреннюю энергонезависимуюпамять прибора.Затем полученные значения считываются на компьютер и приводятся вспециально созданной для этого программе к температуре 20 0С. Данные обувлажненности изоляции ТЭМ и времени восстановления изоляциипредставлены в таблице 4.1 и таблице 4.2.Таблица 4.1Результаты измерения увлажненности изоляции ТЭМэлектровоз ВЛ80С №2056Дата№№ТЭМКа200С(∆С) 0Сг 20 CЗаключение о состоянии изоляции1≥2< 0,1увлажненность в норме21,3-1,9< 0,1поверхностное увлажнение3>2>0,1объемное увлажнение4<1,3>0,15<1,3>0,16≥2< 0,1увлажненность в норме7>2>0,1объемное увлажнение81,3-1,9<0,1поверхностное увлажнениеобъемное и поверхностноеувлажнениеобъемное и поверхностноеувлажнениеКак представлено в таблице 4.1 для каждой ТЭМ электровоза выдаетсязаключение о степени ее увлажнённости по результатам которой принимается123решение о сушке изоляции (таблица 4.2).Таблица 4.2Время восстановления изоляции ТЭМ электровоза∆С) 0Сг 20 CВремя выполнения сушки≥2< 0,1Увлажненность изоляции в норме1,3-1,9<0,11,5-2 часа>2>0,13,5-4 часа<1,3>0,1не менее 6 часовКа200С(Значения времени приведены для электрокалориферной сушки всоответствии с Руководством по эксплуатации на тяговые машины.
Прииспользования другого метода сушки (токовая сушки или сушка импульсно прерывистыми методами) необходимо изменить исходные данные впрограмме. При этом вне зависимости от способа сушки изоляции, воизбежание ее преждевременного старения, рекомендуется измерять еетемпературу первый раз через час работы нагревателя, а далее через каждыеполчаса.Основным отличием предлагаемой комплексной системы определенияувлажненностиизоляции(рисунок4.5)отсуществующихявляетсяиспользование двух методов неразрушающего контроля с возможностьюопределения времени ее осушения.
В то же время существующий методконтроля состояния изоляции мегаомметром по величине активногосопротивления, применяемый в настоящее время, не позволяет определитьпред отказное состояние изоляции, степень увлажнения, оптимальный методи режим ее сушки [95, 96].124Рисунок 4.5. Структурная схема комплексной системы контроляувлажненности изоляции ТЭМ электровоза ВЛ854.4.Функциональная схема комплексной системы контроляувлажненности изоляции ТЭМРабота предлагаемой комплексной системы контроля увлажненностиизоляции тяговой электрической машины, как было описано ранее, основанона мониторинге изоляции с использованием явления абсорбции, а такжеконтроле изоляции по емкостным характеристикам методом «емкость время».
На данное изделие был получен патент на полезную модель № 148398«Устройстводляизмеренияувлажнённостиизоляциитяговыхэлектродвигателей» от 30 октября 2014 г. Она относится к устройствам дляопределенияэлектрическихпреимущественнодлясвойствизмерениясиловогостепениоборудования,увлажненностиизоляцииэлектрических машин, и может быть использована как для контроляувлажненностиизоляциитяговых,такивспомогательныхмашинэлектроподвижного состава.
Ниже представлена функциональная схемакомплексной системы контроля увлажненности изоляции ТЭМ (рисунок 4.6),125а также ее описание.Комплексная система контроля увлажненности изоляции ТЭМ состоитиз трех основных блоков.В блок 1 входит: аккумулятор АК1; генератор ГР1, необходимый дляпреобразования напряжения аккумулятора АК1из постоянного в переменное;многокаскадный умножитель напряжения УН1; измерители тока ИТ инапряжения ИН, проходящие через изоляцию тяговой электрической машины;фильтр Ф1, обеспечивающий фильтрацию от электрических помех; аналогоцифровой коммутатор АЦК1; схема управления СУ1; управляющий модульУМ1.1, обеспечивающий измерение тока проходящего через изоляцию на 15и 60 секунде после подачи напряжения тяговую электрическую машину, такжеУМ1.1 задает алгоритмы расчета и пересчета коэффициента абсорбции притекущей и номинальной температуре изоляции ТЭМ; генератор тактовыхимпульсов ГТИ1 и счётчик делитель СД1, позволяющие формироватьимпульсы, подаваемые в СУ1 через каждые 15 секунд; устройство индикацииканала измерения УИК1; аналого-цифровой преобразователь АЦП1; блокрасчета коэффициента абсорбции при температуре изоляции на моментизмерения БР1; блок пересчета коэффициента абсорбции на температуру БП120 0С; устройство индикации тока УИ1.При сборке схемы измерения поверхностной влажности изоляции ТЭМв блоке 1, включается питание элементов схемы, а также высоковольтныхстабилизированных источников питания (АК1, ГР1, УН1).
В этот моментнапряжение ВИП прикладывается на изоляцию ТЭМ, с последующимвключением питания ГТИ1 и СД1. Это приводит к формированию126Рисунок 4.6. Функциональная схема комплексной системы контроля увлажненности изоляции ТЭМодиночных импульсов с частотой 0,067 Гц (один импульс в 15 секунд) в схемууправления СУ1. После этого второй и пятый импульсы подадут на входсигналы на включение АЦК1. С измерителя ИТ, отфильтрованный фильтромФ1 аналоговый сигнал с информацией о величине тока проходящего черезизоляцию ТЭМ, поступает на вход АЦП1 для преобразования в цифровойсигнал. Далее с выхода АЦП1 данные о токах поступают в постоянноезапоминающее устройство (ПЗУ) находящиеся управляющим модуле УМ1.1,с последующей передачей информации в блок расчета коэффициентаабсорбции БР1, а также на устройство индикации тока УИ1.
В БР1 в моментопределенияповерхностнойувлажнённостиизоляцииТЭМданныепоступают о двух значениях тока, измеренных через 15 и 60 секунде отмомента приложения испытательного напряжения. Данные с блока БР1 далеепередаются в блок пересчета БП1, где определяется коэффициент абсорбциипри температуре приведенной к 20 0С. С блока БП1 данные поступают в ПЗУи в управляющий модуль УМ1.4 находящийся в блоке 3, описание которогобудет представлено ниже.Блок 2 состоит из датчика температуры VT1; аналого-цифровойкоммутатора АЦК2, необходимого для поочередного подключения датчиковтемпературы обмоток ТЭМ локомотивы к устройству для измерениятемпературы МИУ2; схему управления коммутатором СУ2; генераторатактовых импульсов ГТИ2; счётчик – делителя СД2, необходимого дляформирования импульсов, подаваемых в СУ2; фильтра Ф2; аналогоцифрового преобразователя АЦП2, управляющего модуля УМ1.2; устройстваиндикации температуры УИТ2; устройства индикации канала измеренияУИК2.Работа блока 2 заключается в следующем.
При включении питаниясхемы температуры обмоток ТЭМ локомотива автоматически происходит еесбор. С момента включения питания ГТИ2 и СД2 начинаются формироватьсяимпульсы, направляемые в схему управления СУ2. Далее, со схемыуправления СУ2 импульсы поступают на коммутатор тяговых электрических128машин АЦК2 и измерительному устройству температуры изоляции МИУ2,одновременно с чем на устройстве индикации коммутатора УИК2высвечивается номер испытуемой ТЭМ локомотива. Аналоговый сигнал сдатчика температуры VT1, отфильтрованный от электрических помехфильтром Ф2, поступает в АЦП2 и преобразуется в цифровой сигнал.
Далееданные о температуре изоляции обмоток ТЭМпоступают в устройствоиндикации температуры УИТ2 находящиеся в управляющем модуле УМ1.2,после чего блок пересчета приводит расчетные значения абсорбционнойемкости к температуре 20 0С и записывается в запоминающее устройствоПЗУ.В составные части блока 3 входят: аккумулятор АК3; генератор ГР3преобразующий напряжение АК3 из постоянного в переменное; умножительнапряжения УН3 обеспечивающий постоянным выходное напряжение;измеритель напряжения ИН3 служащий для подачи на изоляцию ТЭМиспытательного напряжения; генераторы тактовых импульсов ГТИ3, ГТИ4,ГТИ5; счетчики-делители СД3, СД4 и СД5, используемые для формированияодиночных импульсов, с их последующей передачей в схемы управления, СУ4и СУ5 транзисторных ключей ТК3, ТК4, и соответственно ТК5; эталонныйконденсатор Сэ; измеритель напряжения ИН4 с эталонным конденсатором;фильтр Ф3; аналого-цифровой преобразователь АЦП3; управляющий модульУМ1.3 задающий алгоритмы включения транзисторных ключей ТК3 - ТК5, атакже алгоритмы расчёта и пересчёта отношения емкостных характеристикпри текущей и номинальной температуре в блоках БР3 и БП3; аналогоцифровой преобразователь АЦП3, преобразующий аналоговый сигнал отизмерителя напряжения ИН4 отфильтрованный фильтром Ф3; в цифровой,передаваемый в управляющий модуль УМ1.3 с последующим сохранениемего в ПЗУ и выводом на устройство индикации УИ3.Работа блока 3 заключается в следующем.
При включении питаниясхемыустройствадляконтроляувлажненностиизоляциитяговыхэлектрических машин локомотива происходит ее автоматический пуск.129Включается ключ ТК3, в результате изоляция ТЭМ заряжается от источниканапряжения УН3 в течение одной минуты. Далее транзисторный ключ ТК3выключается и включается ключ ТК4, измеряя емкость изоляции тяговойэлектрической машины сопоставляя ее с эталонным конденсатором СЭ. Приэтом емкостные характеристики эталонного конденсатора СЭ измеряются припомощи измерителя ИН4. Полученный аналоговый сигнал преобразуется вцифровой и поступает в ПЗУ через управляющий модуль УМ1.3, а также наустройство индикации УИ3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
