Метрологические характеристики путеизмерителей разных моделей

Наименование параметра	Погрешность измерения, мм
	КВЛ-П1	КВЛ-П1МП	КВЛ-П2.0
Взаимное положение рельсовых нитей по высоте (уровень)	Погрешность приведена без учета погрешности уводов гиросистемы, которая составляет 15…20 мм     ± 6,0 (± 2,0^*) ± 6,0 (± 3,0^*) ± 6,0 (не нормирована^*)	±2,5	±2,0
Отклонение от нормы (1520 мм) ширины колеи (шаблон)	± 2,0 (± 1,0^*) ± 2,0 (± 1,5^*) ± 2,0 (не нормирована^*)	±1,2	±1,0
Стрела изгиба рельсовой нити в горизонтальной плоскости относительно прямой хорды длиной 21,5 м при измерении в точке на расстоянии 4,1 м от конца хорды (рихтовка)	± 6,0 (± 3,0^*) ± 6,0 (± 6,0^*) ± 6,0 (не нормирована^*)	±3,0	±2,0
Стрела изгиба рельсовой нити в вертикальной плоскости относительно прямой хорды длиной 17 м при измерении в точке на расстоянии 2,4 м от конца хорды (просадка)	± 4,0 (± 2,0^*) ± 4,0 (± 4,0^*) ± 4,0 (не нормирована^*)	±2,0	±1,5
^* Погрешность, указанная в скобках, приведена для справки по данным технической документации на ЦНИИ-2.

В настоящее время для проверки и оценки состояния рельсовой колеи широко используются путеизмерительные автомотрисы МД-РУ, которые представляют собой самоходный двухосный экипаж с базой 6,4 м, оборудованный двумя постами машиниста для управления ее движением. Двигателем является дизель-генераторная установка мощностью 170 кВт. Измерительное оборудование состоит из трех измерительных тележек. Для преобразования линейных перемещений в электрические сигналы используются специальные датчики. В табл. 5.6 представлены параметры, которые замеряют автомотриса и диапазон их измерений.

Таблица 5.6

Параметры, замеряемые автомотрисой

Параметры	Масштаб записи	Диапазон измерения
Отклонения от норм ширины колеи, мм Взаимное положение обеих рельсовых нитей по уровню, мм Стрела изгиба одной рельсовой нити в горизонтальной плоскости относительно прямой хорды длиной 10 м при замере в точке на расстоянии 4,2 м от конца хорды, мм Стрела изгиба каждой рельсовой нити в вертикальной плоскости относительно прямой хорды длиной 4,2 м при замере в точке на расстоянии 1,764 м от конца хорды	1:1 1:5   1:1	от -10 до +40 ±155   ±85   ±35

 

Путеизмеритель ЦНИИ-4

Скоростной вагон-путеизмеритель ЦНИИ-4 с бесконтактным съемом информации и автоматической ее расшифровкой контролирует состояние пути с рабочей скоростью до 160км/ч. Он определяет состояние пути по следующим параметрам

- ширины рельсовой колеи, мм;

- взаимному положению рельсовых нитей по уровню, мм;

- просадкам обеих рельсовых нитей в вертикальной плоскости, мм;

- стрелам прогиба рельсовых нитей от несимметричной хорды, мм;

- перекосам пути на базе тележки (коротким перекосам), мм;

- перекосам пути на базе кузова вагона (длинные перекосы), мм;

- уклонам продольного профиля оси пути, 0,001 рад;

- кривизны пути в плане, 1/м;

- боковому износу рельсов, мм;

- величине стыковых зазоров, мм;

- температуры рельсов, град;

- смещению рельсовых плетей относительно маячных шпал, мм;

- неровностям на поверхности катания рельсов (коротким неровностям);

- горизонтальным и вертикальным ускорениям кузова, м/с²;

- длине пройденного пути, м;

- скорости движения путеизмерителя, км/ч;

Кроме того, после рабочей поездки вычисляются следующие параметры:

- отметки продольного профиля пути, см;

- неровности продольного профиля, мм;

- параметры устройства кривых участков пути;

- отклонения прямолинейного положения пути в плане, см;

- горизонтальные неровности в прямых участках пути, мм;

- статистические характеристики геометрических параметров рельсовой колеи.

Комплект датчиков обеспечивает измерение первичных характеристик рельсовой колеи и параметров движения. В него входят: два оптических датчика ширины колеи; 2 оптических датчика вертикальных и горизонтальных перемещений головки рельса относительно кузова; гироскопическая система с датчиками углов крена, галопирования, азимутального направления и ускорений; спутниковая навигационная система GPS; 6 датчиков вертикального перемещения букс относительно кузова; датчик пройденного пути; 4 датчика вертикального и поперечного ускорения букс; 2 инфракрасных датчика измерения температуры рельсов.

Датчиковая аппаратура размещается на корпусе вагона, на буксах колесных пар и на балках ходовых тележек. Корпуса оптических датчиков герметизированы. Конструкция всех датчиков съемная.

Датчики через информационную магистраль с согласующими устройствами соединены с вычислительным комплексом, который состоит из трех ПЭВМ, объединенных в локальную сеть со специальным программно-математических обеспечением. ПЭВМ имеют различное назначение.

ПЭВМ – 1 на стоянке обеспечивает тарировку датчиков и измерительных каналов. В процессе движения производит прием измерений от датчиков, первичную обработку измерений, передачу вычисленных параметров и признаков отказов измерительных каналов в ПЭВМ–2, запись на магнитный носитель первичной измерительной информации. Результаты измерений выводятся на экране дисплея в цифровом и графическом виде.

ПЭВМ–2 производит привязку контролируемых параметров к административной структуре дороги (априорные данные о проверяемом пути, маршруты поездок и др.), осуществляет прием информации от ПЭВМ–1 о параметрах пути и их расшифровке, производит оценку состояния рельсовой колеи по основным параметрам пути с соответствующими ТУ (ЦП-515 и др.). Выдает на экран дисплея и документирует информацию об опасных отступлениях, ограничениях скорости движения, дает оценку километров, обслуживаемых производственными подразделениями непосредственно после их проверки. ПЭВМ – 3 управляет работой гироскопической системы.

Вагон-путеизмеритель ЦНИИ-4 проверяет состояние пути более, чем по 20 параметрам. В настоящее время нет единого стандарта на выходные документы этого путеизмерителя. Основными потребителями получаемых материалов являются дорожный центр диагностики (ПЦД) и дистанции пути. Часть материалов хранится в вагоне до следующей рабочей поездки. Дистанции пути используют полученные данные для устранения выявленных отступлений в содержании пути: кривых участков с сверхнормативным боковым износом или чрезмерным возвышением наружной рельсовой нити, с недопустимыми уклонами продольного профиля, чрезмерными перекосами на базе тележки и кузова др. Кроме того, результаты проверок используются для планирования отдельных путевых работ, ремонтов пути и при составлении паспортов.

В настоящее время на сети железных дорог России используются восемь путеобследовательских станций ЦНИИ-4. Они находятся в штатной эксплуатации на дрогах: Московской, Октябрьской, Дальневосточной, Горьковской, Западно-Сибирской. Они дополняют эксплуатируемые на дорогах путеизмерители ЦНИИ-2 и КВЛ-П, за которыми остается основной объем оперативного контроля состояния рельсовой колеи и его оценка.

Работают путеизмерители ЦНИИ-4 в составе скорых или пассажирских поездов (основной вариант) или с отдельным локомотивом. Примерный годовой план работы (для дороги с развернутой длиной главных путей около 9 тысяч км) составляет:

по главным путям – 20-30 тыс. км. Пути 1 и 2 класса проверяются 4-5 раз в год (с учетом повторных измерений участков ремонта); пути 3 класса – 1-2 раза в год. Годовой план проверки станционных путей составляет 200-250 км.

 

 

Лекция 8. Ручные и механизированные средства ТД в хозяйстве Электрофикации и электроснабжения (Тема 4)

 

В системе электроснабжения принято выделять три основных элемента:

1. Устройства преобразования энергии. В нее входят стационарные тяговые станции, передвижные тяговые станции ТП, передвижные тяговые подстанции, распределительные пункты.

Надежность ТП и устройств электроснабжения потребителей повышается за счет применения автоматизированных систем оперативно-технологического управления, удаленного мониторинга, диагностики с передачей данных по цифровым каналам связи в аналитические и диспетчерские центры.

Система автоматизированного управления и диагностики должна удовлетворять следующим основным требованиям. Во-первых – совмещать функции телеизмерения, телесигнализации и телеуправления. Во-вторых – допускать возможность дистанционного управления подстанцией с оперативного пункта управления (ОПУ) во время нахождения на ней персонала. В-третьих – осуществлять функциональную и тестовую диагностику состояния оборудования и подстанции в целом, необходимую и достаточную для оценки состояния как «нормальное», «требующее детального обследования» (при наличии признаков развивающихся неисправностей) и «предаварийное» (при выработке 90% ресурса).

Перечисленные функции должны выполняться единым программно-аппаратным комплексом. Все они должны быть реализованы с использованием единых каналов связи, соответствующих отраслевым стандартам. Таким требованиям в наибольшей степени отвечает система АСУ тяговой подстанции.

Основой современных АСУ ТП являются так называемые интеллектуальные терминалы присоединений. ИТП – это высокоточные цифровые устройства, совмещающие в себе функции защит, противоаварийной автоматики, местного и дистанционного управления, регистратора аварийных процессов, диагностики оборудования, контроля цепей управления коммутационными аппаратами, передачи текущих и аварийных параметров.

В хозяйстве электрификации и электроснабжения «РЖД» используются комплектные ячейки с ИТП для распредустройств РУ-3,3 кВ; РУ-27,5 кВ; РУ-(6-10) кВ; РУ ВЛСЦБ. Эти технические решения нашли воплощение при реализации ТП «Вохтога» Северной железной дороги, АСУ которой полностью выполнена на интеллектуальных терминалах.

Для тяговых подстанций чрезвычайно эффективна диагностика часто повреждаемого коммутационного и выпрямительного оборудования, позволяющая отслеживать состояние оборудования в режиме реального времени, извлекать из электронного архива параметры событий штатных и аварийных ситуаций. Применение этой диагностики позволяет отслеживать работу устройств электроснабжения, извлекать из электронного архива параметры событий штатных и аварийных ситуаций, перейти на обслуживание оборудования «по фактическому состоянию», отказавшись от постоянного дежурного персонала и сосредоточив обслуживающий персонал в одном месте, организовав работу выездными бригадами.

Опыт эксплуатации оборудования тяговых подстанций с системами диагностики убеждает, что необходимо шире применять малолюдные технологии с переходом от планово-предупредительной системы к обслуживанию по фактическому состоянию подстанций. [Евразия Вести 2008 №12 доклад А.В. Мизинцев]

2. Устройства управления. Интегрированы в систему СЦБ.

3. Устройства передачи энергии (ЛЭП, контактная сеть,, вспомогательные сети). Основной источник отказов - контактная сеть, включающая в себя: контактные провода (электрифицировано 27 000 км из 88700 км.) В среднем происходит 270 обрывов в год. Отказы контактного провода составляет 38 % от отказов контактной сети. Прочие провода 19 % отказов. Фиксирующие устройства и конструкции (опоры контактной сети, системы подвеса)- 9 % отказов. Изоляторы- 9 % отказов.

Для контроля состояния контактной сети используются мобильные средства диагностики: диагностический комплекс «ЭРА», «Интеграл», КВЛ-Э.2, вагон-лаборатория испытаний контактной сети ВИКС ЦЭ.

Основные параметры контроля:

-высота подвески и положения в плане нескольких контактных проводов

-измерения высоты основных стержней фиксаторов

-измерения износа контактного провода

-измерения силы нажатия токоприемника на контактный провод

-контроль положения дополнительного стержня фиксатора, контроль сопряжения воздушных стрелок

- измерения напряжения на контактном проводе

-тепловизионный контроль состояния контактной сети

Для контроля состояния опор используются ручные средства диагностики. При этом:

Железобетонные опоры подвергаются контролю степени коррозионного повреждения. Используется несколько методов:

· Электропотенциальный - на глубине 1,5 метра измеряют потенциал поля. (ПК-2)

· Акустический - измерение скорости ультразвуковой волны. УК 1401)

· Виброакустический - оценивается спектр сигнала в трех точках по высоте опоры. (Интроскоп 98)

У металлических опоры определяют степень коррозионного повреждения с помощью УЗ толщиномеров. (А1207, УТ 93 П)

Подавляющую часть опор на сети дорог составляют железобетонные, предварительно напряженные. Практика показывает: с течением времени в них появляются различные повреждения, приводящие к снижению их несущей способности и надежности. Доминирующие и наиболее опасные повреждения связаны с воздействием токов утечки на участках постоянного тока, а также с физическим старением бетона и потерей им прочности на сжатие.

Технология оценки электрокоррозионной опасности для арматуры железобетонных опор, их диагностики описана в нормативных документах. Для этого рекомендован и используется импульсный прибор ПК-2. С его помощью осуществляется весь комплекс измерений сопротивления опор, потенциалов «рельс – земля», состояния искровых и диодных заземлителей. ПК-2 оснащен индикатором утечки тока, позволяющим выявлять низкоомные опоры в групповых заземлениях, а для надежной и продолжительной работы снабжен зарядным устройством от солнечной батареи.

После выявления электрокоррозионно опасных опор должна осуществляться диагностика состояния арматуры в их подземной части. До сих пор предлагалось несколько методов: откопки с визуальным осмотром; электрохимических измерений (с применением приборов типа АДО и Диакор); вибрационный (приборы типа «Интроскоп-98»).

Из-за ряда ограничений достоверность электрохимических методов оказалась чрезвычайно низкой. Вибрационный метод, хотя и является с физической точки зрения безукоризненным, из-за необходимости создания в бетоне опоры требуемого уровня напряжений не может быть использован в полевых условиях. Сейчас оптимальным признан подход, основанный на использовании откопки опор на небольшую глубину (50–70 см) и дополнительном применении ультразвуковых измерений прибором УК – 1401М. Метод трудоемкий, однако, обеспечивающий высокую степень достоверности диагноза состояния арматуры подземной части опор.

Что касается оценки прочности бетона и связанной с нею несущей способности опор, то используемый ультразвуковой метод обеспечивает требуемую точность диагноза.