СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ НИЗКООМНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ, ВКЛЮЧЕННЫХ В ГРУППОВОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ Российский патент 2005 года по МПК G01R27/18 B60M1/12 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту с электрической тягой на постоянном токе и может найти применение для поиска низкоомных опор контактной сети, включенных в групповое заземление.

При групповом заземлении опор и входном сопротивлении заземления менее 100 Ом поиск низкоомных опор в соответствии с [1] (Указания по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети. К-146-96/МПС. - М.: Трансиздат, 1996, c.12) производится следующим образом: трос группового заземления кратковременно соединяют с тяговым рельсом и синхронно измеряют потенциал "рельс-земля" U по отношению к установленному в середине пролета в створе опор измерительному электроду заземления и градиент потенциал ΔU между двумя переносными заземлителями, один из которых устанавливают непосредственно у обследуемой опоры, а другой - в одном метре от него в направлении, перпендикулярном рельсовому пути. Значение сопротивления опоры определяют по величине ΔU/U по таблице.

Недостатком способа является его большая трудоемкость.

Там же [1] приведен второй способ, в соответствии с которым между тросом и рельсом включают источник переменного тока - генератор кабелеискателя КУ-3, а около опоры помещают индикатор тока ТИ-3 с антенным контуром и по максимальному отклонению стрелки индикатора определяют опоры с пониженным сопротивлением.

Достоинством способа является его оперативность. Недостатком - чисто качественная оценка состояния опоры без численного определения величины сопротивления опоры и сильная зависимость результата измерений от ориентации оси антенны индикатора.

Чтобы преодолеть этот недостаток, авторы [2] (Патент России № 2124212, 28.12.98) предлагают частоту колебаний генератора выбирать из области, нижняя граница которой совпадает с частотой пульсации выпрямленного тока контактной сети, а верхняя - с собственной резонансной частотой контура "трос группового заземления - опора-земля", а регистрацию магнитного поля тока, протекающего по арматуре опоры, производить широкополосным приемником, принимающим электромагнитные колебания в вышеуказанной области, ориентируя магнитную антенну приемника строго определенным образом у каждой опоры. Сопротивление опоры определяют по градуировочной зависимости.

Способ [2] является наиболее близким к предлагаемому и выбран нами в качестве прототипа.

Недостатком способа, изложенного в прототипе, является недостаточная надежность выявления низкоомных опор в группе, что связано с неудачно выбранной частотой генерируемого тока и использованием широполосного приемника, воспринимающего магнитное поле не только от тока в арматуре, вызванного генератором, но и от других магнитных полей, в частности, образованных токами, проходящими по рельсам и тросу группового заземления. Чтобы учесть влияние двух последних, авторы прототипа предлагают антенну приемника располагать параллельно рельсовому пути и тросу группового заземления. Такой прием несколько уменьшает ошибку, но не исключает ее, т.к. по рельсам, тросу и арматуре могут идти разные токи от разных источников, изменяющиеся во времени.

Цель данного изобретения - повышение достоверности выявления низкоомных опор, включенных в групповое заземление.

Указанная цель достигается тем, что источник тока, включенный между тросом группового заземления и рельсом, посылает в трос чередующиеся импульсы постоянного тока и переменного тока высокой частоты, а оценка тока, протекающего по арматуре опоры, осуществляется двумя взаимно дополняющими методами: ускоренным оценочным индукционным методом с помощью узкополосного приемника (индикатора), реагирующего только на электромагнитное поле заданной высокой частоты, и по градиенту потенциала вблизи опоры при приеме импульса постоянного тока.

Существенным отличием также является то, что используют частоту переменного тока в несколько десятков раз выше частоты пульсаций выпрямленного тягового тока и в несколько раз выше минимальной собственной резонансной частоты контура "трос группового заземления - опоры-рельс", что приводит к уменьшению посторонних наводок.

Еще одно отличие состоит в том, что в качестве приемника высокой частоты используют узкополосный приемник (индикатор), исключающий прием наведенных токов любой другой частоты, что также увеличивает достоверность полученных результатов.

И, наконец, когда ускоренным индукционным методом найдена потенциально низкоомная опора, ее подвергают дополнительной проверке с использованием метода измерения градиента потенциала при импульсах постоянного тока. При этом для исключения влияния наведенных постоянных токов учитывают разность показаний принимающего прибора при включении постоянного тока и при его периодическом выключении.

На чертеже представлены объект и схема измерений, поясняющая техническую сущность предлагаемого способа.

Здесь 1 - трос группового заземления, 2 - рельс, 3 - источник тока, 4 - опоры, 5 - индикатор, 6 - вольтметр.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Источник тока 3 подает в трос группового заземления 1 импульсы постоянного тока, а в паузах между импульсами в трос группового заземления подается переменный ток высокой частоты. При подаче импульса постоянного тока контролируется сопротивление группы. Если оно оказывается менее 100 Ом, то для выявления низкоомной опоры в группе используют индикатор 5, который приставляют к каждой опоре поочередно и, ориентируясь на его показания, находят максимум сигнала.

Индикатор позволяет быстро найти низкоомную опору в группе. У такой опоры проводят контрольное измерение сопротивления опоры по методу градиента потенциала (см. Указания по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети К-146-96/МПС. - М.: Трансиздат, 1996, с.12) с использованием периодически подаваемых импульсов постоянного тока.

Четкая периодичность импульсов тока обусловливает такую же периодичность увеличения разности потенциалов между штырями. В отличие от этого временная зависимость токов утечки случайна. Такое различие позволяет безошибочно установить, что разность потенциалов между штырями обусловлена именно током, протекающим через опору, а не токами утечки с рельсов на землю.

Пример

Предлагаемый способ выявления низкоомных железобетонных опор контактной сети, включенных в групповое заземление, был опробован на Томской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской ж.д.

В качестве источника импульсов постоянного тока было использовано устройство "Поиск", разработанное научно-производственным предприятием "Метакон-Томич" (634028, г.Томск, ул. Савиных, 7).

Источник подает в трос группового заземления импульсы стабилизированного на уровне 0.15А постоянного тока. Длительность импульса составляет 1 сек. В паузе между импульсами в трос заземления подается переменный ток частотой 13775 Гц.

К каждой обследуемой опоре приставляли узкополосный приемник (индикатор), входящий в комплект устройства. Индикатор имеет световую сигнализацию. Зажигание первого красного сегмента на индикаторе ориентировочно соответствует сопротивлению опоры 100 Ом.

Всего было обследовано 120 опор, включенных в групповое заземление, из них три по показаниям индикатора оказались низкоомными. Проверка методом измерения градиента потенциала подтвердила, что эти опоры имеют сопротивления меньше 100 Ом. Контрольная откопка опор на глубину один метр показала, что во всех трех случаях в подземной части опор имеют место продольные трещины и коррозия поверхностного слоя бетона.

Приведенные данные подтверждают высокую эффективность предлагаемого способа выявления низкоомных железобетонных опор контактной сети, включенных в групповое заземление.

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию железнодорожных транспортных систем с электрической тягой на постоянном токе. Между тросом группового заземления и рельсом включают источник тока и оценивают ток, протекающий по арматуре каждой опоры, присоединенной к тросу группового заземления. При этом источником тока посылают в трос чередующиеся импульсы постоянного тока и переменного тока высокой частоты, а оценку тока, проходящего по арматуре опоры, осуществляют двумя взаимно дополняющими методами: оценочным индукционным методом с помощью узкополосного приемника и по градиенту потенциала вблизи опоры при приеме импульсов постоянного тока. В качестве источника тока используют генератор, частота которого в несколько десятков раз выше частоты основной гармоники пульсаций выпрямленного напряжения контактной сети и в несколько раз выше минимальной собственной резонансной частоты контура "трос группового заземления - опоры-земля". В качестве приемника высокой частоты используют узкополосный приемник, исключающий прием наведенных токов любой другой частоты. При оценке величины протекающего по арматуре опоры постоянного тока учитывают разность показаний принимающего прибора при включении постоянного тока и при его периодическом выключении. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ выявления низкоомных опор в группе путем включения источника тока между тросом группового заземления и рельсом и оценки тока, протекающего по арматуре каждой опоры, присоединенной к тросу группового заземления, отличающийся тем, что источником тока посылают в трос чередующиеся импульсы постоянного тока и переменного тока высокой частоты, а оценку тока, проходящего по арматуре опоры, осуществляют двумя взаимно дополняющими методами: оценочным индукционным методом с помощью узкополосного приемника и по градиенту потенциала вблизи опоры при приеме импульсов постоянного тока.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника тока используют генератор, частота которого в несколько десятков раз выше частоты основной гармоники пульсаций выпрямленного напряжения контактной сети и в несколько раз выше минимальной собственной резонансной частоты контура "трос группового заземления - опоры - земля".3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве приемника высокой частоты используют узкополосный приемник, исключающий прием наведенных токов любой другой частоты.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при оценке величины постоянного тока, протекающего по арматуре опоры от источника постоянного тока, учитывают разность показаний принимающего прибора при включении постоянного тока и при его периодическом выключении.