Прибор для обнаружения шпал с низким электрическим сопротивлением изоляции Советский патент 1979 года по МПК G01R27/18 

(54) ПРИБОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ШПАЛ С НИЗКИМ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ

36

схема прибора для однсто рельса и зквнвалентная схема рельсовой линии.

Прибор мс«тируется на четырехколесной тележке типа рельсового дефектоскопа, состоящей из рамы 1, к которой прикреплены две каретки 2, а каждая из кареток имеет по два колеса 3, К кареткам прикреплены задний и передний для каждого рельса соответственно шдуктивные датчики 4 и 5. Расстояние между датчиками одного рельса нормально равно расстоянию между осями соседних шпал.

Сзади и спереди к кареткам шарнирно прикреплеты четофе стержня 6 с задними проволочными контактными щетками 7 и 8 соогветственно и передкими щетками 9 и 10.

Расстояния от задних и передних щеток до ближашних к ним шщуктивных датчиков равны.

На раме I установлен аппаратный ящик 11, на лицевой панели которого укреплены индикаторы

12 утечки тока и контрольные вольтметры 13 для каждого рельса. Внутри аппарапюто ящика 11 размещены генератор 14, общий для контроля утечки токов с обоих рельсов, приемники 15 левого

и правого рельсов и источник питания 16.

Генератор 14 связан с рельсами через заградительный конденсатор 17, переключатель 18 и контактные щетки 7- Ю.

-К выходу генератора 14 через резонансный Koiiтур 19, нзстроенный на измерительную частоту, подсоедин ч кштрольный вольтметр 13,

Кагвдый приемник 15, связанный с датчиками :4 и 5, содержит кo шeнcиpyющиe конденсаторы 20 и 21, резисторы 22 и 23, симметрирующий резистор 24, предварительный усилитель с регулятором усиления 25, полосовой фильтр 26 на гомерительную частоту, оконечный усилетель 27, вьшрямигель 28 с фильтром нижних частот RC и индикатор 12, проградуированный в единивдх проводимости - миллисименсах.

Индуктивные датчики 4 и 5 подсоединены к входу приемника 15 встречно-параллельно при помощи дву5«нльных экранированных кабелей 29. Возле датчика экран кабеля 29 соединяется с электромагнитным экраном 30 датчика.

На конце кабеля 29 его экран и жила низкото потенциала подключаются к корпусу приемника в одной точке возле первого каскада усшштеля 25 Электромагнитный экран 30 датчика имеет прорези, ориентировашшш таким образом, что сш экранирует датчик от паразитных электромагаитных полей и не экранирует от полезного сигнала. Ларазитиые поля создаются измерительньгм током в соединнтепьных проводах ут генератора к щеткам и в pejbcax вне кштролируемого отрезка. Экран 30 является также электростатическим. Кроме того, для умшьшения влияния паразитных полей на датчики, а также для достижения

равенства парамспров соещшительных проводов огг генератора к щеткам расстояния от щеток до ближайших к ним инцуктивных датчиков одинаковы.

Заградительный конденсатор 17 препятствует шунтированию сигнаш ного тока рельсовой цепи через обмотку выходного трансформатора генератора.

Ивдуктивные датчики 4 и 5, компенсирующие конденсаторы 20 и 21 и резисторы 22, 23 и 24, образу:от дифференциальную систему устройства .

Индуктивный датчик 4 (5) вместе с компенсирующим конденсатором 20 (21) настроен в резонанс на частоту измерительного тока. Резисторы 22 и 23 служат для уменьшения аргументов комплексных проводимостей цепей таддуктивных датчиков 4 и 5. Резистор 24 и переключатель 18 предназначшы для симметрирования устройства перед началом контроля шлал. Усилитель 25 снабжен регулятором усиления для градуировки устройства па шмеряемой проводимости изолядаи. Узкополосный фильтр 26 подавляет помехи других частот, кроме того, он предназначен для развязки усилителей 25 и 27 против самовозбуждения. Сглаживающий фильтр нижних частот типа RC в выпрямителе 28 устраняет резкие толчки тока в индикаторе 12 при кратковреме1иом разрыве контакта в контактаых щетках.

Прибор работает сп&яуюищм образом. Напряжение Up-p от генератора 14 через контакные щетки прикладывается к рельсам.

Если соед шиетельные провода от генератора к щеткам одного рельса одинаковы по параметрам и длине и равны переходные сопротивления щетка-рельс, то потенциал на рельсе в тошсах ксштакта (точка а и б) одинаков.

Если при этом (утекши нет), то ток по отрезку рельса а-б к а течет, в 1щдукт ганых дат4iiKa ЭДС не наводятся.

При любой магнитной асимметрии S датчиков напряжетие аддитивной помехи на входе приемника не появляется.

При налнч1Ш утечки по проводимости Gn шпалы проходШ ток 4 I . Этот ток состоит из двуз(равных токов 0,5 А} , текущих or щгток 7 и 9 к месту утечки Gn в разных направлениях. От этих токов в датчиках 4 и 5 наводятся ЭДС сигнала. Датчики подсоедщекы ко входу 25 встречи о-парапледаио.

ItoHKaTop устройства можно проградуировать непосредственно в единицах проводимости. В реальных условиях переходные сопротивления щетка-рельс в щетках неодинаковы, в результате чего возникает разность потенциалов, от которой по паяному отрезку рельса проходет ток помехи, который наводит в датчиках 4 и 5 ЭДС аддитивной помехи. Для глубокой балансировки циффеоенциальиой системы в процессе симметрирования в цепи датчиков резисторов 22 и 23 включены компя сируютцие конденсаторы 20 и 21. Для уменьшени тока помехи Ij в рельсе необходимо уменьшить относительное изменение сопротивлений цепей ще ток от точек разветвления до точек контакта на рельсах. Соединительные провода к щеткам одинаковы по длине и параметрам, а их сопротивления превышают максимально-возможные изменения сопротивления перехода щетка-рельс. Перед началом контроля шпал производится симметрирование и градуировка устройства. Для симметрирования по первому рельсу переключатель 18 переводится из положении работа в положение симметрирование по первому рельсу, при этом щетки 8 и 9 отключаются от генератора 14, который через щетки 7 и 9 подключается к отрезку рельса с сопротивлением, много меньшим сопротивления изоляции шпалы. Благо-, даря этому ток генератора в утечку не ответвляется, и под обоими датчиками 4 и 5 течет одни и тот же ток. Регулированием потенциометра добиваются ми нимума показаний индикатора 12. Аналогично производится симметрирование пр емника для второго рельса, для чего переключатель 18 переводится в положение симметрирование по второму рельсу, при этом щетки 7 и 9 от генератора 14 отключаются, и он через щетки 8 и 10 подключается к короткому отрезку второ го рельса. После симметрирования переключатель 18, возвращается в рабочее положение и производится градуировка обоих приемников устройства. Для этого между индуктивными датчиками созда ют искусственную утечку тока из рельса в рельс через калибровочный резистор, который к;(адут на середине шпалы. Регулятором усиления в усилителе 25 выставляют индикатор 12 на величину калибровочного резистора. Для устранения влияния на точность градуировки проводимости шпалы сопротивление калибровочного резистора должно быть на порядок меньше сопротивлеиия шпалы, наг которой стоит тележка во время симметрирования и градуировки. Применение устройства повьш1ает точность обнаружения шпал с низким сопротивлением изоляции и чувствительность измерения проводимости ИЗОЛЯ1ДШ шпал, что позволяет применять устройство в любую погоду, в том числе в сухую, когда проводимость изоляции щпал, в том числе и с поврежденной изоляцией, низка, такие шпалы затруднительно обнаружить известными устройствами. Формула изобретения Прибор для обнаружения шпал с низким электрическим сопротивлением изоляции по авт. св. № 182187, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обнаружения, оно снабжено двумя дополнительными контактными щетками, каждая из которых установлена с другой, огаосительно основной контактной щетки, стороны пары индуктивных датчиков, на расстоянии от первого индуктивного датчика соответствующей пары индуктивных датчиков, равном расстоянию от основной контактной щетки до второго индукт 1вного датчика упомянутой пары. Источники {шформашш, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 182J87, кл. G 01 R 27/18, 23.01.65.

X

п a

/J

Eb- f2

a n - // -/3

tb

7/ 5

-J

./

J-S ZJ VSZli