автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка высокочастотного метода выявления дефектных железобетонных опор контактной сети, объединенных тросом группового заземления

кандидата технических наук
Хамчишкин, Герман Юрьевич
город
Москва
год
2006
специальность ВАК РФ
05.09.03
цена
450 рублей
Диссертация по электротехнике на тему «Разработка высокочастотного метода выявления дефектных железобетонных опор контактной сети, объединенных тросом группового заземления»

Автореферат диссертации по теме "Разработка высокочастотного метода выявления дефектных железобетонных опор контактной сети, объединенных тросом группового заземления"

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЧАСТОТНОГО МЕТОДА ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ, ОБЪЕДИНЕННЫХ ТРОСОМ ГРУППОВОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006 год

Работа выполнена на кафедре "Энергоснабжение электрических железных дорог" государственного образовательного . учреждения высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей .сообщения" (МИИТ).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Бадер Михаил Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Подольский Виктор Иванович (ВНИИЖТ)

кандидат технических наук

Чучев Александр Петрович (ОАО ЦНИИС)

Ведущее предприятие: Российский государственный открытый

технический университет путей сообщения (РГОТУПС)

Защита диссертации состоится "_"_ 2007 г. в 14 часов

на заседании диссертационного совета Д 218.005.02 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994,

г. Москва, ул. Образцова, 15, аудитория_.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "_"_2006 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 218.005.02, д.т.н., профессор

С.П. Власов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Для электрифицированных участков железных дорог постоянного тока одной из центральных проблем, связанных с безопасностью движения поездов, является электрокоррозия железобетонных опор контактной сети. Коррозионный излом опоры, вызванный, как правило, токами утечки от рельсов, почти неизбежно влечет за собой обрыв проводов контактной сети, линий продольного электроснабжения и связи, нарушение электроснабжения и режима движения поездов на соответствующем участке железной дороги. Опасные электрокоррозионные повреждения в подземной части железобетонных опор нераздельного типа при отсутствии иных источников коррозии, таких, как агрессивность грунта или бетона, могут развиваться лишь при наличии "металлического" касания арматурного каркаса с элементами крепления подвески. В течение многих лет на участках постоянного тока устанавливались железобетонные опоры, не имеющие надежной изоляции поддерживающих конструкций от тела опоры. В результате эксплуатационный персонал вынужден сталкиваться с таким положением, когда значительная часть опор находится в неизвестном коррозионном состоянии. Сложившаяся ситуация и существующие технические средства вынуждают проводить целый комплекс измерений и обследований в целях своевременного выявления дефектных конструкций. В условиях недостаточной защищенности от коррозии эффективность коррозионных обследований становится, по сути, одним из главных факторов поддержания надежности контактной сети.

Реализация метода, разработанного в результате диссертационной работы, имеет важное практическое значение, т.к. этот метод позволяет для любой конфигурации группы опор, объединенных тросом группового заземления (далее - ТГЗ), выявить местоположение одной опоры с низкой изоляцией (менее 100 Ом) в группе при помощи одного измерения.

По расчетным данным и теоретическим заключениям можно сделать вывод, что использование разработанного метода позволит сэкономить время поиска дефектной опоры в составе группы опор, объединенных ТГЗ, без ее отсоединения, путем указания ее точного местоположения.

Цель работы. Разработка нового комплексного метода выявления

дефектных железобетонных опор контактной сети, объединенных ТГЗ, без их

__ч

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург

ОЭ 2С0^кт/О-Н)

отсоединения для анализа состояния, работоспособности и удобства в работе технических средств, состоящих на вооружении обслуживающего персонала энергетического хозяйства.

Постановка задачи. В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи исследования:

а) разработка модели и расчетной схемы участка контактной сети, состоящего из железобетонных опор, объединенных ТГЗ, определение основных его параметров, составление схемы замещения участка;

б) выявление и обоснование основных признаков разработанного метода;

в) оптимизация расчетов с целью выявления степени влияния параметров исследуемого участка на выявленные признаки метода, а также выбора их оптимальных значений и построения методики проведения измерений;

г) разработка программы расчетов, необходимых для получения расчетных значений параметров исследуемого участка и точного местоположения дефектной опоры;

д) разработка структурной и функциональной схем устройства, реализующего разработанный метод выявления дефектных опор;

е) разработка технических требований на Диагностическое устройство выявления дефектных железобетонных опор.

Объект и методы исследования. В качестве объектов для исследования были выбраны:

а) провод марки ПБСМ-70, как наиболее часто употребляемый в качестве ТГЗ;

б) участок диагностики, состоящий из опор количеством от 4 до 12, объединенных ТГЗ;

в) сторонний источник энергии высокой частоты.

Теоретические исследования базируются на основных положениях теории линейных электрических цепей, электротехники; методах математической статистики, методах системного анализа и математического моделирования.

Суть метода состоит в измерении тока и угла сдвига фаз между напряжением, приложенным к ТГЗ, при помощи стороннего источника высокой частоты, и током, протекающим по созданному контуру через ТГЗ, опоры и землю. Полученные значения измеряемых величин сравниваются с их теоретическими значениями. Результаты сравнения оцениваются с целью определения:

1) наличия дефектной опоры на участке диагностики;

2) номера ближайшей к источнику дефектной опоры.

Научная новизна.

1 Разработка математической модели группы опор, объединенных ТГЗ, включающей: формирование множества схем замещения для различных конфигураций; расчет параметров сторонних элементов, вносимых в схему для проведения измерений; комплексную обработку результатов замера тока в цепи диагностики и угла сдвига фаз между прикладываемым напряжением и током; их сравнение с аналогичными теоретическими параметрами.

2 Регистрация местоположения одной дефектной опоры с помощью одного измерения протекающего тока и фазового угла относительно прикладываемого напряжения.

3. Возможность измерения индивидуального сопротивления бетонного слоя (сопротивления заземления опоры относительно навесных металлоконструкций) любой из опор, объединенной ТГЗ, как с целью задания входных данных, так и с целью проверки правильности результатов выявления местоположения дефектной опоры.

4. Применение современного технического средства промышленного производства - карманного портативного компьютера, позволяющего функционально разделить реализацию метода на несколько этапов работы: измерение, обработка данных и представление местоположение дефектной по изоляции опоры в цифровом виде.

5. Разработка комплексного метода по выявлению дефектных по изоляции опор в составе конкретной группы, использующего признаки сопротивления изоляции одной из опор, величины тока и фазового угла между током и приложенным напряжением. Метод назван "экспресс-методом", учитывая малое число выполняемых операций.

Практическая ценность. Разработана комплексная методика проведения измерений по выявлению местоположения дефектной по изоляции опоры в составе группы опор с наименьшей трудоемкостью.

Реализация результатов работы. Разработанная комплексная методика

выявления дефектной опоры в составе группы опор нашла применение в

качестве основы для разработки Технических требований к диагностическому

устройству выявления дефектных железобетонных опор, которые

согласованы и утверждены Департаментом электрификации и

5

электроснабжения ОАО "РЖД". Указанные Технические требования разработаны с участием специалистов Московского энергомеханического завода - филиала ОАО "РЖД" (МЭЗ ОАО "РЖД") и Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ) для изготовления опытного образца и последующего сравнения с существующими аналогами в эксплуатации.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практической конференции Неделя науки - 2005 "Наука -Транспорту" в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) в 2005 году.

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание работы, опубликованы в шести научных трудах.

Объем работы. Диссертация состоит из главы, посвященной обзору и анализу существующих методов и схемных решений по оценке коррозионного состояния железобетонных опор контактной сети, и семи глав основного содержания работы, заключения, четырех приложений и списка литературы. Работа общим объемом 197 страниц содержит 113 страниц основного машинописного текста, 82 рисунка, 23 таблицы, в перечне использованных источников 29 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены общие сведения о коррозии. Раскрыты

причины возникновения электрокоррозии в железобетонных конструкциях на

электрифицированных железных дорогах постоянного тока. Основной

проблемой, связанной с безопасностью движения поездов, признана

электрокоррозия железобетонных опор контактной сети. Опасные

электрокоррозионные повреждения в подземной части железобетонных опор

нераздельного типа при отсутствии иных источников коррозии, таких как,

агрессивность грунта или бетона, могут развиваться лишь при наличии

"металлического" касания арматурного каркаса с элементами крепления

подвески. Приведены критерии оценки опасного электрокоррозионного

состояния железобетонных опор контактной сети при наличии утечки с нее

постоянного тока, когда его плотность превышает

0,6 мЛ/дм2. Отмечена особая электрокоррозионная опасность опор,

6

объединенных тросом, т.к. к ним будет приложено напряжение, обусловленное разным значением потенциалов точек земли у опор, разнесенных вдоль пути. Градиент потенциалов в земле, создаваемый блуждающими токами вблизи пути, может достигать 10 В/км. Под действием этого напряжения между опорами будут протекать перетекающие токи, которые при определенных условиях могут оказаться коррозионно-опасными для опор, несмотря на то, что опоры отсоединены от рельсов. Наиболее эффективной мерой пресечения электрокоррозии перетекающими токами признано выведение из группового заземления дефектных опор или проведение таких мероприятий, как секционирование троса, подключение опор к тросу через добавочные искровые промежутки (далее - ИП) и т.д.

Приведена статистика состояния опор контактной сети в хозяйстве электроснабжения по состоянию на 01.01.2006 г., а также информация об опасности режима эксплуатации опор в том случае, если значительная часть опор находится в неизвестном коррозионном состоянии и, тем самым, подтверждена необходимость своевременного проведения работ по выявлению низкоомных или дефектных опор.

Рассмотрены традиционные методы повышения сопротивления изоляции опор от заземляемых на рельсы конструкций и предотвращения электрокоррозионного повреждения при индивидуальном заземлении, которые широко применяют в последнее время при монтаже и реконструкции электрифицированных участков.

Выполнен обзорный анализ традиционных методов выявления дефектных опор. Этой проблеме посвящены работы А.Л. Вайнштейна, A.B. Гречишникова, О.В. Грибачева, Н.Г. Сергеева (кафедра "Энергоснабжение электрических железных дорог" Московского института инженеров железнодорожного транспорта (МИИТ));; Ю.А. Калинчука, В.В. Левина (НПП "Метакон"); Д.В. Санникова, Ю.А. Южанина (Томская дистанция электроснабжения Кемеровской ж.д.); Г.Е. Асеева, C.B. Войцеховича (Барабинская дистанция электроснабжения Западно-Сибирской ж.д.); A.A. Багдасарова, A.B. Котельникова, A.A. Порцелана, (Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ)) и др.

Вторая глава посвящена разработке методики расчетов по выявлению

местоположения дефектной железобетонной опоры в составе группы опор,

объединенных ТГЗ. Были сформулированы предпосылки создания

7

принципиально нового устройства диагностики текущего состояния эксплуатируемых железобетонных опор.

Предложен комплексный метод по выявлению дефектных по изоляции опор, объединенных ТГЗ в составе конкретной группы, использующий признаки сопротивления изоляции одной из опор, величины тока и фазового угла между приложенным напряжением и током, с использованием стороннего источника высокой частоты, равной 14 кГц, выбор которой обоснован в третьей главе. Схема подключения такого источника показана на рис. 1.

2

Рис. 1. Схема выявления дефектных по изоляции опор контактной сети, объединенных ТГЗ.

К ТГЗ, протяженностью 1аб, источник переменного напряжения £/г в точке "а" подсоединен через разделительный конденсатор Ср с одной стороны и через индивидуальный заземлитель г3 , с другой. В результате возникает электрическая цепь, состоящая как из активных, так и из реактивных пассивных элементов. Расчетная схема замещения представлена на рис. 2.

Рие. 2. Расчетная схема замещения группы опор, объединенных ТГЗ.

Длине пролета // соответствует элементарная расчетная ячейка схемы замещения, соответствующая пролету к.с. и двум смежным опорам в нем, а

при подсоединении такого источника к ТГЗ возникает электрическая цепь, состоящая как из активных, так и из реактивных пассивных элементов. Распределенная емкость "ТГЗ — земля" заменена сосредоточенными сопротивлениями хСо, включенными по П-образной схеме. Собственные активное и индуктивное сопротивления ТГЗ равны гкр и хи, соответственно.

Каждая опора по отношению к земле обладает переходным сопротивлением:

г0=Яш+гр (1)

где Ят - сопротивление изоляции опоры, т.е. сопротивление между закладными деталями к.с., с помощью которых закрепляются навесные металлоконструкции опоры, и арматурой тела бетона.

гр - сопротивление растеканию подземной части опоры. Схема замещения получается путем поэтапного сворачивания расчетной схемы относительно точек "а" и "в", начиная с опоры, сопротивление изоляции бетона которой зашунтировано условным ключом "К" (рис. 2). В результате преобразования получаем схему по рис. 3.

г, к

^ в

Рис. 3. Схема замещения участка из опор, объединенных ТГЗ.

При частоте источника, равной 14 кГц, эквивалентное реактивное сопротивление ТГЗ сопротивление - хэ * - имеет индуктивный характер (к -число этапов упрощения (свертки) схемы замещения (рис. 2) в комплексном виде). Компенсируем его емкостным сопротивлением хСр\

ух вх = ]'х3 к -гхсР =0; х,к = хСр (2)

Результирующее сопротивление цепи получается чисто активным:

Гвх = Г3\+Гэк. (3)

При подборе значения Ср для секции контроля искусственно создаются условия высокой добротности, когда ее параметры в основном определяются Ср, Ьтгзу а активные сопротивления сведены к минимуму. Это достигается введением в схему условного ключа "К", замыкающего ТГЗ на низкоомный заземлитель г, 2 в противоположном от источника иг конце длинной линии (точка б). Значение г, 2 выбирается из условия:

г,з ~гр (4)

Разделительная емкость Ср выбирается, исходя из условия:

хсР=хзк. (5)

Определяем значение разделяющей емкости

С 1 - 1

и включаем конденсатор полученной величины Ср в схему как исходный элемент для дальнейших расчетов. В этом случае емкость Ср разделительного конденсатора компенсирует эквивалентную индуктивность цепи.

В этом случае относительные высокоомные переходные сопротивления га оказываются зашунтированными низкоомной цепью. Угол сдвига фаз между напряжением источника 0Г и током / определяется по выражению:

(7)

При выполнении условия (2):

Фо ~ 0. (8)

Состояние резонанса удобно фиксировать по фазовому углу ф0 по условию (8).

Настроив указанным способом схему в резонанс, условный ключ "К" размыкается, а значение Ср фиксируется и остается неизменным. Если теперь в настроенной таким образом схеме произойдет повреждение изоляции бетона в любой из опор, то оно будет равносильно переносу ключа "К" из первоначального положения в произвольное в пределах секции контроля. Одновременно происходит нарушение настройки схемы в резонанс, т.к. часть индуктивности ТГЗ, размещенной правее относительно поврежденной опоры будет шунтирована низкоомным сопротивлением гр.

Проработан метод поиска признаков, характеризующих наличие

дефектной опоры в группе опор. Он основан на регистрации электрических

параметров цепи при резком изменении переходного сопротивления "трос-

10

грунт" (г0) в месте подсоединения к 116 опоры. В зависимости от сопротивления бетонного слоя опор в группе регистрируются изменения индуктивного и емкостного сопротивлений, а вместе с тем изменение полного сопротивления опор. При изменении сопротивления одного из них меняется сопротивление всей цепи. Зная параметры схемы при различных условиях окружающей среды, можно отследить их изменения при нарушении условий эксплуатации железобетонных опор. Исследования проведены для значений сопротивления бетонного слоя опор в группе: Лш=10 кОм - абсолютно сухое состояние бетона; Rm-5 кОм - слегка влажное состояние бетона; Ria-l кОм -влажное состояние бетона и Лцз=0,1 кОм - очень влажное состояние бетона.

За основу вышеизложенного был взят метод, предложенный ранее [О.В. Грибачев, B.C. Резиков, P.E. Шведов. Выявление повреждения защитного слоя бетона опор контактной сети без отсоединения их от троса группового заземления. - М.: ЦНИИТЭИ № 4473, 1988. - 22 с]. Метод признан несовершенным, так как доказательством нахождения дефектной опоры в группе являлась прослеживаемость изменения одного признака - фазового угла между током, протекающим по цепи, и напряжением источника, один полюс которого заземлен, а другой подключен к системе "ТГЗ - опоры". В диссертации проведены углубление, детализация и конкретизация вышеизложенного метода, а также проработаны вопросы его практической реализации.

Дополнительно, в качестве второго признака был использован ток, протекающий по цепи диагностики. Ток, протекающий по цепи (рис. 3), можно найти по формуле:

/=-^-=1-е»" (9)

r,i+r,k+jx,k-jxCp 4 '

Доказано, что лишь сочетание значений двух признаков может свидетельствовать о состоянии опор в группе. Совокупность этих значений, как показали исследования, способна подтвердить также отсутствие дефектных опор в диагностируемой группе. В этом случае, при неизменном Ср и отсутствии условного ключа "К", характер цепи становится резко емкостным, условия высокой добротности теряются, а величина протекающего тока на порядок уменьшается.

Зависимости фазового угла показаны на рис. 4:

а) от номера дефектной опоры ф0 „ = / (AS опоры) для случая, когда

И

дефектная опора на участке диагностики имеется;-

б) от общего количества опор ф0„ = / (и0„) для случая, когда дефектных опор нет.

эл. град.

504! 40 35 30

и 20 15 10 5 0

4- .

к N1

N \

N ч.

•ч ^ \

4 , N ч *

"V ^ 1 ь . N \

\ \ Ч > ч V, ч N

\ ч ' Л ' ч \ Ч \ \

••"Моя-)

ОЖт7 Ко-тв

-»-КсигЮ ■ ИоггИ К«г12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 Л«»»«

Рис. 4 а. Зависимость фазового угла от номера дефектной опоры.

град.

23-

•е- N'«7-5 -А— к«гб -О 4 N03"$ N«1-»! - N03-11

и-.

9 [0 II 12 13 и«,шт.

Рис. 4 б. Зависимость фазового угла от количества опор (дефсшшх опор нет).

Зависимости тока, протекающего по цепи, показаны на рис. 5:

а) от номера дефектной опоры = / (№ опоры) для случая, когда дефектная опора на участке диагностики имеется;

б) от общего количества опор Гедг,1) =/ (п0П) для случая, когда дефектных опор нет.

Если зафиксирована пара значений на уровне ф0 „ « 27 эл.град. при п0П =12 шт. (рис. 4 а, точка 1) и я238 мА (рис. 5 а, точка 2), то можно однозначно сделать вывод, что дефектной опорой на участке является опора №7. Если количество опор, объединенных ТГЗ, равно пв„= 11, то при тех же значениях угла ф0 „ » 27 эл.град. (рис. 4 а, точка 3) и тока Г*'1' »238 мА (рис. 5 а, точка 4) дефектной опорой являлась бы опора под №6 и т.д.

270.280250-2«i 230 ■ 220-210i 200' 190 ■ 180' 170 ^

у Ytt 2..' -- -

у у Г

—р с, "Sf

/

1 > t

- Not-5

КвгТ ttarl -♦—N«7*9 -»- N«T-I0 . Not-11

- Noa-12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1J

Рис. 5 а Зависимость тока от номера дефектной опоры.

30

-я— Ncn-J Ккгй В Non-7 Kotrl —Notrt -•-iterlO « Noirll -•--(farlj

I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 Bra.ram.

Рис, 5 б. Зависимость тока от количества опор (дефектных опор нет).

Таким образом, индивидуальная пара значений тока и фазового угла позволяет установить единственно верное местоположение дефектной опоры при известной конфигурации участка диагностики, используя одно измерение.

Проведена оценка вероятности достоверного выявления адреса дефектной опоры в случае использования в расчетах ошибочно предполагаемого сопротивления бетонного слоя Ят остальных опор. Заключение сделано по 4 результатам исследования изменения фазового угла ф0 „ между током и

напряжением источника в зависимости от номера низкоомной опоры. Были даны рекомендации практической реализации данного метода в условиях низкой влажности, в жаркую сухую погоду, а также план действий и обеспечение условий измерений в случае, когда число опор на участке л0„>12.

Третья глава посвящена корректировке и уточнению методики проводимых расчетов. Обоснован выбор наиболее рациональной частоты

13

напряжения подключаемого источника, позволяющей получить максимально достоверные результаты, при любой конфигурации участка диагностики и любом местоположении дефектной опоры на участке.

По результатам исследований выявлены два условия выбора частоты:

1) разница углов сдвига фаз между соседними дефектными опорами в зависимости от частоты источника стремится к максимальному значению: Афа „(/)-» тах;

2) частота £ является предпочтительней, чем частота если все значения разницы углов сдвига фаз Афа „ (/¡) между соседними дефектными опорами (и и п+1) на частоте £ больше значений Дф0 „ (Д) при дефекте бетонного слоя соответствующей и-ой опоры, т.е. если выполняется неравенство Аф0!..„(£)> Аф0; „(#).

В качестве расчетного значения частоты стороннего источника напряжения принято / = 14 кГц. При этом установлено, что зависимость фазового угла ф0 „ от номера дефектной опоры приближена к линейной. Форма кривой изменения тока, протекающего по цепи диагностики, принципиально не зависит от изменения частоты.

Проведена оценка достоверности выявления адреса дефектной опоры, если ТГЗ объединяет две дефектные опоры в составе группы. Ввиду возможности возникновения данного режима в условиях эксплуатации, в созданной математической модели предусмотрен алгоритм выявления ближайшей к стороннему высокочастотному источнику дефектной опоры при нахождении двух дефектных опор на участке диагностики. Для определения местоположения второй опоры с дефектной изоляцией необходимо выполнять замер параметров цепи, подключив сторонний высокочастотный источник к противоположному концу ТГЗ.

Проведена оценка изменения тока при ошибочной оценке сопротивления бетонного слоя опор для режима эксплуатации, при котором на участке находится хотя бы одна дефектная опора, а также для режима, когда дефектных опор на участке нет. Выявлен признак отсутствия дефектных опор на участке.

Представлена возможность измерения истинного индивидуального сопротивления бетонного слоя, т.е. сопротивления заземления одной опоры без отсоединения ее от ТГЗ или от цепи индивидуального заземления. Для

проведения измерения необходимо подсоединить измерительное устройство, как показано на рис. 6.

л,

И

Измерительное устройство

X

г,

р

ч

л1

в

Рис, 6. Схема определения индивидуального сопротивления изоляции опоры.

Если один полюс источника напряжения иг подсоединить непосредственно к поверхности опоры в обход разделительного конденсатора Ср, а другой - заземлить через индивидуальный заземлитель г3 1 , то в зависимости от вепичины тока I, протекающего по цепи, можно оценить сопротивление /?,„:*

Расчет значения Я„, предлагается выполнять с помощью портативного вычислительного средства.

Принято решение использовать действительные результаты измерений й,„ в качестве входного параметра математической модели участка диагностики.

Выявлен диапазон изменения фазового угла на участке диагностики от 4 до 12 опор при наличии дефектной опоры при предполагаемом сопротивлении изоляции бетонного слоя опор /?,„= 10 кОм и истинном значении Д,„=1 -И 0 к Ом. Это позволило выявить семейство кривых, определяющих возможные отклонения фазового угла.

Проведена оценка диапазона изменения фазового угла и тока для участка, на котором сопротивление бетонного слоя опор имеет диапазон отклонения, равный 25% в обе стороны от номинального значения Яиз. В алгоритм расчетов местоположения дефектной опоры заложено случайное изменение величины Кт в пределах ±25% от измеренного значения по закону равномерного распределения.

>1

(10)

В работе проведены уточненные расчета сосредоточенных параметров расчетной схемы замещения (рис. 2) в соответствии с теорией длинных линий. Значения, полученные в результате, использованы в дальнейших расчетах. Проведен расчет сосредоточенных параметров схемы замещения с учетом стрелы провеса ТГЗ. Влияние стрелы провеса ТГЗ признано несущественным.

Проведен анализ возможности выявления адреса дефектной опоры при наличии связи ТГЗ и рельса через диод группового заземления (далее - ДГЗ) и ИП в зависимости от их различного состояния. Проведены исследования электромагнитного влияния первой гармоники переменной составляющей постоянного тока в тяговой сети 3,3 кВ на результаты измерения тока в ТГЗ. Было также рассмотрено электромагнитное влияния смежной линии 10 кВ. Эти влияния признаны несущественными, т.к. разделительный конденсатор, подключаемый к одному из полюсов стороннего высокочастотного источника, является пассивным фильтром нижних частот.

В четвертой главе предложена структурная схема устройства (рис. 7), реализующего метод выявления дефектной опоры и ее адреса или отсутствия дефектной опоры.

Были выделены три основные части: силовая, измеригельная и обрабатывающая.

Силовая часть состоит из автономного источника питания, высокочастотного источника энергии, блока заземления, блока конденсаторов (Ср), электроизолирующей штанги, контактного щупа, блоков защиты от перенапряжения №№ 2,3.

Устройство подключается посредством электроизолирующей штанги: одним полюсом высокочастотного источника энергии - через блок конденсаторов к ТГЗ, объединяющему группу опор, другим - через блок заземления - к земле с помощью переносных заземлителей. Высокочастотный источник энергии формирует и направляет в цепь диагностики синусоидальный сигнал с действующим значением напряжения 24 В частотой 14 кГц. Автономный источник питания является универсальным, как для низковольтной схемы устройства, так и для подачи напряжения в цепь измерения через усилитель. В свою очередь, со стороны ТГЗ возможно обратное воздействие опасного или мешающего напряжения. Для предотвращения такого воздействия в схеме предусмотрены 3 ступени защиты.

Рис 7 Структурная схема устройства, реализующего метод.

Блоком защиты от перенапряжения №1 (далее - БЗП) является ДГЗ и последовательно включенный с ним ИП, предотвращающие появление на ТГЗ напряжения в диапазоне 6'=800-г 1200 В и выше. БЗП №2 служит для резервной защиты схемы от попадания в нее напряжения более 300 В, а также для дублирования БЗП №1. При срабатывании БЗП №2, поступает сигнал в Блок обработки о высоком напряжении в системе "ТГЗ-опоры". Обработав этот сигнал, блок обработки даёт команду на отключение устройства диагностики от ТГЗ, чтобы предотвратить повреждение устройства от влияния высокого напряжения. БЗП №3 защищает низковольтную цепь от наводок из цепи диагностики по обратной связи.

Измерительная часть состоит из блока измерения, который снимает полезный аналоговый сигнал (ток I и напряжение Ц) после прохождения им всех ступеней защиты (БЗП №№1-3) и передается в обрабатывающую часть устройства.

Обрабатывающая часть состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), блока обработки, блока индикации, пульта управления, карманного портативного компьютера (далее - КПК).

Полезная информация поступает в блок обработки для выделения ср0 „. С помощью блока индикации отображается значения фазового угла (р0 „ и тока I. Блок индикации формирует сигналы в зависимости от режимов работы такие, как состояние устройства (включено или отключено, готовность к работе), проведение измерения (подача переменного напряжения в цепь, измерение и обработка полезного сигнала), аварийный сигнал при срабатывании любого из блоков защиты от перенапряжения, действующее значение напряжения, подаваемого в цепь измерения, значения результатов измерения (тока / и фазового угла <ри „).

Расчет индивидуального сопротивления бетонного слоя одной опоры, суммарной емкости конденсаторов Ср происходит с помощью КПК по фактическим параметрам участка диагностики. После подключения конденсатора емкостью Ср к цепи проводятся измерения величин I и и, их обработка, селекция значения <р„ „, после чего результаты измерений выводятся с помощью блока индикации и заносятся в КПК для анализа и обработки. С помощью установлейного программного обеспечения экспериментальные данные сравниваются с теоретическими с учетом возможной погрешности измерений. Конечные результаты диагностики выводятся на экран КПК.

При помощи пульта управления происходит формирование различных режимов работы устройства: включение и отключение устройства, начало проведения измерений, окончание проводимых измерений, сброс аварийного сигнала при возникновении аварийного режима.

Также проработаны схемотехнические решения источника питания устройства, блока конденсаторов и способы подсоединения устройства к ТГЗ.

Приведена функциональная схема устройства. Рассмотрена совместная

работа его функциональных блоков и их взаимодействие. Описана

функциональная работа сигнального процессора, его основные функции и

18

режимы работы. Разработана функциональная схема блока питания устройства, обеспечивающего работу как силовой части, так и измерительной, а также обрабатывающей части устройства. Пояснен принцип его работы.

В пятой главе рассказано об этапах создания программного обеспечения (далее - ПО) обработки и анализа результатов измерения. Сформулированы и рассмотрены алгоритмы работы ПО, оценены его возможности. Работа программы разбита на три этапа:

1) расчет сопротивления изоляции группы опор цщ или одной из опор R,l3;

2) расчет резонансной емкости С,, разделительного конденсатора;

3) расчет номера дефектной опоры или выявление ее отсутствия.

Приведены минимальные требования к устройству, реализующему

поставленные задачи. В качестве такого устройства выбран КПК на базе операционной системы Microsoft Windows Mobile 2003 for Pocket PC, Microsoft Windows Mobile 5. Определен перечень входных и выходных данных, приведены основные принципы обработки и сортировки результатов измерения. Приведена последовательность поиска дефектной опоры фи работе подпрограммы обработки:

1) на участке находится одна дефектная опора Rm/=0;

2) на участке находятся две дефектные опоры R,u,j~0',

3) на участке находятся одна или две дефектные опоры О <R„ju <Ю0 Ом\

4) на участке дефектных опор нет.

Сформулирована необходимость компенсации возможной погрешности, обусловленной введением в математическую модель неточных входных параметров или неточностью измерений. Это вызвано необходимостью получения достоверных результатов. Для этого выделяется некоторая область расчетных значений

Определяющим условием является попадание значений тока /,/т™ или фазового угла <р0 полученных в результате практических измерений, в диапазон изменения теоретических значений с учетом выделенной погрешности.

После расчета пары Г""1' и <р„ „mi'op для участка любой конфигурации, значения, полученные в результате измерения на практике Гракт и <р0 п"раш, сравниваются со значениями Г"тр и <р„с учетом возможной погрешности

±&Г~-? и ¿Дрс „г'"'\ Если значения Г'~ ~ и да nr'"JS7! находятся в диапазоне Г'-'-?±КГ:''р и Рал'"""^ ^Ч>оп':с:? соответственно, то это означает, что выбранная конфигурация виртуального участка диагностики соответствует истинной.

Таким образом, выполнение условий является обязательным:

[ПГиш = ¡тар^тад, и ^лря* = ^сор ^

Показан принцип обеспечения индивидуальности полученных в результате значений. Оценена возможность получения результатов измерения двойственного значения, а именно, возможность попадания двух практических значений (/ практ и <р„ пп>*"т) в области изменения тока / теор ± М и фазового угла <р0 „"""'' ± &<Р» п'":"р, соответствующие двум различным конфигурациям участка диагностики. Эта возможность приравнена к нулю. Представлен интерфейс ПО, созданный на языке С# в интегрированной среде разработки Visual Studio .NET и позволяющий визуализировать входные и выходные данные на всех основных этапах работы: определение индивидуального сопротивления бетонного слоя одной опоры, расчет величины разделительного конденсатора Ср, расчет адреса дефектной опоры.

Для реализации алгоритмов работы подпрограмм и обеспечения условий для проведения расчетов величин индивидуального сопротивления бетонного слоя одной опоры, емкости разделительного конденсатора и номера дефектной опоры разработан пользовательский интерфейс программы, адаптированной для работы на КПК (рис. 8).

Ввод данных производится в специально отведенные "окна" ввода данных 1. Результаты вычислений отображаются в "окнах" вывода данных 2. Управление осуществляется нажатием кнопок 3 и 4. Если введенные данные тока и фазового угла соответствуют рабочему режиму, когда дефектных опор нет, то на экране возникает информационное сообщение "Дефектных опор нет!" В случае обнаружения номера дефектной опоры появляется числовой эквивалент местоположения этой опоры, считая от источника напряжения. Если на участке находятся две и более дефектные опоры, то выводится номер ближайшей к источнику опоры.

Ввод значения осуществляется на основании результатов измерения индивидуального сопротивления бетонного слоя одной из опор. Сопротивление остальных опор распределено по участку диагностики неравномерно. Учитывая исследования, проведенные в главе 3, введенное значение сопротивления бетонного слоя присваивается ближайшей к источнику напряжения опоре. Сопротивление остальных опор распределяется случайным образом с помощью генератора случайных чисел (ГСЧ) с условием, что отклонения этих значений сопротивления /?,„ г.„ находятся в пределах 25% от номинального значения первой опоры /.

В шестой главе изложены результаты экспериментальной проверки метода выявления дефектных опор, проведенных на полигонах Московской ж.д. и их анализ. Основа опытов была заложена на эмпирических данных, а выполненные в работе теоретические исследования дают достаточное совпадение с результатами эксперимента. Приведены схемы экспериментов на магистральных участках железных дорог и результаты исследований на полигонах Фили - Кунцево и Темпы Московской ж.д. в виде графических зависимостей фазового угла от номера дефектной опоры.

Одним из результатов проделанной диссертационной работы является разработка Технических требований к диагностическому устройству выявления дефектных железобетонных опор, которое реализует разработанный высокочастотный метод выявления железобетонных опор контактной сети, объединенных ТГЗ. Технические требования разработаны

специалистами Московского энергомеханического завода - филиала ОАО "РЖД" (МЭЗ- ОАО "РЖД") и Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ) для изготовления опытного образца и последующего сравнения с существующими аналогами в эксплуатации, согласованы и утверждены в Департаменте электрификации и электроснабжения. Проведено предварительное сравнение разрабатываемого устройства и существующих устройств ИСО-1МЗ и ПК-2, успешно эксплуатируемых на дорогах РФ. Разработанный метод признан более универсальным, экономичным, достоверным.

Проработана и изложена методика проведения работ по выявлению дефектных по изоляции опор </?,„ 0).

В седьмой главе определялся экономический эффект от внедрения нового устройства выявления дефектных железобетонных опор, объединенных ТГЗ. Ориентировочно на одну дистанцию электроснабжения экономия в затратах на выявление дефектных опор составит Э «330 тыс.руб./год.

По сети ж.д. РФ экономия в затратах за год составит: Э »26400 тыс.руб./год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе анализа проведенных исследований разработаны основы для выполнения ускоренного поиска железобетонных опор контактной сети постоянного тока с дефектной изоляцией навесных конструкций по отношению к земле.

По результатам проведенных исследований сформулированы следующие выводы:

1. Разработан комплексный метод выявления дефектных железобетонных опор контактной сети, который основан на фазовом и амплитудном признаках, усиленных применением высокочастотного источника, подключенного к специально сформированной высокодобротной цепи.

2. Выполнены исследования по корректировке и уточнению значений выходных параметров в рассматриваемой системе диагностирования:

- выбрана наиболее рациональная частота стороннего источника

напряжения / и 14 кГц;

- выбрано число опор, объединенных ТГЗ, для целесообразного проведения работ по диагностике;

- показан способ выявления дефектных опор из группы, состоящей из большего числа опор, объединенных ТГЗ, путем двустороннего замера;

определен диапазон сопротивления бетонного слоя опор Я,„ = 5-г 10 кОм, который обеспечивает наибольшую точность выявления дефекта;

- уточнены физические расчетные параметры системы диагностирования.

3. Предложен метод измерения сопротивления бетонного слоя опор Л,„, позволяющий минимизировать погрешность результатов теоретического расчета выходных параметров математической модели по сравнению с их практическими значениями.

4. Доказана индивидуальность значений тока и фазового угла, получаемых в результате измерения, применительно к адресу дефектной опоры. Также получены методы достижения необходимой точности в результате обработки результатов измерения.

5. Предложено устройство, реализующее метод выявления дефектных железобетонных опор, и разработаны его структурная и функциональная схемы.

6. Разработаны, согласованы и утверждены Департаментом электрификации и электроснабжения Технические требования на изготовление такого устройства.

Основное содержание диссертации и результаты выполненных исследований опубликованы в следующих работах:

1. Грибачев О.В., Хамчишкин Г.Ю. Выявление дефектных железобетонных опор контактной сети в условиях эксплуатации. Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Отв. редактор Суров В.П.: В 2 т. Т. 1. Красноярск. Изд-во "Гротеск", 2005. - С. 189-193.

2. Грибачев О.В., Хамчишкин Г.Ю. Оценка достоверности выявления дефектных железобетонных опор контактной сети. Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Отв. редактор В.Г1. Суров: В 2 т. Т. 1. Красноярск. Изд-во "Гротеск", 2005. - С. 193-197.

3. Хамчишкин Г.Ю. Выявление адреса одной из нескольких дефектных железобетонных опор контактной сети, объединенных тросом группового заземления. Труды Всероссийской научно-технической конференции "Транспорт - 2005". Ч. 2, ООО "Диапазон", Ростов-на-Дону, 2005. - С. 348-350.

4. Хамчишкин Г.Ю. Особенности контроля состояния изоляции бетона опор контактной сети, объединенных тросом группового заземления. Труды научно-практической конференции "Неделя науки - 2005 "Наука- Транспорту". М.: МИИТ, 2005. - С. ХШ-15 - ХШ-16.

5. Грибачев О.В., Хамчишкин Г.Ю. Применение программируемого портативного устройства для выявления дефектных железобетонных опор групповым экспресс-контролем. Тезисы докладов на Третьем международном симпозиуме "ЕИгапз' 2005", Санкт-Петербург, 2005. -С. 54-55.

6. Хамчишкин Г.Ю. Способ противостоять электрокоррозии. Мир транспорта. - 2006. - №4. ~ С. 50-53.

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЧАСТОТНОГО МЕТОДА ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ, ОБЪЕДИНЕННЫХ ТРОСОМ ГРУППОВОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и

ХАМЧИШКИН Герман Юрьевич

системы

Заказ ,

Объем 1,5 п.л.

Подписано в печать ^ 12. 200/ г.

Формат бумаги: 60x84 1/ 16 Тираж 80 экз.

127994, Москва, ул. Образцова, 15. Типография МИИТ.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Хамчишкин, Герман Юрьевич

1. Анализ существующих методов и схемных решений выявления дефектных опор.

1.1. Постановка задачи исследования.

1.2. Обзор существующих методов и средств выявления низкоомных опор.

1.3. Вывод.

2. Разработка методики расчетов по выявлению дефектных железобетонных опор контактной сети.

2.1. Применение стороннего источника высокой частоты для выявления низкоомных опор.

2.2. Схема замещения.

2.3. Выявление и обоснование признаков метода.

2.4. Выводы.

3. Корректировка расчетов контролируемых параметров.

3.1. Изменение частоты стороннего источника.

3.2. Влияние количества дефектных опор на критерии оценки.

3.3. Изменение тока при ошибочной оценке сопротивления бетонного слоя опор.

3.4. Расчет фазового угла и тока, протекающего по цепи когда участок диагностики содержит от 4 до 12 опор.

3.5. Влияние неравномерного распределения сопротивления опор по участку на контролируемые признаки выявления дефектных опор.

3.6. Уточнение значений влияющих параметров цепи диагностики.

3.7. Выявление признаков метода при наличии связи ТГЗ и рельса.

3.8. Влияние изменения напряжения питания на результаты измерений.

3.9. Влияние нестабильности величины емкости

разделительного конденсатора на результаты измерений.

3.10. Электромагнитные влияния на результаты измерения.

4. Разработка структурной и функциональной схем устройства.

4.1. Разработка структурной схемы устройства.

4.2. Автономный источник питания.

4.3. Способы подсоединения устройства к ТГЗ.

4.4. Разработка блока конденсаторов.

4.5. Разработка функциональной схемы устройства.

4.6. Разработка блока питания устройства.

5. Разработка программного обеспечения.

5.1. Этапы создания программной поддержки метода.

5.2. Возможности программного обеспечения.

5.3. Алгоритм работы программы.

5.4. Расчет погрешностей теоретических значений тока и фазового угла.

5.5. Поиск двойственности значений результатов измерения.

5.6. Разработка интерфейса ПО.

6. Этапы внедрения.

6.1. Экспериментальная проверка метода выявления низкоомных опор.

6.2. Технические требования к устройству реализации метода.

6.3. Сравнительные характеристики существующих аналогов и разрабатываемого устройства.

6.4. Методика проведения работ.

7. Технико-экономическое обоснование.

7.1. Потребность в устройстве.

7.2. Эффективность устройства.

Заключение диссертация на тему "Разработка высокочастотного метода выявления дефектных железобетонных опор контактной сети, объединенных тросом группового заземления"

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Данная диссертационная работа была проделана с целью проработки метода выявления дефектных железобетонных опор контактной сети с помощью стороннего источника повышенной частоты, объединенных ТГЗ, без их отсоединения. Опоры, сопротивление которых между арматурой и навесными металлическими конструкциями менее 100 Ом, являются низкоомными или дефектными.

В первой главе была отражена суть существующих проблем в эксплуатации железобетонных опор контактной сети на электрифицированных участках железных дорог постоянного тока. Дана информация об опасности режима эксплуатации опор в том случае, если значительная часть опор находится в неизвестном коррозионном состоянии. Была приведена статистика состояния опор контактной сети в хозяйстве электроснабжения по состоянию на 01.01.2006 г., а также - по состоянию на 01.08.06 г. на Московской ж.д. Дана информация об опасности режима эксплуатации опор в том случае, если значительная часть опор находится в неизвестном коррозионном состоянии и, тем самым, подтверждена необходимость своевременного проведения работ по выявлению низкоомных или дефектных опор. Оценена актуальность проблемы на примере анализа технической документации контактной сети Московско-Павелецкой дистанции электроснабжения ЭЧ-13. Был сделан краткий обзор существующих средств диагностики и методов выявления низкоомных опор.

Во второй главе были сформулированы предпосылки создания принципиально нового устройства диагностики текущего состояния эксплуатируемых железобетонных опор. Была рассмотрена модель расчетной схемы, реализующей процесс выявления дефектной опоры в составе группы опор, объединенных ТГЗ. Проработан метод поиска признаков, характеризующих наличие в группе опор одной дефектной опоры. Первым признаком является прослеживаемость изменения фазового угла между током, протекающим по цепи, и напряжением источника, один полюс которого заземлен, а другой подключен к системе "ТГЗ - опоры". В качестве второго признака был признан ток, протекающий по цепи диагностики. Лишь сочетание значений двух признаков может свидетельствовать о состоянии опор в

158 группе. Совокупность этих значений, как показали исследования, способна подтвердить также отсутствие дефектных опор в диагностируемой группе. Проведена оценка вероятности достоверного выявления адреса дефектной опоры в случае использования в расчетах ошибочного предполагаемого сопротивления бетонного слоя Яиз остальных опор. Заключение сделано по результатам исследования изменения фазового угла ф0 п между током и напряжением источника в зависимости от номера низкоомной опоры. Были даны рекомендации практической реализации данного метода в условиях низкой влажности, в жаркую сухую погоду, а также план действий и обеспечение условий измерений в случае, когда число опор на участке п0П > 12.

В третьей главе диссертационной работы выбрана наиболее рациональная частота напряжения подключаемого источника, позволяющая получить максимально достоверные результаты, при любой конфигурации участка диагностики и любом местоположении дефектной опоры на участке. В качестве расчетного значения частоты стороннего источника напряжения принято /=14000 Гц. При этом установлено, что зависимость фазового угла (роп от номера дефектной опоры приближена к линейной. Характер изменения тока, протекающего по цепи диагностики, в зависимости от частоты принципиально не меняется. Далее проведена оценка достоверности выявления адреса дефектной опоры, если ТГЗ объединяет две дефектные опоры в составе группы. Проведена оценка изменения тока при ошибочной оценке сопротивления бетонного слоя опор для режима эксплуатации, при котором на участке находится хотя бы одна дефектная опора, а также для режима, когда дефектных опор на участке нет. Выявлен признак отсутствия дефектных опор на участке. Представлена возможность измерения истинного индивидуального сопротивления бетонного слоя или сопротивления заземления одной опоры без отсоединения ее от ТГЗ или цепи индивидуального заземления. Проведена оценка диапазона изменения фазового угла и тока для участка, на котором сопротивление бетонного слоя опор имеет диапазон отклонения равный 25% в обе стороны от номинального значения Яю. Также были проведены уточненные расчеты сосредоточенных параметров ТГЗ в соответствии с теорией длинных линий. Значения, полученные в результате, были использованы в дальнейших расчетах. Был также проведен расчет этих сосредоточенных параметров с учетом стрелы провеса ТГЗ. Проведен анализ возможности выявления адреса дефектной опоры при наличии связи ТГЗ и рельса через ДГЗ и ИП в зависимости от их различного состояния. Проведены исследования электромагнитного влияния первой гармоники переменной составляющей постоянного тока в тяговой сети 3 кВ на результаты измерения тока в ТГЗ. Было также рассмотрено электромагнитное влияния смежной линии 10 кВ. Эти влияния признаны несущественными, т.к. разделительный конденсатор, подключаемый к одному из полюсов источника напряжения, является пассивным фильтром низких частот. При рассмотрении влияния снижения уровня выходного напряжения на фиксируемое значение тока было принято решение использовать в расчетах действительное значение напряжения на выходе, которое необходимо фиксировать с помощью вольтметра.

В четвертой главе предложена структурная и функциональная схемы устройства, реализующего метод выявления адреса дефектной опоры или ее отсутствия. Были выделены три основные части. Рассмотрено их взаимодействие в различных режимах работы. Проработаны схемотехнические решения источника питания устройства, блока конденсаторов и способа подсоединения устройства к ТГЗ. Рассмотрена совместная работа функциональных блоков и их взаимодействие. Описана функциональная работа сигнального процессора, его основные функции и режимы работы. Приведена функциональная схема блока питания устройства и описаны принципы его работы.

В пятой главе рассказано об этапах создания программного обеспечения (ПО) обработки и анализа результатов измерения. Сформулированы и рассмотрены различные алгоритмы работы ПО. Приведены минимальные требования к устройству, реализующему поставленные задачи. В качестве такого устройства выбран карманный портативный компьютер (КПК). Приведены основные принципы обработки и сортировки результатов измерения. Показан принцип обеспечения индивидуальности полученных в результате значений. Оценена возможность получения результатов измерения двойственного значения. Она приравнена к нулю. Представлен интерфейс ПО, созданный в интегрированной среде разработки ual Studio .NET и позволяющий визуализировать входные и выходные данные на всех основных этапах работы: определение индивидуального сопротивления бетонного слоя одной опоры, расчет величины разделительного конденсатора С , расчет адреса дефектной опоры. Также приведен текст программы, реализующей процесс обработки и анализа результатов измерений, на языке С#.

В шестой главе рассказано об экспериментальной проверке метода выявления дефектных опор, проведенной на полигонах Московской ж.д., основа которой была заложена на эмпирических данных и справедливость которой была подтверждена теоретическими заключениями. Одним из результатов проделанной диссертационной работы является разработка Технических требований к диагностическому устройству выявления дефектных железобетонных опор, которое реализует разработанный высокочастотный метод выявления железобетонных опор контактной сети, объединенных ТГЗ. Данные Технические требования согласованы и утверждены в Департаменте электрификации и электроснабжения для изготовления опытного образца. Проведена предварительная сравнительная характеристика разрабатываемого устройства и существующих устройств ИСО-1МЗ и ПК-2, успешно эксплуатируемого на дорогах РФ. По ее результатам разработанный метод признан более универсальным, экономичным, достоверным.

В седьмой главе приведено технико-экономическое обоснование внедрения устройства по сети железных дорог РФ, работа которого основано на разработанном методе выявления дефектных железобетонных опор контактной сети, объединенных ТГЗ. Расчетное значение экономии в затратах за год составило: Э1Ф = 26400 тыс. руб.

Библиография Хамчишкин, Герман Юрьевич, диссертация по теме Электротехнические комплексы и системы

1. Вайнштейн А.Л., Павлов A.B. Коррозионные повреждения опор контактной сети. М.: Транспорт, 1988. - 111 с.

2. Вайнштейн А.Л. Совершенствование методов оценки коррозионного состояния железобетонных опор контактной сети электрифицированных железных дорог. М.: Механизированное множительное производство ВНИИКИМПа, 1990. - 24 с.

3. Анализ работы хозяйства электрификации и электроснабжения в 2005 году. М.: 2005 г.-103 л.

4. Сердинов С.М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1985.-301 с.

5. Попов C.B., Подольский В.И. Указания по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети №К-146-2002. Департамент электрификации и электроснабжения Министерства путей сообщения Российской Федерации. М.: Трансиздат, 2003. - 88 с.

6. Котельников A.B. Совершенствование защиты железнодорожных конструкций от электрокоррозии. М.: Транспорт, 1990. - 31 с.

7. Шилкин П.М., Порцелан A.A., Котельников A.B. Защита контактной сети постоянного тока при различных способах заземления опор. М. Транспорт, 1977.- 104 с.

8. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог (ЦЭ-868). Департамент электрификации и электроснабжения Министерства путей сообщения Российской Федерации. М.: Трансиздат, 2002. - 184 с.

9. Котельников A.B., Иванова В.И. и др. Коррозия и защита сооружений на электрифицированных железных дорогах. М.: Транспорт, 1974. - 153 с.

10. Калинчук Ю.А., Левин В.В. (НПП "Метакон"); Южанин Ю.А., Санников Д.В. (Томская дистанция электроснабжения Кемеровской ж.д.). Прибор для диагностики электрокоррозионной опасности. М.: Транспорт, "Локомотив", №5, 1997.

11. Прибор контроля опор ПК-2. Руководство по эксплуатации 4222-00542376246-2004 РЭ, 2005 г. 16 с.

12. Передовые технологии в хозяйстве электроснабжения. Буклет. Новосибирск, 2005 г. 22 с.

13. Асеев Г.Е., Войцехович C.B. "Индукционный прибор измеряет сопротивление". М.: Транспорт, журнал "Локомотив", №5, 1997. - 48 с.

14. Санников Д.В., Багдасаров A.A. Диагностика железобетонных опор контактной сети. М.: Транспорт, "Локомотив", №2, 2001. - 48 с.

15. Грибачев О.В. Авторское свидетельство на изобретение "Устройство для диагностики опор контактной сети". Государственный реестр изобретений

16. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. № 1452723. 1998.

17. Каратаев В.Г. Влияние климатических факторов на электрическое сопротивление железобетонных опор контактной сети и способы его уменьшения: Автореф. дис. к-та тех. наук: 05.22.09. М.: 1982. 24 с.

18. Справочник по электроснабжению железных дорог. Том 2. Под редакцией д-ра техн. наук К.Г. Марквардта. М.: Транспорт, 1981.

19. Электротехнический справочник (в трех томах), том I, под общей редакцией профессоров Московского энергетического института. М.: "Энергия", 1980.-519 с.

20. Марквардт К.Г. Контактная сеть. 4-е изд. перераб. и доп. Учеб. для вузов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1994. - 335 с.

21. Грибачев О.В., Резиков B.C., Шведов P.E. Выявление повреждения защитного слоя бетона опор контактной сети без отсоединения их от троса группового заземления. М.: ЦНИИТЭИ № 4473, 1988. - 22 с.

22. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. Учебник для вузов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 1982. - 528 с.

23. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. М.: УМК МПС, 2002. - 638 с.

24. Техническое описание и инструкция по эксплуатации аппаратуры для контроля цепи заземления железобетонных опор контактной сети электрифицированных железных дорог ИСО-1МЗ.

25. Санников Д.В. Опыт Томской дистанции электроснабжения. М.: Типография "Финтрекс", "Локомотив", №8,2006. - 48 с.

26. Подольский В.И. Усовершенствованная оценка коррозионной стойкости опор. М.: Типография "Финтрекс", "Локомотив", №8, 2006. - 48 с.