CC BY
42
642/97-ВР, вiд 19 листопада 1997 року N 650/97-ВР, вiд 17 березня 1999 року N 507-XIV, вiд 21 грудня 2000 року N 2171-III.
3. Закон Украши "Про залiзничний транспорт" Ï3 змiнами i доповненнями, внесеними Законами Украши вiд 10 ачня 2002 року N 2921-III, вщ 22 травня 2003 року N 860-IV.
4. Протокол сорок пятого заседания Совета по железнодорожному транспорту государств-участников содружества. Москва, 21-22 февраля 2007г.
5. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Шаманов В.И. Надежность систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебное пособие для вузов ж.д. трансп./ Под ред. Вл.В. Сапожникова. - М.: Маршрут, 2003. - 263 с.
6. Лисенков В.М. Безопасность технических средств в системах управления движением поездов. - М.: Транспорт, 1992. - 192 с.
7. Липаев В.В. Функциональная безопасность программных средств. // Jet Info.
- 2004. - №8. - С. 3-27.
8. Липаев В.В. Методы обеспечение качества крупномасштабных программных средств - М.: СИНТЕГ, 2003, 163 С.
9. Липаев В.В. Технологические процессы и стандарты обеспечения функциональной безопасности в жизненном цикле программных средств -- М.: Jet Info.
- 2004. - №3. - С. 4-19.
10. Трубачев А.П., Долинин М.Ю., Кобзарь М.Т. Оценка безопасности информационных технологий. Общие критерии. Под ред. В. А. Галатенко. - М.: СИП РИА - 2001. - 276 С.
11. ДСТУ 4178-2003. Комплекси техшчних засобiв систем керування та регулювання руху поïздiв. Функцш на безпечшсть i надшшсть. Вимоги та методи випробування.
12. 1нструкщя про порядок проведення експлуатацшних i приймальних випробувань дослщних зразюв пристроïв сигналiзацiï, централiзацiï та блокування. ЦШ-0026. Затверджено наказом №453-Ц вщ 17.08.2001 р. - Кшв. 2003, 13 с.
УДК656.25: 621.318.5
Маловiчко В.В. (Д11Т)
Д1АГНОСТУВАННЯ СТР1ЛОЧНИХ ПЕРЕВОД1В ПО КРИВИМ СПОЖИВАННЯ СТРУМУ В УМОВАХ ЕКСПЛУАТАЦП НА
СТАНЦП
Постановка проблемы. Для забезпечення надшно! роботи систем регулювання рухом поlздiв нормативними документами передбачено проведення перюдичного контролю параметрiв апаратури зашзнично!
автоматики як безпосередньо шд час експлуатаци, так i в ремонтно-технологiчнiй дiльницi (РТД) дистанци сигналiзащl та зв'язку [1]. Недолжом юнуючо! технологи контролю е необхiднiсть значних затрат ручно! пращ, часу та проблематичшсть своечасного виявлення та попередження можливих вiдмов пристро!в. Це зумовлюе необхiднiсть розробки систем автоматизованого дiагностування пристро!в залiзничноl автоматики. Одною з основних задач при розробщ таких систем е побудова тес^в та алгорштв дiагностування, як дозволили б з високою достовiрнiстю провести контроль технiчного стану пристро!в залiзничноl автоматики, а при виявленш дефекту локалiзувати його з заданою точнiстю. В данiй роботi авторами запропонований метод непрямого дiагностування та контролю деяких вщмов стрiлочних переводiв з електроприводами постiйного струму.
Аналiз останнЫ до^джень i публтацш. Зовшшня перевiрка стану електроприводiв i стршочних гарнiтур виконуеться електромеханiком один раз на тиждень на стрiлках, що беруть участь в маршрутах приймання та один раз на два тижш на решт стрiлок [1].
При використанш системи автоматичного дiагностування стрiлочних електричних двигунiв з послщовним збудженням, в котрiй для контролю стану двигуна використовуеться крива споживання струму ми маемо змогу частково контролювати стан стрiлочного переводу по не прямим даним. Таку можливють ми одержуемо завдяки тому, що мiж кривою споживання струму двигуном, та навантаженням на валу двигуна iснуе пряма залежнiсть, i змiни навантаження на валу вщбиваються на кривiй споживання струму [2]. При методищ перевiрки по кривш споживання струму стрiлочним двигуном [2], необхдао використовувати осцилограф, для вiзуальноl оцiнки вiдмов, та виключати стршку з по1'зно1 роботи.
Метою роботи е визначення необхщних дiагностичних ознак для аналiзу стану стрiлочних переводiв з електричними двигунами з послщовним збудженням без виключення стрiлок з по!зно1 i маневрово! роботи по котрих автоматична система дiагностування та контролю визначатиме та класифжуватиме несправносп.
Основний матерiал до^дження. Для даагностування стану стрiлочного переводу ми користуемося тiею самою методикою, що використовувалась для дiагностуваннi стрiлочних двигунiв [3]. Сдиною вiдмiннiстю при дiагностуваннi та контролi стрiлочного переводу е те, що в випадку дiагностування всього переводу нас щкавить не лише друга дшянка (див. рисунок 1), а весь процес переводу стршки [4], починаючи вiд моменту
спрацьовування реле ППР в схемi керування стрiлкою (окремий виплеск рiвня сигналу до початку переведення стрiлки) [5].
При аналiзi вiдмов стрiлочного переводу по кривих споживання струму у нас з'являеться можливiсть контролювати та дiагностувати вс вище перелiченi несправностi стрiлочного двигуна постшного струму без зняття його з стрелочного переводу. Крiм цього, з'являеться можливють частково! дiагностики стршочного переводу. Найбiльша перевага такого методу заключаеться в тому, що практично без змши схеми керування стршки та використання додатково! апаратури на колiях ми маемо змогу контролювати та дiагностувати основнi елементи стршочного переводу, контроль яких дозволяе попереджувати бшьшють вiдмов стрiлок.
На графшах, приведених в роботi по вiсi абсцис приведено час г в секундах, який пройшов вiд початку вимiрювань. На рисунках 2, 3, 4 i 5 час починаеться не з нульово! позначки, так як в робот! приведено кривi споживання струму не першого переведення стршки вщ початку вимiрювань. По вiсi ординат, приведено загасання струму переведення стршки вщносно максимального допустимого рiвня струму для вимiрювань, а величини затухання а, в децибелах приведет вщносно цього рiвня. На рисунках 3, 4, i 5 приведено по вiсi ординат величину струму в процентному вдаошенш вдаосно максимально! величини, допустимо! для вимiрювань. В даному випадку максимально можливий рiвень струму для вимiрювань 5 ампер. Вiсь тГ вказуе на рiвень повного загасання сигналу (вщсутшсть сигналу). Якщо стрiлка переводиться в м^сове положення, то крива споживання струму знаходиться в нижнш площинi вiдносно вiсi тГ, а якщо крива споживання струму знаходиться в верхнш площит, то стршка переводиться в плюсове положення.
В двигуш постiйного струму з послщовним збудженням ми контролюемо тi самi несправностi що приводились в попереднш статтi [3], тобто використовуемо для контролю та диагностики другу дшянку криво! споживання струму з застосуванням спектрального аналiзу. До параметрiв як ми можемо дiагностувати i контролювати в самому стршочному перевод! можна вiднести такi як забруднення башмаюв стрiлочного переводу, вiдсутнiсть зазору в кореш вютряка стрiлки, збiльшення опору лшйних провiдникiв Л1 та Л2, збiльшення току фрикцi!, i т. д. При цьому, для аналiзу ми використовуемо всю криву споживання струму, а не лише !! другу дшянку.
На рисунку 1 приведена крива переводу стршки в мшусове положення при практично справному стршочному переводi i стршочному двигуш без вщмов.
Рисунок 1 - Стршка нормально працюе, двигун без несправностей.
Першим параметром даагносгування та контролю, котрий ми можемо фшсувати по кривiй споживання струму стршочним двигуном постiйного струму е вщсутнють зазору в коренi вiстрякiв стршки. При перевiрцi, зазор мiж коренем вютряка та рамною рейкою повинен складати 4... 8 мм. При вщсутносп такого зазору, виникае явище яке називають "пружиншсть" вiстряка [6]. Суть його заключаеться в тому, що при вiдсутностi зазору при переводi стрiлки з одного положення в шше, корiнь вiстряка в кшщ переводу сво!м кутом впираеться в рамну рейку, i для того щоб стрiлка довелася до кшця потрiбно прикласти бiльше зусиль з боку стрелочного двигуна (див. рисунок 2). Ц зусилля йдуть на те, щоб з^нути вiстряк, так як вщсутшсть зазору в його кореш не дае змоги його перемщати. З^нутий вiстряк при заюнченш переводу за пружинить, даючи додаткове навантаження на робочу тягу, шибер та автоперемикач. На стрiлцi, крива споживання котро! приведена на рисунку 2 на лiвому вiстряку зазор бшя двох мiлiметрiв, а на правому вютряку зазор бiля семи мiлiметрiв. Вiдповiдно до цього при переводi стрiлки в плюсове положення спостер^аеться невелика пружиннiсть вiстряка, а при переводi в мiнусове положення пружиншсть вiдсутня.
Збiльшення споживання струму наприкшщ друго! дiлянки криво! споживання (на кшщ друго! дiлянки криво! споживання струму спостершаеться зростання ампл^уди сигналу) викликано тим, що за рахунок пружност вiстряка збiльшуеться навантаження на стршочний двигун, а так як струм якоря, а вщповщно i струм споживання прямо пропорцшний моменту на валу двигуна, i момент збiльшуеться, то вiдповiдно i збiльшуеться споживання струму. Амплiтуда споживання струму збшьшуеться на невелику величину, так як на стршочному
перевод1 в кореш л1вого в1стряка зазор все таки е, але в1н нижче норми. При повнш вщсутност зазору, величина зростання струму на цьому вщр1зку криво! споживання струму може досягати 2/3 величини струму на першш дшянщ криво! споживання.
Рисунок 2 - Група кривих споживання струму з пружиншстю вютряка при переводi стршки в плюсове положення.
По кривш споживання струму ми маемо змогу також контролювати стан стршочного переводу у випадку його роботи на фрикщю. По нормам, як закладенi в технологiчних картах, збшьшення споживання струму стрiлочним двигуном постшного струму не повинно перевищувати 25...30% вiд нормального переводу. Цi норми надають нам змогу контролювати максимально допустимий рiвень споживання струму при робот на фрикцiю без вимiрювання в абсолютних одиницях, а шляхом порiвняння споживання струму при нормальному перевод^ та при роботi на фрикцш. Кривi споживання струму при робот на фрикцiю та при нормальному переводi стрiлки (зображенi на рисунку 3).
На рисунку 3 ми бачимо, що при переводi стршки в плюсове положення рiвень споживання струму на другш дшянщ криво! збшьшуеться бiльше нiж в два рази. Слщ також вказати на той факт, що при вимiрюваннi щшьносп прилягання вiстрякiв стршки до рамно! рейки, яке проводиться щотижня по графiку технологiчного процесу, кожна стршка котру перевiряють буде
працювати на фрикцш i при переводi в плюсове положення, i при переводi в м^сове положення. Це викликано специфшою даних вимiрювань. А так як при створенш системи автоматичного контролю та дiагностування стрiлочних переводов ми матимемо можливють записувати всi переводи стршок, то з графiку технолопчного процесу ми матимемо змогу виключити роботи по вимiрюванню струму фрикци. Це нам дасть можливiсть звтьнити електромеханiка вiд даного типу робгг, якi е досить тривалими. К^м того впровадження тако! системи дасть нам змогу контролювати сумлiннiсть виконання обслуговуючим персоналом графжу технологiчного процесу, так як в тому випадку, якщо вимiрювання щiльностi прилягання не буде виконуватись один раз на тиждень на вшх централiзованих стршках, це буде зафiксовано системою контролю та дiагностування.
Рисунок 3 - Kpmi споживання струму при робот стрiлки на фрикцiю та при нормальному переводь
При забрудненш башмашв (погане обслуговування переводу) стрiлка рухаеться рiвномiрно, але сильно зростае момент навантаження на валу двигуна. В цьому випадку, з криво! споживання струму (див. рисунок 4) видно, що тсля рушання вiстрякiв з мюця, струм зростае а не залишаеться незмiнним, як при перевода нормально функщонуючо! стрiлки. Крива споживання струму стршки була замiряна в реальних умовах експлуатацi!, тому рiвень забруднення на даному стрiлочному переводi доволi низький, але вже досить помггний.
,6.0
шо
60
50
40
30
и
20
10'
0
-10
-20
-30
-40
-50
%
Рисунок 4 - Крива споживання струму при переводi стршки в плюсове та мiнусове положення з забрудненими башмаками.
При засипанш стрiлочного переводу, форма криво! струму (див. рисунок 5) на дшянщ 2 матиме перепади струмiв, оскшьки стрiлочнi вютряки рухаються ривками що приводить до змши навантаження на валу двигуна i вiдповiдно до формули змiнюeться струм споживання
З форми криво! споживання струму у цьому випадку видно, що на початку дшянки 1 - 2 переводу стршки в мшусове положення ( перша крива), величина струму складала близько 20 %, а наприкшщ друго! дшянки близько 35 % вщ максимально! величини струму. Як видно iз форми криво!, в цьому випадку ^м поступового збшьшення величини струму на протязi переводу стршки, ми бачимо також збшьшення та зменшення струму рiзкими стрибками в вщповщност з збiльшенням та зменшенням навантаження на валу двигуна в залежност вiд плавностi руху стршочних вiстрякiв по забрудненим башмакам.
до 7.0 ,§.о ^
60 50 40 30 20 10 0 -10
-20
%
Рисунок 5 - Кривi споживання струму при переводi стршки з сильно забрудненими башмаками.
Для визначення зменшення опору лшшних провщниюв ми користуемося зворотно пропорцшною залежшстю мiж опором лiнiйних провiдникiв та ампл^удою сигналу. При цьому, якщо величина рiвня споживання струму на другш дiлянцi криво! споживання може збшьшуватись i через iншi причини (наприклад забруднення башмаюв стрiлки, провисання вютряюв, засипання стрiлочного переводу), то збшьшення амплiтуди на першiй дшянщ, де двигун працюе без навантаження з боку вютряюв стрiлки, може бути зумовлене тшьки зменшенням опору лшшних провщниюв. Це пояснюеться тим, що на першiй дiлянцi криво!, величина струму залежить лише вщ опору лiнiйних провiдникiв, та активного опору обмотки збудження двигуна i якоря. Так як активний ошр двигуна в бшьшост випадкiв не змшюеться, а якщо i змшюеться по причинi обривiв чи коротких замикань в якорi або обмотщ збудження, то ми це фшсуемо за допомогою методики яка приведена вище. З цих даних ми можемо зробити висновок, що по величиш струму на першш дшянщ криво! споживання ми можемо контролювати величину опору стрелочного кабелю.
При аналiзi справностi та працездатностi стршочного переводу треба брати до уваги що стршки, як експлуатуються навпъ на однiй i тiй же станци працюють в рiзних умовах. Одш стрiлочнi переводи працюють на дерев'яних шпалах, iншi на залiзобетонних, в одних стрiлочних приводах установлен
стршочш двигуни постшного струму з послiдовним з'еднанням потужшстю 100 Вт, в iнших 150 Вт, 250 Вт, 180 Вт. Також pi3Hi Kpmi споживання струму будуть при piзнiй степенi пологост стpiлок, так як чим стршка, тим важчi стpiлочнi вiстpяки, а вщповщно i навантаження на двигун. Також збшьшуеться навантаження на двигун при використанш перехресних стpiлок з чотирма вютряками. Але якщо при установщ системи дiагностування та контролю врахувати вс цi нюанси, i при замiнах пристро!в вносити в систему вщповщш корективи, то шяко! складностi для роботи системи дiагностування та контролю це не складатиме.
Висновки. З вище перерахованого, можна зробити висновок, що за допомогою аналiзу форми криво! споживання струму двигуном, та спектрального аналiзу можна виявляти вс основнi несправност двигуна постшного струму з послщовним збудженням i значну частину несправностей стрелочного переводу з досить великою точшстю. Звичайно повнiстю всi неспpавностi приводу визначити не вдасться, але автоматичний контроль визначених паpаметpiв дае можливють в значнiй мipi скоротити час пеpевipки стpiлочного переводу, без додаткових затрат. Також до переваг дано! системи можна вщнести можливiсть контролю як двигушв i стpiлок станцй, так i гipок [7]. Авторами на даний час визначено дiагностичнi ознаки для 16 несправностей стршочних пеpеводiв, схем керування стpiлкою та стршочних двигунiв. Найбiльшим плюсом дано! системи контролю е те, що виявлення несправностей вщбуваеться в автоматичному pежимi в процес !х експлуатацй без виключення стpiлки з електрично! центpалiзацi! в автоматичному pежимi.
Список лтератури
1. ЦШ 0042, Пристро! сигнад1зац1! централ1зац1! та блокування. Технология обслуговування.- К.: Укрзал1зниця, 2007. - 461 с.
2. Резников Ю. М. Электроприводы ж.д. а. и т. - М.: Транспорт, 1985.
3. Малов1чко В. В, Гаврилюк В. I., Юзяков В. Я. Визначення д1агностичних ознак для автоматизованого контролю техшчного стану стршочних електродвигушв / Вюник Дншропетровського нащотального ушверситету 1меш академша В. Лазаряна. - Вип. 17. - Д.: Вид-во Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна, 2007.
4. Безрученко В. Н. Хотян А. С. Электрические машины / 2-е изд., перераб. и доп.,- К.: Вища шк., 1987. - 215 с.
5. Сапожников Вл. В. Елкин Б. Н., Кокурин И. М. и др. Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. Для вузов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1997. - 432 с.
6. Резников Ю. М., Стрелочные электроприводы электрической и горочной централизации. - М.: Транспорт, 1975.
7. Чиликин М. Г., Сандлер А. С., Общий курс электропривода. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с., ил.
УДК 625.42
Бабаев М. М., д.т.н. професор (УкрДАЗТ) Сроклин I. М., асистент (УкрДАЗТ)
СИНТЕЗ МЕТОД1В РОЗРАХУНКУ ПАСАЖИРОПОТОК1В МЕТРОПОЛ1ТЕНУ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗАВАНТАЖЕНОСТ1
ЕЛЕКТРОПО1ЗД1В
Вступ. До основних експлуатацшних факторiв, що впливають на рiвень зносу електрорухомого складу (ЕРС) метрополггену, звичайно вщносять штенсившсть його використання, швидюсть руху, населенiсть вагона та яюсть колi! руху. Одним з найважливших факторiв у лiтературi [1,2,3] визначено навантажешсть вагона. Оскiльки юнують розробленi методи врахування впливу завантаженост на статистику вiдмов [3], практичний штерес становить розробка ефективних та недорогих методiв i засобiв контролю завантаженост вагона метрополiтену в процес його експлуатацi!.
На сучасному етат розвитку залiзнично! автоматики широкого впровадження набули рiзноманiтнi системи iдентифiкацi! рухомого складу. В умовах метрополггену система щентифжаци дозволяе визначати час прослщування ЕРС фшсованих точок (пунктiв щентифжаци) та по логiцi спрацювання рейкових кш постiйно вiдслiдковувати час та ординату перебування електропо!зда. Використання тако! системи в комплексi iз засобами контролю пасажиропотоюв дае можливiсть розробки та впровадження методiв аналiтичного розрахунку завантаженост окремо для кожного вагона метрополгтену.
Мета. Розробка методу анаштичного контролю завантаженостi вагонiв метрополiтену на основi аналiзу пасажиропотокiв що входять та
