Научная статья на тему 'РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНОЙ СИСТЕМЫ ИЗОЛЯЦИИ КЛАССА "Н" ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ И ЕЕ КОНТРОЛЬ СРЕДСТВАМИ МОБИЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ'

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНОЙ СИСТЕМЫ ИЗОЛЯЦИИ КЛАССА "Н" ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ И ЕЕ КОНТРОЛЬ СРЕДСТВАМИ МОБИЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
102
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ / ИЗОЛЯЦИЯ / ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ / КЛАСС НАГРЕВОСТОЙКОСТИ "Н" / ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИЗОЛЯЦИИ / ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБОРОВ СЕРИИ "ДОКТОР-060"

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Прохор Д. И.

Цель: Проведение эксплуатационных испытаний тяговых электродвигателей с опытной системой изоляции класса нагревостойкости «Н». Методы: Изготовлен опытный комплект тяговых электродвигателей на Воронежском тепловозоремонтном заводе, который сравнивается с двигателями класса изоляции «F». Результаты: Обобщены показатели эксплуатации подконтрольных локомотивов. Приведены пояснения и определения дополнительных параметров изоляции и рассмотрен пример их использования при выходе из строя тяговых электродвигателей по причине повреждения изоляции подконтрольных локомотивов. Практическая значимость: Предложенную методологию предиктивной диагностики тяговых электродвигателей можно применять в сервисных локомотивных депо.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Прохор Д. И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESULTS OF PERFORMANCE TESTS OF AN EXPERIMENTAL CLASS H INSULATION SYSTEM FOR LOCOMOTIVE TRACTION MOTORS AND ITS MONITORING USING THE MOBILE DIAGNOSTICS MEANS

Objective: To perform traction electric motor performance tests with an experimental class H heat resistance insulation system. Methods: An experimental set of traction electric motors was manufactured at the Voronezh Diesel Locomotive Repair Plant to be compared with a motor of class F insulation. Results: The performance indicators of controlled locomotives have been summarized. Explanations and definition of additional insulation parameters and an example of their use in case of traction electric motor failure due to damage to controlled locomotives have been given. Practical importance: The proposed methodology for predictive diagnostics of traction electric motors performance can be used in service locomotive depots.

Текст научной работы на тему «РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНОЙ СИСТЕМЫ ИЗОЛЯЦИИ КЛАССА "Н" ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ И ЕЕ КОНТРОЛЬ СРЕДСТВАМИ МОБИЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ»

УДК 621.333-19(045)

Результаты эксплуатационных испытаний опытной системы изоляции класса «Н» тяговых двигателей тепловозов и ее контроль средствами мобильной диагностики

Д. И. Прохор

Акционерное общество «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»), Российская Федерация, 140402, Московская обл., Коломна, ул. Октябрьской революции, 410

Для цитирования: Прохор Д. И. Результаты эксплуатационных испытаний опытной системы изоляции класса «Н» тяговых двигателей тепловозов и ее контроль средствами мобильной диагностики // Бюллетень результатов научных исследований. - 2021. - Вып. 4. - С. 35-46. DOI: 10.20295/2223-9987-2021-4-35-46

Аннотация

Цель: Проведение эксплуатационных испытаний тяговых электродвигателей с опытной системой изоляции класса нагревостойкости «Н». Методы: Изготовлен опытный комплект тяговых электродвигателей на Воронежском тепловозоремонтном заводе, который сравнивается с двигателями класса изоляции <^». Результаты: Обобщены показатели эксплуатации подконтрольных локомотивов. Приведены пояснения и определения дополнительных параметров изоляции и рассмотрен пример их использования при выходе из строя тяговых электродвигателей по причине повреждения изоляции подконтрольных локомотивов. Практическая значимость: Предложенную методологию предиктивной диагностики тяговых электродвигателей можно применять в сервисных локомотивных депо.

Ключевые слова: Тяговый электродвигатель, изоляция, эксплуатационные испытания, класс нагревостойкости «Н», дополнительные параметры изоляции, применение приборов серии «Доктор-060».

Введение

Электрические машины подвижного состава в отличие от стационарных машин работают в тяжелейших условиях. Это колебания температуры окружающей среды, которые как при работе, так и при бездействии машины могут составлять от - 50 °С до + 50 °С при относительной влажности воздуха до 95 ± 3 % [1]. При низких температурах изоляционные материалы в основном становятся хрупкими, в них появляются трещины. Летом (особенно в южных районах) работа электрических машин затруднена из-за ухудшения условий охлаждения, пересыхания, сильной запыленности. Повышенная влажность воздуха, особенно во время дождей или снега, снижает качество изоляции. Тяговые электродвигатели (ТЭД) локомотивов должны удовлетворять, согласно ГОСТ 30631-99 [2], требованиям меха-

нической прочности группы М27, так как на них воздействуют импульсы ускорения, превышающие ускорение свободного падения в 10-20 раз. Динамические силы, действующие на детали электрических машин, могут привести к обрыву проводов и обмоток, особенно в местах пайки, появлению трещин и разрушению электрической изоляции, ускоренному износу осей подшипников, нарушению нормальной работы упругих элементов. При эксплуатации электрические машины подвергаются значительным электромагнитным, токовым и механическим перегрузкам из-за их непериодичных изменений при полной и частичной загрузке.

Эксплуатационные факторы негативно отражаются на надежности электрических машин, в первую очередь на их электрической изоляции, отказы по которой часто составляют более 60 % от общего числа отказов. Особенно весомые хозяйственно-экономические последствия приносят отказы ТЭД, произошедшие во время следования с поездами.

Исключение из эксплуатации электрических машин с предъотказным техническим состоянием существенно уменьшит экономический урон от отказов в пути следования и задержки поездов, поэтому прогнозирование текущего состояния изоляции электрических машин и остаточного ресурса будет актуальным, вплоть до создания систем изоляции, обеспечивающих абсолютную безотказность [3].

Одним из направлений, не претендующих на абсолютную безотказность с первых итераций, но значительно ее увеличивающих, является повышение нагревостойкости более чем на один класс по ГОСТ 8865-93 [4], относительно средневзвешенной температуры нагрева изоляции в эксплуатации. Данный принцип был успешно реализован АО «ВНИКТИ» в ходе выполнения опытно-конструкторской работы (НИОКР) [5]. Этапы проведения НИОКР и ее результаты были рассмотрены в [6].

В ходе работы по повышению класса изоляции ТЭД до класса «Н» был выполнен поиск альтернативных средств измерений, расширяющих традиционное понимание состояния изоляции [7, 8], с помощью которых выполнялся контроль состояния изоляции при эквивалентном ускоренном тепловом старении по дополнительным параметрам изоляции: возвратному напряжению, коэффициенту абсорбции, емкости электрической изоляции и тангенсу угла диэлектрических потерь [9]. Такими устройствами мобильной диагностики явились приборы серии «Доктор-060» [10]. Опытные электродвигатели успешно прошли требуемые проверки и испытания, в ходе испытаний которых была выявлена: возможность контроля состояния изоляции натурных образцов при стационарных условиях; на цеховых стендах при проведении любого вида нагрузочных испытаний по дополнительным параметрам изоляции, а именно: по завершению испытаний стало очевидно, что на испытуемом ТЭД № 1 по сравнению с аналогичным, но

заведомо недогруженным ТЭД № 2 все параметры изменились в худшую сторону, что одновременно подтверждает и правильность выбора средств измерений, и состоявшееся искусственное тепловое старение.

Следует отметить, что в настоящее время указанные дополнительные параметры не нормированы.

Дополнительные (ненормируемые) параметры изоляции

Коэффициент абсорбции. При приложении к изоляционной конструкции постоянного напряжения возникают кратковременный импульс тока заряда геометрической емкости, медленно затухающий ток заряда абсорбционной емкости и постоянный ток, определяемый проводимостью, что показывает степень увлажнения и неоднородность изоляции. Коэффициент абсорбции - это величина, равная отношению сопротивления изоляции по результатам измерения на 15-й и 60-й с после подачи напряжения на объект (Ка = ^60/^15). Высокие значения ^60 ^ Rl5; Ка > 1) свидетельствуют о том, что изоляция не содержит влаги, она сухая и не имеет явно выраженных дефектов. По мере старения изоляции коэффициент абсорбции снижается. Данный параметр зависит от локальных эксплуатационных факторов - влаги и локального загрязнения, что необходимо учитывать при выполнении измерений и использовать в совокупности с другими параметрами состояния изоляции.

Возвратное напряжение. О степени старения изоляции можно судить по характеру процессов поляризации диэлектрика, которые определяются возвратным напряжением. Изоляция в течение минуты заряжается постоянным напряжением, чтобы в ней накопился заряд абсорбции. Затем изоляция отключается от источника и замыкается накоротко на очень малый промежуток времени, за который емкость полностью разряжается, а заряд абсорбции, накопленный внутри изоляции, остается. За счет этого заряда на изоляции медленно возрастает напряжение, которое называют возвратным. По величине возвратного напряжения можно судить о состоянии изоляции. У изоляции высокого качества возвратное напряжение высокое, с уменьшением качества изоляции оно уменьшается. Такой параметр мало зависит от эксплуатационных факторов, локально ухудшающих изоляцию, таких как влага или локальное загрязнение.

Емкость изоляции электрическая. Емкость изоляции также позволяет оценивать ее качество: степень увлажнения изоляции, загрязнение, местное разрушение. Она характеризует количество вещества в системе изоляции, способного накапливать в себе электрический заряд, имеющего физическую целостность и способного осуществлять изолирующие функции.

Рост емкости у сухой изоляции говорит о развитии в изоляции перечисленных дефектов.

Тангенс диэлектрических потерь. Тангенс диэлектрических потерь характеризует удельные диэлектрические потери на единицу физической емкости диэлектрика при данных величинах приложенного переменного напряжения и его частоты. Увеличение значения тангенса говорит о росте потерь (в изоляции появились новые дефекты или получили развитие старые). Причем с ростом питающего напряжения тангенс диэлектрических потерь будет возрастать. Это явление объясняется неспособностью магнитных диполей состаренной изоляции реагировать и противостоять прилагаемому к ней напряжению при повышении скорости (частоты) изменения напряжения. При этом магнитные диполи каждого компонента изоляции реагируют на изменяемое напряжение самостоятельно, а их совокупность дает общую величину проводимости системы. То есть отношение значения тангенса диэлектрических потерь при разных частотах также оценивает состояние старения компонентов изоляции.

Изготовление опытного тепловозокомплекта ТЭД ЭД-118 повышенного класса нагревостойкости и проведение эксплуатационных испытаний в составе тепловоза

В 2008 г. на Воронежском тепловозоремонтном заводе (ВТРЗ) при участии ОАО «ВНИКТИ» был изготовлен опытный тепловозокомплект ТЭД (12 ТЭД) ЭД-118 с системой изоляции класса «Н». Указанные ТЭД прошли заводские приемо-сдаточные испытания и были установлены на тепловоз 2ТЭ116-1431 приписки локомотивного депо Дно Октябрьской железной дороги, проходившем капитальный ремонт также на этом заводе.

Одновременно с капитальным ремонтом тепловоза 2ТЭ116-1431 на заводе был проведен капитальный ремонт тепловоза 2ТЭ116-1430, который был укомплектован 12 ТЭД со штатно устанавливаемой при ремонтах системой изоляции класса и приписанный к тому же локомотивному депо. Впоследствии выполнялось сравнение состояния изоляции опытных и штатных указанных локомотивов по эксплуатационным показателям и изменению дополнительных параметров изоляции.

Для выполнения эксплуатационных испытаний была разработана и согласована с ОАО «РЖД» «Программа эксплуатационных испытаний опытного комплекта тяговых электродвигателей ЭД-118 с изоляцией класса нагревостойкости „Н" в составе тепловоза 2ТЭ116-1431» [11].

Эксплуатационные показатели работы подконтрольных локомотивов

С октября 2008 г. после выполнения капитального ремонта тепловозы 2ТЭ116-1431 и 2ТЭ116-1430 находились в эксплуатации в локомотивном депо Дно Октябрьской железной дороги. Они работали на одних и тех же участках. Контроль показателей эксплуатационной работы и изменения дополнительных параметров изоляции осуществлялся не реже 1 раза в 6 месяцев, вплоть до завершения подконтрольной эксплуатации в апреле 2011 г.

За счет более насыщенной работы в депо Дно опытный тепловоз 2ТЭ116-1431 сохранил первенство в ряде показателей. Характер его графика работы влиял на уменьшение времени во главе состава и пробег локомотива, но во время работы он нагружается больше. По абсолютному показателю работы (ткмбр) опытный тепловоз выполнил ее меньше на 7 %, но при этом он более загружен на 13 %.

В табл. 1 показаны обобщенные эксплуатационные показатели за время работы от капитального ремонта 2008 г. по апрель 2011 г.

ТАБЛИЦА 1. Обобщенные эксплуатационные показатели использования тепловозов 2ТЭ116-1431 и 2ТЭ116-1430 приписки Октябрьской железной дороги

в период 2008-2011 гг.

Наименование параметра 2ТЭ116-1431 (опытный комплект ТЭД) 2ТЭ116-1430 (штатный комплект ТЭД)

Общий пробег, км 272 159 334 327

Линейный пробег, км 259 694 324 589

Работа выполненная, ткмбр 716 559 774 010

Средняя масса поезда, т 3100 3000

Среднесуточный пробег, км/сут. 435 468

Среднесуточная производительность, ткмбр/сут. 1146,5 1116,9

Изменение значений дополнительных параметров изоляции при эксплуатации ТЭД

Усредненные параметры систем изоляции классов нагревостойкости «Н» и ТЭД ЭД-118 после изготовления и проведения приемо-сдаточных испытаний на ВТРЗ, а также измеренные на тепловозах 2ТЭ116-1431 и 2ТЭ116-1430 в процессе их эксплуатации при помощи диагностических приборов «Доктор-060М» и «Доктор-0607» представлены в табл. 2.

ТАБЛИЦА 2. Параметры изоляции классов «Т» и «Н» ТЭД ЭД-118 в подконтрольный период эксплуатации

Дата Класс изоляции Сопротивление изоляции, Я, МОм Коэффициент абсорбции, Ка Возвратное напряжение, и, В Тангенс угла диэлектрических потерь, tg5, мЕд, измеренный при частоте Емкость, измеренная при частоте 55 Гц, С, нФ

55 Гц 1000 Гц

8 о "н н е о «Т» 580 1,40 10,95 28,58 15,81 43,02

РО Рч н т «Н» 850 1,51 10,69 18,01 9,14 38,91

о "л «Т» 980 2,04 8,74 29,61 9,42 40,06

и р с а «Н» 1188 1,83 9,58 17,71 5,12 36,22

«Т» 720 2,15 7,04 19,40 23,12 49,85

май' «Н» 618 1,42 8,47 38,83 15,58 40,17

На начальном этапе эксплуатации указанные процессы для двигателей «Н» и «Т» протекали схожим образом. В процессе работы тепловозов в эксплуатации наблюдалось устойчивое снижение параметров изоляции, темп которых у системы изоляции класса «Т» был выше.

Абсолютное значение выхода из строя ТЭД классов изоляции <^» и «Н» по причине повреждения изоляции

На тепловозе со штатной системой изоляции ТЭД класса «Т» по причине отказов ТЭД были демонтированы 6 ТЭД.

С тепловоза с изоляцией ТЭД класса «Н» из-за неисправности ТЭД был демонтирован только 1 ТЭД. Согласно выявленным в депо данным, в качестве причины отказа значится «Сгорел ТЭД»: скорее всего произошло явно выраженное межвитковое замыкание в якоре. Это единственный зафиксированный случай выхода из 12 ТЭД опытного тепловозокомплекта с изоляцией класса «Н».

Выход из строя ТЭД классов изоляции и «Н» из-за повреждения изоляции иллюстрирует табл. 3.

ТАБЛИЦА 3. Выход из строя ТЭД классов изоляции <^» и «Н» по причине повреждения изоляции

Класс системы изоляции Дата отказа Пробег от КР, тыс. км Причина отказа (по данным депо)

28.04.2009 г. 69,3 Круговой огонь

10.07.2009 г. 96,8 Сопротивление изоляции 0 МОм

22.10.2009 г. 136,7 Сгорел ТЭД

14.02.2010 г. 179,3 Задир коллектора

19.07.2010 г. 233,5 Размотка бандажа якоря

«Н» 09.11.2010 г. 236,2 Сгорел ТЭД

09.01.2011 г. 294,9 Круговой огонь

«Задир коллектора», по нашему мнению, следует убрать из приведенного списка, ввиду отсутствия данных об истинном состоянии снятого с тепловоза ТЭД.

Методология предиктивной диагностики тяговых двигателей с использованием дополнительных параметров изоляции

Благодаря реализации вышеупомянутой НИОКР и отслеживанию его результатов в эксплуатации с применением приборов мобильной диагностики изоляции электрических машин была определена методология предиктивной диагностики ТЭД в депо.

В АО «ВНИКТИ» ранее уже выполнялись предварительные исследования и осуществлялась систематизация дополнительных параметров изоляции электрических машин на Уссурийском локомотиворемонтном заводе, при этом данные о проведении подобных системных работ иными организациями отсутствуют.

Для реализации предиктивной диагностики изоляции ТЭД в депо в первую очередь необходимо организовать системный сбор данных по дополнительным параметрам изоляции при выполнении плановых видов обслуживания локомотивов, обработке и классификации данных. Следует отметить, что каждый из параметров в отдельности не так информативен, как их общая совокупность. После обработки и систематизации данных появляется возможность определения динамики изменения дополнительных параметров изоляции от влияния факторов загрузки, т. е. станет возможным выполнять прогнозирование остаточного ресурса в километрах, мото-часах и ткмбр.

Опишем основные этапы развития диагностики изоляции ТЭД в депо. Уже на стадии начального сбора данных (на стадии «0») возможно определять:

• критичность (степень аварийности) текущего состояния электрической машины,

• качество (внутренней чистоты) изоляционных материалов,

• достаточность количества пригодного для работы пропиточного состава в составе изоляции электромашины,

• текущего состояния изоляции - увлажнения, поверхностного загрязнения.

Приведем полученные результаты:

1) по мере накопления первоначальной базы данных будут найдены нормальные и критичные значения. Также путем анализа паспортов электрических машин данные могут быть сгруппированы по изготовителям изоляции машин;

2) по результатам отслеживания динамики изменения параметров изоляции в процессе эксплуатации станет возможным определить зависимости и характер их изменения как функционально, так и посредством математического моделирования, что и является наиболее существенным для исследования данного процесса;

3) проверить на практике результаты математического моделирования на примере нескольких дошедших до аварийного состояния ТЭД, внести коррективы в математическую модель;

4) используя аналитический материал, установить эксплуатационные факторы, в той или иной мере влияющие на динамику изменения параметров изоляции. В основном этими факторами будут режим работы локомотива, выполняемая тонно-километровая работа, участок обращения (профиль пути), климатические факторы;

5) с учетом проверенных зависимостей, полученных на предыдущих этапах, осуществлять прогнозирование допустимого ресурса.

Выполнение приведенной выше последовательности действий позволит существенно снизить отказы локомотивов в пути следования, систематизировать подготовку переходных комплектов колесно-моторных блоков и сократить до минимума логистические простои, связанные с заменой ТЭД.

Возможная реализация исследования в условиях сервисных локомотивных депо

Для реализации предложенных мероприятий в условиях сервисных локомотивных депо (СЛД) необходимо наличие:

- организованного, системного учета паспортных данных ТЭД и локомотивов (паспорта, формуляры ТЭД);

- функционирующей группы диагностики.

При этом потребуется выполнить:

1) приобретение соответствующих приборов для определения дополнительных параметров изоляции (исполнитель - СЛД);

2) замеры дополнительных параметров изоляции при выполнении технического обслуживания и текущих ремонтов в соответствии с методическими рекомендациями АО «ВНИКТИ» (исполнители - группа диагностики СлД);

3) сбор паспортных данных продиагностированных ТЭД (исполнители - технический отдел СЛД, группа диагностики СЛД);

4) обработка, анализ нормирующих параметров изоляции и их зависимостей, а также составление отчета с рекомендациями по практическому применению выполненных замеров и определению остаточного ресурса ТЭД, методическое руководство и контроль качества сбора данных в СЛД (исполнители - АО «ВНИКТИ», ПГУПС).

Минимальный объем данных для анализа - от 100 ТЭД с различными пробегами, что возможно выполнить в весьма сжатые сроки, однако для максимальной точности определения остаточного ресурса необходимо изучить изменение параметров изоляции группы ТЭД в течении 1,5-2 лет.

Заключение

Эксплуатационные испытания в составе тепловозов 2ТЭ116 подтвердили существенно меньшую повреждаемость ТЭД ЭД-118 с системой изоляции класса «Н» по сравнению с двигателями, оснащенными системой изоляции класса

ТЭД ЭД-118 с системой изоляции класса «Н» обладают большей перегрузочной способностью, что позволяет надеяться на их более широкое применение на тепловозах ОАО «РЖД», которые используются на полигонах тепловозной тяги с наиболее тяжелыми условиями работы.

При помощи мобильных средств диагностики типа приборов контроля изоляции «Доктор» проводить реализацию оперативного контроля состояния изоляции ТЭД в эксплуатации. Наиболее рационально выполнять диагностику с определенной периодичностью, как-то плановые технические обслуживания в объеме ТО-3 и текущие ремонты локомотивов. По мере накопления базы данных возможно прогнозировать достижение критического состояния изоляции и не допускать отказов на линии.

Библиографический список

1. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. - М.: Стандартинформ, 2010. - 69 с.

2. ГОСТ 30631-99. Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации. - М.: Изд-во стандартов, 1999. - 40 с.

3. Калякулин А. Н. Диагностирование тяговых двигателей локомотивов с учетом диэлектрических свойств изоляции / А. Н. Калякулин, А. Ю. Балакин, А. С. Тычков, П. В. Шепелин // Материалы третьей Всерос. науч.-технич. конференции с международным участием. В 3 ч. Ч. I. Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава. - Омск: Омск. гос. ун-т путей сообщения, 2015. - С. 231-235.

4. ГОСТ 8865-93 (МЭК 85-84). Системы электрической изоляции. Оценка нагре-востойкости и классификация. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 6 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Разработка системы изоляции повышенного класса нагревостойкости для тепловозных тяговых электродвигателей типа ЭД118, обеспечивающей повышение надежности и ресурса: отчет о научно-исследовательской работе № 27-06-09. - Коломна: АО «ВНИКТИ», 2009. - 63 с.

6. Прохор Д. И. Оценка ресурса и характеристик изоляции тяговых двигателей локомотивов методом ускоренного теплового старения / Д. И. Прохор, Н. В. Грачев // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2021. -Т. 18. - Вып. 1. - C. 80-94.

7. Свиридов П. M. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения / П. M. Свиридов. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 128 с.

8. Zhao C. The new method of monitoring dc system insulation on-line / C. Zhao, X. Jia, Z. Hao // Procеedings of 27th IEEE Annual Conference Industrial Electronics Society 2001. - Denver: Industrial Electronics Society, 2001. - Vol. 1. - P. 688-691.

9. Серебряков А. С. Определение параметров схемы замещения корпусной изоляции тяговых электродвигателей / А. С. Серебряков // Электротехника. - 2009. -№ 5. - С. 40-45.

10. 11ДК 401163.001 РЭ: Руководство по эксплуатации. Серия мобильных приборов контроля и диагностики «Доктор-060М». - Омск: ООО «Омский завод транспортной электроники», 2007. - 60 с.

11. Программа эксплуатационных испытаний опытного комплекта тяговых электродвигателей ЭД-118 с изоляцией класса нагревостойкости «Н» в составе тепловоза 2ТЭ116-1431. - М.: Департамент локомотивного хозяйства ОАО «РЖД», 2008. - 8 с.

Дата поступления: 20.10.2021 Решение о публикации: 26.10.2021

Контактная информация:

ПРОХОР Денис Иванович - зав. отд. газового оборудования и газовых локомотивов; Prohor_Deni s@mail. ru

Results of performance tests of an experimental class H insulation system for locomotive traction motors and its monitoring using the mobile diagnostics means

D. I. Prokhor

Joint-Stock Company Research, Design and Technology Institute of Rolling Stock (JSC "VNIKTI"), 410, Oktyabr'skoy Revolyutsii ul., Kolomna, Moscow Region, 140402, Russian Federation

For citation: Prokhor D. I. Results of performance tests of an experimental class H insulation system for locomotive traction motors and its monitoring using the mobile diagnostics means. Bulletin of scientific research results, 2021, iss. 4, pp. 35-46. (In Russian) DOI: 10.20295/2223-9987-2021-4-35-46

Summary

Objective: To perform traction electric motor performance tests with an experimental class H heat resistance insulation system. Methods: An experimental set of traction electric motors was manufactured at the Voronezh Diesel Locomotive Repair Plant to be compared with a motor of class F insulation. Results: The performance indicators of controlled locomotives have been summarized. Explanations and definition of additional insulation parameters and an example of their use in case of traction electric motor failure due to damage to controlled locomotives have been given. Practical importance: The proposed methodology for predictive diagnostics of traction electric motors performance can be used in service locomotive depots.

Keywords: Traction motor, insulation, performance tests, class H heat resistance, additional insulation parameters, application of "Doctor-060" series devices.

References

1. GOST15150-69. Mashiny, pribory i drugiye tehnicheskiye izdeliya. Ispolneniya dlya razlichnykh klimaticheskikh rayonov. Kategorii, usloviya ekspluatatsii, khraneniya i trans-portirovaniya v chasti vozdeystviya klimaticheskikh faktorov vneshney sredy [State Standard 15150-69. Machines, instruments and other industrial products. Modifications for different climatic regions. Categories, operating, storage and transportation conditions as to environment climatic aspects influence]. Moscow, Standartinform Publ., 2010, 69 p. (In Russian)

2. GOST 30631-99. Obshchiye trebovaniya k mashinam, priboram i drugim tekhniches-kim izdeliyam v chasti stoykosti k mekhanicheskim vneshnim vozdeystvuyushchim faktoram pri ekspluatatsii [State Standard 30631-99. General reguirements for machines, instruments and other industrial products as to environment mechanical stability]. Moscow, Izdatel'stvo standartov [Publishing House of Standards], 1999, 40 p. (In Russian)

3. Kalyakulin A. N., Balakin A. Yu., Tychkov A. S. & Shepelin P. V. Diagnostirova-niye tyagovykh dvigateley lokomotivov s uchetom dielektricheskikh svoystv izolyatsii [Diagnostics of locomotive traction motors with regard to the dielectric properties of insulation]. Materialy tret 'yey Vseros. nauchno-tekhnicheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem. V 3 ch. Ch. I. Tekhnologicheskoye obespecheniye remonta i povysheniye dinamicheskikh ka-chestv zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava [Proceedings of the third All-Russia Scientific and Technical Conference with International Participation. In 3 parts. Pt I. Technologi-

cal support of repair and enhancement of dynamic properties of railway rolling stock], Omsk, Omsk State Transport University Publ., 2015, pp, 231-235, (In Russian)

4, GO ST 8865-93 (MEK 85-84). Sistemy elektricheskoy izolyatsii. Otsenka nagrevos-toykosti i klassifikatsiya [State Standard 8865-93 (IEC 85-84). Electrical insulation systems. Thermal evaluation and classification], Moscow, Izdatel'stvo standartov [Publishing House of Standards], 2003, 6 p, (In Russian)

5, Razrabotka sistemy izolyatsii povyshennogo klassa nagrevostoykosti dlya teplovoz-nykh tyagovykh elektrodvigateley tipa ED118, obespechivayushchey povysheniye nadezhnosti i resursa. Otchet o nauchno-issledovatel'skoy rabote no, 27-06-09 [Development of an increased heat resistance insulation system for ED118 locomotive traction electric motors, providing an increase in reliability and service life. Research Report no, 27-06-09], compiled, Kolomna, JSC "VNIKTI" Publ,, 2009, 63 p, (In Russian)

6, Prokhor D, I, & Grachev N, V, Otsenka resursa i kharakteristik izolyatsii tyagovykh dvigateley lokomotivov metodom uskorennogo teplovogo stareniya [Evaluation of the resource and characteristics of the insulation of traction motors of locomotives by means of accelerated heat aging method], Proceedings of Petersburg Transport University, Saint Petersburg, PGUPS Publ,, 2021, vol, 18, iss, 1, pp, 80-94, (In Russian)

7, Sviridov P, M, Kontrol' izolyatsii oborudovaniya vysokogo napryazheniya [Insulation monitoring of high voltage equipment], Moscow, Energoatomizdat Publ,, 1988, 128 p,

8, Zhao C,, Jia X, & Hao Z, The new method of monitoring dc system insulation online, Proceeedings of 27th IEEE Annual Conference Industrial Electronics Society 2001. Denver, Industrial Electronics Society Publ,, 2001, vol, 1, pp, 688-691,

9, Serebryakov A, S, Opredeleniye parametrov skhemy zameshcheniya korpusnoy izolyatsii tyagovykh elektrodvigateley [Determination of the parameters of the equivalent circuit of main insulation of traction electric motors], Elektrotekhnika [Electrical Engineering], 2009, no, 5, pp, 40-45, (In Russian)

10, 11DK 401163.001 RE. Rukovodstvo po ekspluatatsii Seriya mobil'nykh priborov kontrolya i diagnostiki "Doktor-060M" [11DK 401163.001 RE. Operation manual of "Doc-tor-060M" series of mobile control and diagnostic devices], compiled, Omsk, Omsk Plant of Transport Electronics LLC Publ,, 2007, 60 p, (In Russian)

11, Programma ekspluatatsionnykh ispytaniy opytnogo komplekta tyagovykh elektrodvi-gateley ED-118 s izolyatsiyey klassa nagrevostoykosti "H" v sostave teplovoza 2TE116-1431 [The program ofperformance tests of an experimental set of traction electric motors ED-118 with insulation of class H heat resistance as part of a diesel locomotive 2TE116-1431], Moscow, Locomotive Department of JSC Russian Railways Publ,, 2008, 8 p, (In Russian)

Received: October 20, 2021 Accepted: October 26, 2021

Author's information:

Denis I, PROKHOR - Head of the Department of gas equipment and gas locomotives; Prohor_Denis@mail,ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.