Применение методов неразрушающего контроля элементов токосъема электрифицированных железных дорог

• Автор: Титов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 207 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ И ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНТАКТНЫЙ ПРОВОД

1.1 Анализ дефектов на контактной сети, вызывающих дугообразование при токосъеме

1.2 Анализ повреждаемости элементов контактной сети электрифицированных железных дорог и их доля в общем объеме повреждений

1.3 Проблемы износа контактных проводов

1.4 Требования, предъявляемые к сильноточному скользящему контакту

1.4.1 Характеристика сильноточного скользящего контакта

1.4.2 Причины ухудшения качества контакта между токоприемником и контактным проводом

1.5 Анализ существующих моделей дугового воздействия на контактный провод

1.5.1 Определение сопротивления, напряжения и мощности дуги переменного тока.

1.5.2 Определение температуры дуги переменного тока

Выводы.
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОДВИЖНОГО ДУГОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНТАКТНЫЙ ПРОВОД
2.1 Моделирование нагрева контактного провода подвижной электрической дугой
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СВОЙСТВА КОНТАКТНОГО ПРОВОДА
3.1 Испытательный стенд по воздействию электрической дуги на провода контактной подвески
3.2 Обоснование выбора метода ультразвуковой дефектоскопии для диагностики состояния медных контактных проводов.
3.3 Исследование взаимосвязи акустических и структурных свойств контактного провода.
3.4 Определение коэффициента ослабления.
3.5 Влияние электрической дуги на изменение свойств контактного провода.
3.5.1 Изменение акустических свойств.
3.5.2 Изменение механических свойств контактного провода от температуры нагрева и степени дугового воздействия.
3.6 Применение методов неразрушающего контроля контактного провода измерением поверхностной твердости.
3.7 Устройство и методика оценки состояния контактного провода
3.7.1 Устройство оценки состояния контактного провода.
3.7.2. Методика оценки состояния контактного провода
3.7.3 Выбор мест контроля.
3.7.4 Измерение огибающей ультразвуковых эхо импульсов
3.7.5 Оценка состояния контактного провода
3.7.6 Регулирование величины натяжения контактного провода
3.7.7 Оформление результатов контроля.
Выводы.
4 НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ КОНТАКТНЫХ ВСТАВОК
ТОКОПРИЕМНИКОВ.
4.1 Материал контактных вставок и требования к ним.
4.2 Экспериментальные исследования свойств контактных вставок токоприемников.
4.2.1 Исследования электросопротивления.
4.2.2 Исследования изменения плотности
4.2.3 Исследование возможностей ультразвукового контроля
4.2.4 Определение корреляционной связи между объемным сопротивлением, водопоглощением и результатами ультразвукового контроля
4.2.5 Создание осредненных спектрограмм шаблонов определенных типов.
4.2.6 Методика дефектировки угольных вставок
4.2.7 Натурный эксперимент эксплуатации подобранных по качеству
угольных вставок токоприемников
Выводы.
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
5.1 Определение экономической эффективности методами дисконтирования
5.2 Определение экономической эффективности инновационных разработок на примере внедрения устройства по оценке степени теплового износа контактного провода.
5.3 Особенности расчета экономического ущерба при различных видах повреждений устройств контактной сети и токоприемников.
5.3.1 Затраты на материалы для восстановления контактной подвески .
5.3.2 Ущерб от задержки поездов
5.3.3 Оплата труда бригады аварийного восстановления контактной сети.
5.3.4 Расчет затрат на диагностику контактного провода.
5.3.5 Экономическая целесообразность диагностики контактного провода
5.3.6 Определение экономической эффективности от внедрения устройства входного контроля токосъемных элементов токоприемников.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Ко второй группе относятся такие дефекты, как неправильно отрегулированный уклон контактного провода наличие жестких точек на контактной сети места крепления к контактному проводу сжатых фиксаторов пересечения контактных проводов различных анкерных участков воздушных стрелок и сопряжений места установки упругих отбойников в искусственных сооружениях, поперечных электрических соединителях, шлейфах разъединителей неравномерная жесткость, вызванная превышением действительных стрел провеса контактного провода над оптимальными более чем на наличие основных уклонов контактного провода по отношению к уровню пути свыше места установки шунтов и вставок на контактном проводе и т. КС1, КС3, КС6, предназначенных для присоединения струн, шлейфов и электрических соединителей к контактному проводу увеличение зазора между контактными проводами в стыковом зажиме КС9 провисшие струновые зажимы и ряд других дефектов, возникающих вследствие неправильного монтажа, недостатков эксплуатации и температурных изменений. Дефекты всех пяти групп могут вызывать в определенных условиях искрение при токосъеме, развивая его. Необходимо отметить, что искрение может быть вызвано и причинами, не связанными с контактной сетью. Например, неудовлетворительным состоянием токосъемных элементов или нарушением динамических свойств токоприемников. Однако любое, возникающее даже по независящим от состояния контактной сети причинам, искрение может породить дефект в контактной сети. Как указывалось ранее, появление искрения в большей степени зависит от многих случайных факторов. Так что дефекты на контактной сети могут не всегда сопровождаться искрением. Устойчивые дефекты, характеризуются постоянным появлением искрения, т. К этому типу дефектов можно отнести большинство дефектов первой и третьей группы предыдущей классификации. Неустойчивые дефекты характеризуются появлением искрения в одном и том же месте при наличии одного или нескольких влияющих факторов. Для таких дефектов ри 1. К этому типу дефектов можно отнести дефекты второй и четвертой группы. Случайные дефекты дефекты, сопровождающиеся искрением, появление которого зависит от различных случайных факторов и не зависит от состояния контактной сети. Искрение может в этом случае вызываться, например, неравномерностью износа токосъемных элементов токоприемника, нарушением его динамических свойств и т. Как правило, такие точки с искрением на контактной сети при повторных объездах не совпадают по координате пути, при этом вероятность искрения р практически равна нулю. Необходимо отметить, что фактор скорости является определяющим для группы неустойчивых дефектов. Кроме того, со временем даже неустойчивые дефекты развиваются и перерастают в устойчивые за счет поджогов контактного провода. Устойчивые дефекты могут быть также образованы путем сильного воздействия дуги на контактный провод даже при случайных нарушениях токосъема. Из вышесказанного следует, что значительная часть искрений на контактной сети при условии движения с максимальными разрешенными скоростями по участкам будет соответствовать устойчивым дефектам. Анализ повреждаемости элементов контактной сети электрифицированных железных дорог и. Основные причины отказов устройств контактной сети приведены в табл. Здесь и далее приводятся статистические сведения из Анализов работы хозяйства электрификации и электроснабжения ОАО РЖД, публикуемых ежегодно . Таблица 1. Приведенные данные указывают на несовершенство конструкций и деталей контактной сети, их монтажа и эксплуатации. Большой процент отказов по причине старения устройств говорит о неблагополучном положении дел с диагностикой их состояния. Распределение повреждений устройств контактной сети по их видам приведено в табл. Современные и более ранние данные показывают, что доля повреждений проводов в общем количестве повреждений контактной сети не уменьшается и составляет более четверти. I уменьшается и доля пережогов проводов. Причем около пережогов на участках постоянного тока и на участках переменного тока происходит над токоприемниками. Таблица 1. Наиболее ответственными и чаще подверженными воздействиям неблагоприятных факторов являются не только провода и тросы контактной сети, но и ее зажимы и другие детали рис. Имеют место обрывы контактного провода по предельному местному износу, на открытых воздушных промежутках и нейтральных вставках обрывы происходят изза допущенных пережогов проводов контактной сети. В отказах проводов и тросов в году наиболее повреждаемые контактные провода ,4 в отказах проводов и тросов, в том числе на участках постоянного тока ,2 . РАЗРЯДНИКИ. ДРОСЕЛЬТРАНСФОРМАТОРЫ.