Сафарбаков А.М., Лукьянов А.В., Пахомов С.В. Основы технической диагностики деталей и оборудования. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

потенциала «земли».

При «прозвонке» электрической цепи в случае наличия гальваниче-

ской связи (целостности) срабатывают световой и звуковой индикаторы.

Анализатор параметров качества электроэнергии (рис.8.42)

предназначен для измерения и регистрации показателей качества электро-

энергии по стандартам ГОСТ 13109-97, EN 50160. Применяется для изме-

рения и регистрации основных показателей энергопотребления в однофаз-

ных и трехфазных сетях. Позволяет измерять действующие значения на-

пряжений и токов при синусоидальной и искаженной формах кривых, ак-

тивной, реактивной и полной электрической мощности и энергии. Область

применения:

• обследование потребителей электроэнергии (энергоаудит);

• технологический контроль и анализ качества электроэнергии на уз-

лах учета;

• комплектация систем управления энергопотреблением и качеством

электроэнергии;

• поиск источников возмущений в сетях.

ГЛАВА 9. СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ И ОБО-

РУДОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯ-

ЗИ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

9.1. Диагностирование релейно-контактных устройств

автоматики и телемеханики

9.1.1. Виды отказов релейно-контактных схем

Релейно-контактные схемы, широко применяемые в устройствах

ЖАТС, состоят из контактов и обмоток реле и соединительных проводов.

Контакты имеют два вида неисправностей: короткое замыкание – цепь ос-

тается замкнутой независимо от состояния реле; разрыв контакта – цепь

остается разомкнутой независимо от состояния реле.

Обмотки реле также имеют два вида неисправностей (к ним относят-

ся и неисправности механических элементов реле). При обрыве обмотки

реле не включается, когда оно должно включаться. Причинами могут быть

обрыв обмотки, межвитковые замыкания в ней, механические поврежде-

ния подвижных частей. При этом нормально замкнутые (размыкающие)

контакты остаются замкнутыми, а нормально разомкнутые (замыкающие)

контакты – разомкнутыми. При ложном включении обмотки реле включа-

ется, когда оно не должно включаться. Причинами этого могут быть со-

единение обмотки с источником питания, залипание или заклинивание

якоря, сваривание замыкающих контактов. При этом размыкающие кон-

такты размыкаются, а замыкающие контакты замыкаются.

Неисправность «обрыв обмотки» эквивалентна кратной неисправно-

сти, в которую входят короткие замыкания всех размыкающих контактов и

разрыв всех замыкающих контактов. Соответственно неисправность «лож-

ное включение обмотки» эквивалентна кратной неисправности, включаю-

щей в себя короткие замыкания всех замыкающих контактов и разрыв всех

размыкающих контактов. Данное обстоятельство позволяет выявлять не-

исправности обмоток теми же способами, что и неисправности контактов,

а в большинстве схем вообще рассматривать только неисправности кон-

тактов.

Кроме рассмотренных неисправностей, возможны три вида неис-

правностей соединительных проводов: обрыв, ложное соединение прово-

дов, перепутывание соединений (неправильный монтаж). Обрывы соеди-

нительных проводов эквивалентны соответствующим неисправностям ти-

пов разрыв контакта и обрыв обмотки.

9.1.2. Основные способы диагностирования релейно-контактных

схем и комплексов телемеханики

На

практике часто используют такой принцип проверки релейно-

контактных схем. Сначала проверяют исправность монтажа схемы, а затем

в схему включают реле и проверяют его контакты и обмотки.

9.1.2.1. Проверка исправности электрического монтажа

Электрический монтаж есть совокупность монтажных выводов и ли-

ний. Под монтажным выводом понимается контакт электрического монта-

жа, доступный для подключения внешних цепей, а под монтажной линией

– физический проводник, имеющий сопротивление не выше нормативного,

не зависящее от направления протекающего тока. Монтажной группой на-

зывают совокупность монтажных выводов, соединенных линиями в произ-

вольном порядке. Электрический монтаж содержит 10 монтажных выво-

дов, шесть монтажных линий и четыре монтажные группы (рис.9.1).

3 4 5 6

9 10

3 4

Обрыв

КЗ

Представление неисправного

монтажа

Исправный

монтаж

Частичная

изоляция

Полная

изоляция

Исправный

монтаж

Неисправный

монтаж

А)

Б)

В)

Рис.9.1. Примеры электрического монтажа (а), изоляций клеммы (б) и неисправностей

вида «перепутывание проводов» (в)

В монтаже возможны следующие виды неисправностей: обрыв мон-

тажной линии, короткое замыкание между монтажными выводами, пере-

путывание проводов (неправильный монтаж), полная или частичная изо-

ляция вывода. Два последних вида неисправностей сводятся к соответст-

вующей комбинации обрывов и короткого замыкания. Неисправность вида

«перепутывание проводов» представлена двумя короткими замыканиями и

двумя обрывами. Неисправность типа «полная изоляция» вывода пред-

ставлена как комбинация шести коротких замыканий и четырех обрывов

(рис.9.1).

Задача полной проверки монтажа состоит в обнаружении любой

комбинации коротких замыканий и обрывов.

Неисправность в электрическом монтаже обнаруживается последо-

вательной проверкой. Проверка заключается в измерении электропрово-

димости участка цепи между парой выводов.

Задача обнаружения обрывов может быть решена с помощью изме-

рения проводимости между каждыми двумя выводами. При этом требуется

Ср

измерений для схемы, содержащей р выводов, соединенных между со-

бой произвольным образом. Другой метод проверки состоит в измерении

проводимости между одним из выводов (например, вывода 1) и каждым

другим выводом, т.е. в испытании пар (1, 2), (1,3), (1,4), …, (1,р). В этом

случае требуется р-1 проверок. Использование меньшего числа измерений

не обеспечивает полную проверку группы на обрывы.

Задача проверки отсутствия КЗ между группами может быть решена

только одним способом – за счет измерения проводимости между кажды-

ми двумя группами. В монтажной схеме содержащей m групп, не соеди-

ненных между собой, требуется Сm

измерений.

Метод проверки монтажа, основанный на диаграммах Феррера.

Электрический монтаж может быть представлен в виде диаграммы. Диа-

грамма состоит из m строк, каждая из которых соответствует одной из

монтажных групп (рис.9.2). Группы располагаются в порядке убывания

числа выводов. Соединения между выводами не показываются.

А)

Б)

Рис.9.2. Схема обнаружения обрывов (а) и короткого замыкания (б)

Для обнаружения обрывов (рис.9.2,а) необходимо в каждой группе

измерить проводимости между первым и остальными выводами. С помо-

щью наложения соединений между группами можно каждое измерение

выполнять во всех группах одновременно. При этом требуется l

max

–1

измерений, где p

max

– наибольшее число выводов в одной группе. Первое

измерение контролирует проводимость между первым и вторым выводами

в первых трех группах, второе измерение – между первым и третьим выво-

дами в первых двух группах и третье – между первым и четвертым выво-

дами в первой группе.

При обнаружении короткого замыкания (рис.9.2,б) устанавливают

дополнительные соединения между выводами в одной группе, что обеспе-

чивает обнаружение любой комбинации обрывов и КЗ. Все монтажные

группы объединяются в две изолированные общие группы, измерение про-

водимости между которыми позволяет обнаруживать КЗ между любыми

монтажными группами, входящими в разные общие группы. Последние

должны быть образованы таким образом, чтобы любые две монтажные

группы в каком-либо из случаев находились в разных общих группах. При

этом достаточно выполнить

[

]

log

измерений. Монтажные группы

нумеруются двоичными числами с числом разрядов

[

]

log . Столбец од-

ного разряда, образованный всеми числами, соответствует варианту обра-

зования

общей

группы

При

этом

объединяют

те

монтажные

группы

кото

рым

столбце

соответствует

одно

то

же

значение

разряда

9.1.2.2. Проверка исправности релейно-контактных схем

Для

релейно

контактных

схем

при

построении

проверяющих

тестов

используют

метод

цепей

сечений

Под

цепью

понимают

набор

состояний

контактов

которые

обеспечивают

наличие

цепи

проводимости

между

по

люсами

схемы

Например

схема

(

рис

.9.3)

содержит

три

цепи

baG =

112

bcG =

223

cbG

Под

сечением

понимается

набор

состояний

контак

тов

которые

обеспечивают

разрыв

всех

цепей

схемы

Рис.9.3. Релейно-контактная схема

Рассматриваемая

схема

имеет

четыре

сечения

211

bcaH = ,

212

ccaH

213

bbH =

214

cbH

Перечисление

всех

цепей

сечений

за

дает

схему

Для

того

чтобы

проверить

некоторый

контакт

на

отсутствие

не

исправности

типа

Разрыв

»,

необходимо

обеспечить

наличие

какой

либо

цепи

содержащей

этот

контакт

обрыв

всех

других

цепей

которые

не

входит

данный

контакт

Тогда

при

отсутствии

неисправности

схема

будет

замкнута

наличии

неисправности

будет

свидетельствовать

разомкну

тое

состояние

схемы

Для

проверки

на

разрыв

контакта

необходимо

создать

цепь

baG =

две

другие

цепи

112

bcG =

223

cbG

разорвать

Цепь

112

bcG =

необходимо

разорвать

на

контакте

цепь

223

cbG

ра

зорвать

на

любом

контакте

Тогда

при

разрыве

контакта

будут

разомк

нуты

все

цепи

вследствие

чего

схема

будет

находиться

разомкнутом

со

стоянии

вместо

замкнутого

чем

будет

зафиксирована

неисправность

При

проверке

контакта

на

КЗ

необходимо

обеспечить

разрыв

всех

цепей

схемы

наличие

хотя

бы

одной

цепи

разорванной

только

на

данном

контакте

Тогда

при

отсутствии

неисправности

схема

будет

ра

зомкнута

наличии

неисправности

будет

свидетельствовать

замкнутое

состояние

схемы

Для

проверки

контакта

на

КЗ

необходимо

обеспечить

разрыв

цепи

112

bcG =

только

на

контакте

разрыв

остальных

цепей

на

любых

контактах

Тогда

при

КЗ

контакта

из

всех

цепей

замкнется

толь

ко

цепь

112

bcG = ,

вследствие

чего

схема

будет

находиться

замкнутом

со

стоянии

вместо

разомкнутого

чем

будет

зафиксирована

неисправность

Приборы для диагностирования релейно-контактных схем.

Sverker 760

(

рис

.9.4) –

прибор

тестирования

релейных

защит

вторичным

током

предназначен

для

тестирования

всех

типов

однофазной

защиты

также

пофазно

–

трехфазной

защиты

Рис.9.4. Sverker 760 – прибор тестирования релейных защит вторичным током

Прибор

позволяет

измерять

ток

напряжение

время

импеданс

мощ

ность

фазовый

угол

Результаты

измерений

выводятся

на

встроенный

дисплей

Прибор

позволяет

проводить

построение

кривых

намагничива

ния

определять

коэффициент

трансформации

измерять

нагрузки

прово

дить

проверку

полярности

(

направления

9.2. Диагностика параметров работы рельсовых цепей

9.2.1. Назначение рельсовых цепей

Рельсовые

цепи

являются

основным

элементом

всех

устройств

же

лезнодорожной

автоматики

телемеханики

выполняющим

функции

дат

чиков

информации

местоположении

подвижного

состава

используе

мым

качестве

телемеханических

каналов

для

передачи

информации

меж

ду

путевыми

поездными

устройствами

Рельсовая

цепь

представляет

со

бой

линию

очень

низким

сопротивлением

изоляции

между

токоведущи

ми

рельсами

изменяющимся

широких

пределах

большой

проводимо

стью

по

отношению

земле

Кроме

того

такая

линия

работает

особых

условиях

определяемых

наложением

переменного

шунта

виде

колесной

пары

подвижных

единиц

что

обусловливает

специфику

ее

технического

обслуживания

измерений

9.2.2. Характерные неисправности рельсовых цепей

Особенность

рельсовой

цепи

состоит

том

что

ее

элементы

про

странственно

разобщены

Часть элементов расположена на посту, где

имеются хорошие условия для наблюдения и измерений. Другая часть

элементов находится на поле, где измерения и наблюдения затруднены. С

другой стороны, отказы постовой аппаратуры составляют незначительную

часть от общего числа отказов рельсовой цепи и имеют меньшую вероят-

ность возникновения. Большинство отказов рельсовой цепи связано с по-

вышением затухания рельсовой линии, которое происходит в результате

обрывов стыковых соединителей и джемперов, нарушения изоляции изо-

лирующих стыков, понижения сопротивления балласта, замыкания между

рельсами и других повреждений напольной аппаратуры.

9.2.3. Средства и способы диагностирования параметров работы

рельсовых цепей

При

эксплуатации

рельсовые

цепи

осматривают

вольтметром

из

меряют

напряжение

между

рельсами

конце

каждого

звена

При

исправ

ной

рельсовой

цепи

показания

вольтметра

будут

изменяться

плавно

;

рез

кое

изменение

напряжения

измеряемого

между

соседними

звеньями

ука

зывает

на

низкое

сопротивление

балласта

или

неисправность

стыковых

со

единителей

Одновременно

измеряют

сопротивление

изолирующего

стыка

которое

должно

быть

не

менее

Ом

При

измерениях

необходимо

учитывать

наличие

помех

от

соседних

рельсовых

цепей

или

других

источ

ников

Эти

помехи

можно

обнаружить

вольтметром

подключив

его

се

редине

рельсовой

цепи

при

отключенном

источнике

питания

Параметры

рельсовых

цепей

измеряют

интервалах

между

движу

щимися

поездами

На

электрифицированных

участках

где

при

измерениях

требуется

отключать

дроссели

трансформаторы

необходимо

снять

напря

жение

контактной

сети

или

закрыть

движение

по

данному

пути

Необхо

димо

убедиться

том

что

токи

других

путей

не

проходят

через

рельсо

вую

цепь

которой

отключался

дроссель

трансформатор

Измерительные

приборы

как

правило

подключают

зажимам

ка

бельных

стоек

вольтметры

вольтметровые

обмотки

фазометров

–

не

посредственно

рельсовым

нитям

Внутреннее

сопротивление

вольтметра

должно

быть

не

менее

100

Ом

на

шкалы

прибора

длина

рельсовой

нити

измеряется

точностью

до

1,0

Проверка состояния изолирующих стыков. Состояние

изолирую

щих

стыков

контролируется

основном

измерением

рельс

–

накладка

».

Нормативное

сопротивление

изоляции

Ом

поэтому

сопротивление

изо

ляции

накладки

можно

проверять

вольтметром

внутренним

сопротивле

нием

Ом

При

отсутствии

такого

прибора

параллельно

входу

высокоом

ного

вольтметра

устанавливают

резистор

сопротивлением

Ом

При

ав

тономной

тяге

измерение

сопротивления

изоляции

первого

стыка

(

рис

.9.5)

сводится

определению

напряжений

Если

напряжения

2112

5.0

PPHP

1122

5.0

HPHP

4311

5.0

PPHP

4324

5.0

PPHP

то сопротивление изоляции накладок Н1 и Н2 относительно рельсовых ни-

тей Р1 и Р2 больше 50 Ом, т. е. соответствует нормативному. Если хотя бы

одно из этих неравенств не выполняется, то изоляция накладки Н1 и Н2

относительно рельса Р1 и Р2 нарушена. Аналогично определяют исправ-

ность изоляции второго стыка. Указанный метод измерения основан на

том, что напряжение между рельсовыми нитями прикладывается к после-

довательной схеме из сопротивлений измерительного вольтметра (51 Ом),

подключенного к одной из рельсовых нитей и накладке, и сопротивления

изоляции между этой накладкой и противоположным рельсом. При этом,

чем больше сопротивление изоляции между накладкой и рельсом, тем

меньше напряжение на измерительном вольтметре, подключенном между

этой накладкой и противоположным рельсом.

Рис.9.5. Схема измерения сопротивления изоляции «рельс – накладка»

Рис.9.6. Схема проверки изолирующих стыков в однониточных рельсовых цепях

однониточных

рельсовых

цепях

исправность

изолирующих

стыков

проверяют

по

схеме

(

рис

.9.6)

использованием

вольтметра

внутреннее

сопротивление

которого

Ом

Исправность

изоляции

изолирующем

стыке

сохраняется

при

условии

CHP

UU 5.0

CHP

UU 5.0

CHP

UU 5.0

CHP

Сопротивление изоляции изолирующего стыка в цепи «рельс – на-

кладка» определяют по схеме (рис.9.7). При использовании источника по-

стоянного тока GВ напряжением 8 – 9 В вольтметром РV измеряют напря-

жение U, а амперметром – ток I (см. рис.9.7,а). Затем по отношению U/I

вычисляют сопротивление изоляции цепи «накладка – рельс». При элек-

тротяге постоянного тока необходимо выполнить дополнительное измере-

ние, изменив порядок подключения проводников. Окончательный резуль-

тат будет равен среднему значению результатов двух измерений. Для из-

мерения сопротивления изоляции можно использовать и измеритель со-

противления МС типа МС-07 (08) или М16 (рис.9.7,б).

Рис.9.7. Схема измерения изоляции стыков с помощью вспомогательного источника

постоянного тока (а) и измерителя сопротивления (б)

Состояние изолирующих элементов сережек остряков, стрелоч-

ных гарнитур, стяжных полос и распорок

проверяют

вольтметром

внутренним

сопротивлением

Ом

При

проверке

состояния

изолирую

щих

элементов

сережек

остряков

стрелочных

гарнитур

(

рис

.9.8,

)

изме

ряют

напряжение

между

рельсами

затем

напряжения

между

связной

тягой

рельсами

тр1

тр2

Если

тр1

≥ 0,5U

то

неисправна

изоляция

со

стороны

второго

рельса

если

же

тр1

<0,5U

тр2

<0,5U

то

изоляция

исправна

Конкретное

место

пробоя

изоляции

определяют

таким

образом

свободное

от

движения

поездов

время

по

договоренности

ДСП

со

стороны

где

изоляция

исправна

гарнитуру

соединяют

рельсом

это

же

время

индикатором

рельсовой

цепи

определяют

место

неисправной

изоляции

Рис.9.8. Схемы проверки изолирующих элементов: а) сережки остряка; б) стяжных

полос

При

измерении

сопротивления

изоляции

стяжных

полос

(

рис

.9.8,

)

определяют

напряжения

между

рельсами

(

или

полосами

затем

–

напряжения

между

каждым

рельсом

п1б

, U

п2б

(

полосой

)

болтом

Если

п1б

<0,5U

п2б

<0,5U

то

изоляция

исправна

Определение

места

короткого

замыкания

элементах

рельсовых

це

пей

(

изолирующие

стыки

стяжные

полосы

железобетонные

шпалы

)

уп

рощается

при

использовании

индикаторов

тока

основным

элементом

ко

торых

является

индукционная

катушка

При

протекании

по

рельсу

или

другому

элементу

на

который

наложена

индукционная

катушка

перемен

ного

тока

или

импульсного

постоянного

тока

последней

наводится

ЭДС

Для

определения

места

короткого

замыкания

служит

измеритель

рельсо

вой

цепи

типа

ИРЦ

58 (

рис

.9.9,

содержащий

катушку

индуктивности

усилитель

на

транзисторах

1, V

измерительный

прибор

ИП

Можно

применять

катушку

без

усилителя

чувствительным

стрелочным

прибором

подключаемым

через

выпрямитель

VD (

рис

.9.9,

Отсутст

вие

усилителя

позволяет

обходиться

без

источника

питания

однако

чувст

вительность

прибора

снижается

Эти

схемы

обладают

слабой

частотной

селективностью

поэтому

их

использование

на

участках

электротягой

затруднительно

Рис.9.9. Схемы измерителя типа ИРЦ-58 (а) и простейшего прибора с

индукционной катушкой (б)

Для

аналогичных

цепей

может

быть

использован

индикатор

тока

электрических

рельсовых

цепей

типа

ИРЦ

25/50.

Он

предназначен

для

ин

дикации

присутствия

рельсах

других

элементах

станционных

пере

гонных

рельсовых

цепей

сигнальных

токов

частотами

Гц

том

числе

частотой

Гц

при

больших

мешающих

воздействиях

переменных