RU2369506C2 - Method of diagnosing concrete sleeper insulator state - Google Patents
Method of diagnosing concrete sleeper insulator state Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369506C2 RU2369506C2 RU2007144810/11A RU2007144810A RU2369506C2 RU 2369506 C2 RU2369506 C2 RU 2369506C2 RU 2007144810/11 A RU2007144810/11 A RU 2007144810/11A RU 2007144810 A RU2007144810 A RU 2007144810A RU 2369506 C2 RU2369506 C2 RU 2369506C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- rails
- resistance
- voltage
- sleepers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано при техническом обслуживании рельсовых цепей.The invention relates to railway automation and telemechanics and can be used in the maintenance of rail chains.
Известен способ контроля состояния электрической изоляции железобетонной шпалы, согласно которому измеряют напряжение между рельсами над контролируемой шпалой и напряжение между рельсом и одним из закладных болтов противоположного рельса, а затем находят их отношение делением результатов второго измерения на напряжение между рельсами. Если это отношение равно или меньше определенной величины, в зависимости от типа используемого измерительного прибора, то считается, что сопротивление изоляции железобетонной шпалы находится в норме [1, с.202-203]. Способ этот не дает никакой информации об исправности изоляции, так как контролируемые сопротивления изоляции при этом образуют делитель напряжения. Контролировать необходимо абсолютные значения сопротивлений изоляции, а отношение напряжений на делителе зависит от отношения сопротивлений этого делителя, а не от абсолютных значений этих сопротивлений.A known method of monitoring the state of electrical insulation of reinforced concrete sleepers, according to which the voltage between the rails above the controlled sleepers and the voltage between the rail and one of the embedded bolts of the opposite rail is measured, and then their ratio is divided by dividing the results of the second measurement by the voltage between the rails. If this ratio is equal to or less than a certain value, depending on the type of measuring device used, then it is considered that the insulation resistance of reinforced concrete sleepers is normal [1, p.202-203]. This method does not give any information about the health of the insulation, since the controlled insulation resistance in this case forms a voltage divider. It is necessary to control the absolute values of the insulation resistances, and the ratio of the voltage on the divider depends on the ratio of the resistances of this divider, and not on the absolute values of these resistances.
Известен также способ контроля одностороннего пробоя изоляции железобетонной шпалы, когда измеряют ток утечки через шпалу при попеременном закорачивании закладных болтов на свой рельс. По величине измеряемого тока судят об исправности или неисправности изолирующих элементов соответствующего закладного болта [1, с.203]. Способ этот позволяет контролировать только случаи одновременной неисправности электроизолирующих элементов закладных болтов у обоих рельсов и не позволяет контролировать состояние электроизолирующей прокладки, устанавливаемой под подкладку рельса.There is also known a method of monitoring a one-way breakdown of insulation of reinforced concrete sleepers, when they measure the leakage current through the sleepers when alternately shorting the embedded bolts on their rail. The magnitude of the measured current is judged on the health or malfunction of the insulating elements of the corresponding embedded bolt [1, p.203]. This method allows you to control only cases of simultaneous malfunction of the insulating elements of the embedded bolts on both rails and does not allow you to control the state of the insulating gasket installed under the rail lining.
Целью изобретения является обеспечение возможности как профилактического диагностирования состояния каждого из электроизолирующих элементов железобетонной шпалы, так и определения, при чрезмерном снижении электрического сопротивления шпалы, какой из этих элементов вышел из строя.The aim of the invention is to enable both prophylactic diagnosis of the condition of each of the insulating elements of reinforced concrete sleepers, and determining, with an excessive decrease in the electrical resistance of the sleepers, which of these elements is out of order.
Это достигается тем, что для обеспечения процесса диагностирования состояния элементов, определяющих уровень электрической изоляции другого рельса от шпалы, дополнительно измеряют токи через нижние и верхние изолирующие элементы каждого из двух закладных болтов другого рельса, вычисляют сопротивление каждого из этих элементов делением напряжения между рельсами на ток через соответствующий изолирующий элемент закладного болта, вычисляют токи утечки через каждый закладной болт делением напряжения между рельсами на сумму сопротивлений нижнего и верхнего электроизолирующих элементов соответствующего закладного болта, вычисляют сопротивление электроизолирующей прокладки, устанавливаемой под подкладку, делением напряжения между рельсами на разность тока утечки через шпалу с составляющими этого тока через закладные болты, а затем сравнением найденных значений сопротивлений электроизолирующих элементов с допускаемыми их значениями делают заключение о неисправности тех элементов, сопротивление которых оказывается меньше допускаемых значений.This is achieved by the fact that to ensure the diagnosis process of the state of the elements that determine the level of electrical insulation of the other rail from the sleepers, additionally measure the currents through the lower and upper insulating elements of each of the two embedded bolts of the other rail, calculate the resistance of each of these elements by dividing the voltage between the rails by current through the corresponding insulating element of the embedded bolt, leakage currents are calculated through each embedded bolt by dividing the voltage between the rails by the sum of the resistance lower and upper electrical insulating elements of the corresponding embedded bolt, calculate the resistance of the electrical insulating gasket, installed under the lining, by dividing the voltage between the rails by the difference of the leakage current through the railroad with the components of this current through the embedded bolts, and then comparing the found resistance values of the electrical insulating elements with their permissible values do a conclusion about the malfunction of those elements whose resistance is less than the permissible values.
На чертеже показана, для пояснения сущности разработанного способа, схема установки рельсов на железобетонной шпале с элементами электрической изоляции, а также указаны измеряемые токи и напряжения.The drawing shows, for clarification of the essence of the developed method, a diagram of the installation of rails on a reinforced concrete sleepers with elements of electrical insulation, and also indicates the measured currents and voltages.
Рельсы 1 и 2 крепятся к железобетонной шпале 3 рельсовыми скреплениями, включающими в себя закладные болты 4, 5 и 6, 7, с помощью которых рельсы 1 и 2 крепятся к металлическим подкладкам соответственно 8 и 9, а также закладные болты 10, 11 и 12, 13, посредством которых металлические подкладки соответственно 8 и 9 крепятся к шпале 3.
Бетон отличается относительно большой электропроводностью, поэтому необходимая величина электрического сопротивления железобетонной шпалы между рельсами и по отношению к земле обеспечивается специальными электроизолирующими элементами.Concrete is characterized by a relatively high electrical conductivity, therefore, the required value of the electrical resistance of the reinforced concrete sleepers between the rails and in relation to the ground is provided by special electrical insulating elements.
Электрическую изоляцию металлических подкладок 8 и 9 от шпалы 3 обеспечивают прокладки повышенной упругости соответственно 14 и 15. Закладные болты 10, 11 и 12, 13 изолируются электрически от подкладок 8 и 9 изолирующими втулками соответственно 16, 17 и 18, 19. Электрическая изоляция закладных болтов 10, 11 и 12, 13 от бетона и струн 20 металлической арматуры шпалы обеспечивается пластмассовыми вкладышами-пустотообразователями соответственно 21, 22 и 23, 24.The electrical insulation of the metal linings 8 and 9 from the sleepers 3 is provided by gaskets of increased elasticity, respectively 14 and 15. The embedded
В процессе эксплуатации под действием механических усилий от рельсов и загрязнения шпалы токопроводящими веществами электрическое сопротивление шпалы 3 между рельсами 1 и 2 уменьшается, что может приводить к отказам в работе рельсовых цепей.During operation, under the action of mechanical forces from the rails and contamination of the sleepers with conductive substances, the electrical resistance of the sleepers 3 between
Под действием механических усилий, передаваемых от рельсов 1 и 2 через закладные болты 10, 11 и 12, 13 на стенки вкладышей-пустотообразователей 21, 22 и 23, 24, стенки эти продавливаются и их изолирующие свойства теряются. В результате часто уже в течение первого года эксплуатации железобетонной шпалы происходит короткое замыкание нижней части закладных болтов на бетон шпалы 3 или на струны 20 ее металлической арматуры.Under the action of mechanical forces transmitted from
Загрязнение верхней поверхности шпалы 3 токопроводящими материалами вызывает ухудшение ее электрических свойств, часто приводит к перекрытию выступающих вверх кромок изолирующих прокладок 14 или 15, а также к перекрытию изолирующих втулок 10, 11 и 12, 13 грязным токопроводящим мокрым снегом или токопроводящей грязью, образованной материалами, используемыми для смазки рельсов. При выяснении причин отказов рельсовых цепей из-за чрезмерного снижения сопротивления изоляции рельсовой линии появляется необходимость диагностики состояния раздельно каждого из электроизолирующих элементов железобетонной шпалы.Contamination of the top surface of the sleepers 3 with conductive materials causes a deterioration in its electrical properties, often leads to overlapping upward protruding edges of the
На чертеже рассматривается случай диагностики состояния элементов, обеспечивающих электрическую изоляцию рельса 2 от шпалы 3.The drawing describes the case of diagnosing the state of the elements providing electrical insulation of the rail 2 from the sleepers 3.
Дифференцированное (раздельное) измерение токов утечки через одну из половин железобетонной шпалы или через одну из частей изоляции закладного болта обеспечивается подключением миллиамперметра параллельно этой части шпалы или болта и за счет этого закорачиванием той части изоляции, которая не должна влиять на результаты измерения.Differentiated (separate) measurement of leakage currents through one of the halves of the reinforced concrete sleepers or through one of the insulation parts of the embedded bolt is ensured by connecting a milliammeter parallel to this part of the sleepers or bolt and thereby shortening that part of the insulation that should not affect the measurement results.
Например, при подключении миллиамперметра между рельсом 2 и закладным болтом 12 закорачивается изолирующая втулка 18, так как миллиамперметр имеет очень маленькое собственное сопротивление. Поэтому при этом подключении через миллиамперметр будет течь ток I21П, величина которого определяется только величиной сопротивлений вкладыша-пустотообразователя 23 и слоя бетона между ним и струнами 20 металлической арматуры шпалы.For example, when a milliammeter is connected between the rail 2 and the embedded
Слои бетона между стенками вкладышей-пустотообразователей 21, 22, 23, 24 и ближайшими к ним струнами 20 металлической арматуры железобетонной шпалы 3 относительно тонкие. Поэтому псевдоемкостью бетона и определяемой ей емкостной проводимостью для токов утечки можно пренебречь и считать сопротивление этого слоя бетона чисто активным. Также чисто активным можно считать и электрическое сопротивление бетона между прокладками 14, 15 и струнами 20 металлической арматуры [2].Layers of concrete between the walls of the liners,
Ток утечки в рельс 1 из рельса 2 через металлическую арматуру разделяется в элементах скрепления рельса 2 на ток через закладной болт 12, ток через закладной болт 13 и ток через изолирующую прокладку 15. Для осуществления предлагаемого способа диагностирования состояния электроизолирующих элементов железобетонной шпалы необходимо измерение напряжения между рельсами 1 и 2 над контролируемой шпалой 3, общего тока утечки через изоляцию контролируемой части шпалы под рельсом 2, а также поочередное измерение токов и , протекающих через вкладыши-пустотообразователи 23 и 24, устанавливаемые в нижних частях закладных болтов соответственно 12 и 13, и токов и через электроизолирующие втулки 18 и 19, устанавливаемые в верхних частях закладных болтов соответственно 12, 13.Leakage current in
Судить о том, исправны ли все элементы, обеспечивающие электрическую изоляцию рельса 2 от железобетонной шпалы, только по величине общего тока утечки нельзя. Например, при пробитой, на струны 20 арматуры шпалы 3, изоляции вкладышей-пустотообразователей 23, 24 в нижней части одного или обоих закладных болтов 12 и 13 этот ток будет очень мал, если при этом будут исправны электроизолирующие втулки соответственно 18 и 19.To judge whether all elements ensuring the electrical isolation of rail 2 from reinforced concrete sleepers are serviceable only by the total leakage current not allowed. For example, when punched 3, broken into the
Используя результаты измерений, вычисляют следующие параметры:Using the measurement results, the following parameters are calculated:
Электрическое сопротивление изоляции в нижней части закладного болта 12Electrical insulation resistance at the bottom of the
где - сопротивление электроизолирующего вкладыша-пустотообразователя 23 закладного болта 12;Where - the resistance of the insulating liner-
R2Б1 - сопротивление бетона между струнами 20 арматуры и нижней частью закладного болта 12. Электрическое сопротивление втулки 18 в верхней части закладного болта 12R 2B1 - concrete resistance between the
Электрическое сопротивление изоляции в нижней части закладного болта 13Electrical insulation resistance at the bottom of the
где - сопротивление электроизолирующего вкладыша-пустотообразователя 24 закладного болта 13;Where - the resistance of the electrically insulating liner-
R2Б2 - сопротивление бетона между струнами 20 арматуры и электроизолирующим вкладышем-пустотообразователем 24 закладного болта 13.R 2B2 is the resistance of concrete between the
Электрическое сопротивление втулки 19 в верхней части закладного болта 13The electrical resistance of the
Используя найденные значения сопротивлений, вычисляют ток утечки через закладной болт 12Using the found resistance values, the leakage current through the embedded
и ток утечки через закладной болт 13and leakage current through the embedded
После этого вычисляется величина электрического сопротивления R2БП цепи между рельсом 2 и струнами 20 арматуры, по которой протекает ток утечки через изолирующую прокладку 15 с сопротивлением R2Пр, устанавливаемую под подкладку 9, и слой бетона с электрическим сопротивлением R2Б3 между прокладкой 15 и струнами 20 арматуры шпалыAfter that, the value of the electrical resistance R 2BP circuit between the rail 2 and the
Величина электрического сопротивления прослоек бетона R2Б1; R2Б2 и R2Б3 не превышает одной-двух сотен Ом, в то время как величина включенных последовательно с ними электрических сопротивлений вкладышей-пустотообразователей 23, 24 и изолирующей прокладки 15 при их исправности должна находиться в пределах сотен килоом. Поэтому наличие этих сопротивлений бетона R2Б1; R2Б2 и R2Б3 не является помехой для достоверного определения исправности или неисправности изоляции соответствующих вкладышей-пустотообразователей и прокладок под подкладку.The value of electrical resistance of concrete layers R 2B1 ; R 2B2 and R 2B3 does not exceed one or two hundred Ohms, while the value of the electrical resistances of the void-forming
Таким образом, путем несложных измерений и элементарных вычислений с использованием закона Ома находятся истинные значения сопротивлений всех изолирующих элементов неисправной части железобетонной шпалы. Вычисленные значения сопротивления электроизолирующих элементов железобетонной шпалы сравнивают с соответствующими их минимально допустимыми значениями. Неисправным считается тот элемент, фактическое электрическое сопротивление которого меньше нормативного вследствие того, что изоляция этого элемента или пробита, или зашунтирована загрязняющими электропроводными грязью, мокрым снегом и т.п.Thus, through simple measurements and elementary calculations using Ohm's law, the true values of the resistances of all the insulating elements of the faulty part of the reinforced concrete sleepers are found. The calculated resistance values of the insulating elements of the reinforced concrete sleepers are compared with their corresponding minimum acceptable values. A defective element is considered to be an element whose actual electrical resistance is less than the normative due to the fact that the insulation of this element is either broken or shunted by polluting conductive dirt, wet snow, etc.
Для проверки исправности элементов, обеспечивающих электрическую изоляцию железобетонной шпалы 3 от другого рельса 1, выполняются точно такие же операции, начиная с измерения тока утечки через струны 20 арматуры шпалы 3 из рельса 1 в рельс 2.To check the health of the elements that provide electrical isolation of the reinforced concrete sleepers 3 from another
Следовательно, предложенный способ позволяет использованием нескольких дополнительных несложных измерительных и вычислительных операций раздельно диагностировать состояние всех электроизолирующих элементов железобетонной шпалы. Предложенный способ, по сути, является способом неразрушающего контроля состояния элементов железобетонных шпал.Therefore, the proposed method allows the use of several additional simple measuring and computational operations to separately diagnose the state of all electrical insulating elements of reinforced concrete sleepers. The proposed method, in fact, is a non-destructive method for monitoring the state of elements of reinforced concrete sleepers.
Эксперименты с использованием предложенного способа по диагностированию состояния электроизолирующих элементов эксплуатируемых на магистральных железных дорогах железобетонных шпал подтвердили достоверность контроля текущего состояния этих элементов и вполне достаточную для практических целей точность определения величины сопротивления контролируемых элементов.Experiments using the proposed method for diagnosing the state of electrical insulating elements of reinforced concrete sleepers operated on the main railways confirmed the reliability of monitoring the current state of these elements and the accuracy of determining the resistance value of the controlled elements quite practical for practical purposes.
ЛитератураLiterature
1. Устройства СЦБ. Технология обслуживания. - М.: Транспорт, 1999. - 433 с.1. Signaling devices. Service technology. - M .: Transport, 1999 .-- 433 p.
2. Брылеев A.M., Кравцов Ю.А., Шишляков А.В. Устройство и работа рельсовых цепей. - М.: Транспорт, 1978. - 334 с.2. Bryleev A.M., Kravtsov Yu.A., Shishlyakov A.V. The device and operation of rail chains. - M .: Transport, 1978.- 334 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144810/11A RU2369506C2 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of diagnosing concrete sleeper insulator state |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144810/11A RU2369506C2 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of diagnosing concrete sleeper insulator state |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007144810A RU2007144810A (en) | 2009-06-10 |
RU2369506C2 true RU2369506C2 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41024257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007144810/11A RU2369506C2 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of diagnosing concrete sleeper insulator state |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369506C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529564C1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Device for diagnostics of condition of electric resistance of rail lines in rail track circuits in sections of ac electric traction |
-
2007
- 2007-12-03 RU RU2007144810/11A patent/RU2369506C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529564C1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Device for diagnostics of condition of electric resistance of rail lines in rail track circuits in sections of ac electric traction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007144810A (en) | 2009-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120043980A1 (en) | Wear sensor | |
JP2023081545A (en) | Ground resistance deterioration position estimation device and method of the same | |
US11500033B2 (en) | Ground fault detection of UPS battery | |
BR102014030407B1 (en) | Method for monitoring a segment of a road and right-of-way monitoring system | |
CN100441460C (en) | Method and apparatus for testing rail break | |
CN109470927A (en) | Rail traffic rail transition resistance detection system and method | |
RU2369506C2 (en) | Method of diagnosing concrete sleeper insulator state | |
US7535333B2 (en) | Method for monitoring the contact resistance of a wiper | |
KR20110115707A (en) | The return current ratio measurement system for real time leakage current monitoring on the dc railway system | |
CN103308095A (en) | Detection of environmental conditions in semiconductor chip | |
RU2529564C1 (en) | Device for diagnostics of condition of electric resistance of rail lines in rail track circuits in sections of ac electric traction | |
RU2406624C1 (en) | Electric power supply system of electrified ac railways | |
RU2514027C2 (en) | Method of diagnosing state of electrical resistance of rails in track circuits on alternating current traction sections | |
RU109723U1 (en) | DEVICE FOR MONITORING THE CONDITION OF INSULATING JOINTS IN RAIL CHAINS IN SECTIONS WITH AC ELECTRIC SHOCK | |
RU2296686C1 (en) | Method of diagnosing condition of elements of rail bonds | |
RU2529566C1 (en) | Method to measure asymmetry of alternating traction current in rail lines under alss coils | |
KR20130092462A (en) | Built-in substrate inspection method | |
US11609265B1 (en) | End-of-life prediction for circuits using accelerated reliability models and sensor data | |
US6252408B1 (en) | Resistance-monitoring arrangement | |
KR20090098278A (en) | Test pattern for semiconductor memory device | |
RU2543435C2 (en) | Method of choke cable state diagnostics in track choke transformers | |
JP6662814B2 (en) | Track circuit monitoring device | |
RU2467338C1 (en) | Method to monitor technical condition of current-conducting parts in electrical equipment | |
RU2623363C1 (en) | Method and device for monitoring cable core soundness in track circuits | |
JP2021172271A (en) | Track circuit monitoring device and track circuit monitoring method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121204 |