- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •«Петербургский государственный университет путей сообщения»
- •Пояснительная записка
- •К дипломному проекту
- •Список сокращений
- •Введение
- •1 Общие понятия технического диагностирования
- •Структура и показатели систем диагностирования
- •Характеристики объектов диагностирования
- •Характеристики методов и средств диагностирования
- •Характеристики человека-оператора
- •Критерии и задачи организации системы диагностирования
- •2 Анализ систем технической диагностики объектов железнодорожной инфраструктуры
- •2.1 Хозяйство пути
- •Создание дорожных центров диагностики пути
- •Периодичность контроля рельсов в пути
- •Расчет сменных норм контроля рельсов
- •Диагностика земляного полотна
- •Дефекты и неисправности пути
- •2.2 Дирекция тяги Классификация средств технической диагностики узлов подвижного состава
- •2.3 Система технического диагностирования в хозяйстве электроснабжения
- •2.4 Хозяйство сигнализации, централизации, блокировки
- •3 Разработка организационной структуры центра диагностики пути Существующая организационная структура системы диагностики пути
- •3.1 Организационная структура дорожного предприятия по контролю и диагностике состояния пути Октябрьской железной дороги
- •3.2 Функции отделов
- •Основные функции отделов и подразделений центра диагностики и мониторинга пути Октябрьской железной дороги
- •3.3 Штатное расписание Расчет штата сотрудников отдела расшифровки
- •Расчет количества вагонов - дефектоскопов на Окт.Ж.Д. И их штата
- •Расчет участков диагностики
- •4 Охрана труда
- •4.1 Требования к системам обеспечения параметров среды Производственный шум
- •Ультразвук
- •Производственная вибрация
- •Электромагнитные поля
- •Естественное и искусственное освещение
- •4.3 Места повышенной опасности в вагоне-дефектоскопе и способы ее предотвращения
- •4.4 Расчет освещения рабочего места в вагоне-дефектоскопе
- •4.5 Заключение
- •5 Повышение антитеррористической защищенности объекта железнодорожного транспорта
- •5.1 Общие сведения о терроризме и антитеррористической деятельности
- •5.2 Характерные черты современного терроризма
- •Цели и нормативная правовая база борьбы с терроризмом
- •5.4 Мероприятия по снижению риска и смягчению последствий террористических акций
- •6 Сравнение экономических затрат при использовании различных средств диагностики
- •6.1 Расчет удельных экономических затрат на совмещенный вагон-дефектоскоп (свд)
- •6.2 Расчет удельных экономических затрат на дефектоскопную тележку
- •6.3 Расчет удельных экономических затрат на автомотрису дефектоскопную
- •6.4 Расчет удельных экономических затрат на путеобследовательскую станцию цнии-4
- •6.5 Расчет удельных экономических затрат на автомотрису мткп
- •6.6 Расчет удельных экономических затрат на вагон викс ц.Э.
- •6.7 Расчет удельных экономических затрат на диагностический комплекс интеграл
Дефекты и неисправности пути
Номинальный размер ширины колеи 1520 мм по уширению+8 мм, по сужению -4 мм;
Возвышение наружной рельсовой колеи не должно превышать 150 мм;
Ступеньки не должны превышать 5 мм;
Межстыковой зазор не должен быть более 35 мм;
Дефекты рельсов, классификации дефектов рельсов НТД/ЦП-1-93;
Перекосы неровности продольного профиля, мм;
2.2 Дирекция тяги Классификация средств технической диагностики узлов подвижного состава
В настоящее время созданы дирекции локомотивного и вагонного хозяйства, которые также занимаются и диагностикой сборочных единиц вагонов.
Принципы диагностирования, а так же типы устройств, с помощью которых производится контроль деталей узлов вагонов, представлены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Контроль деталей узлов вагонов
Стадия жизненного цикла вагона |
Сборочные единицы вагона |
||||||
Колесные пары
|
Тележки |
Буксовый узел
|
Автосцепное устройство
|
Автотормоз |
Кузов |
||
|
Принципы диагностирования
|
по инфракрасному излучению виброакустическ. фотоэлектрическ. |
тензометрическ. |
по инфракрасному излучению
|
визуальный измерительный фотоэлектрический |
измерение давления и расхода воздуха |
визуальный |
Типы устройств
|
ДИСК-2 ПОНАБ УПГ |
ТУ |
ДИСК-2 ПОНАБ |
САКМА шаблоны |
УЗОТ-Р АСОТ УСОТ |
АРМОВ |
|
|
Принципы диагностирования
|
визуальный измерительный дефектоскопия |
дефектоскопия |
визуальный измерительный дефектоскопия |
визуальный измерительный дефектоскопия |
измерение давления и расхода воздуха |
Ультразвуков. По инфракрас. излучению |
Типы устройств
|
измерительный инструмент дефектоскоп ультразвуковой магнитопорош. вихретоковый |
Дефектоскопы: вихретоковый магнитный феррозондовый |
Измерительный инструмент дефектоскопы магнитный; вихреток; ультразвук |
Шаблоны Дефектоскопы: вихретоковый. магнитный феррозондовый |
СИТОВ УКВР-2 УКАР-2м АСОТ УСОТ |
ПОИСК A Line-32D ДУ-101-Б |
2.3 Система технического диагностирования в хозяйстве электроснабжения
В системе электроснабжения принято выделять три основных элемента: устройства преобразования, КС, устройства управления.
2.3.1 Устройства преобразования энергии. В нее входят стационарные тяговые станции, передвижные тяговые станции ТП, передвижные тяговые подстанции, распределительные пункты.
Надежность ТП и устройств электроснабжения потребителей повышается за счет применения автоматизированных систем оперативно-технологического управления, удаленного мониторинга, диагностики с передачей данных по цифровым каналам связи в аналитические и диспетчерские центры.
Система автоматизированного управления и диагностики должна удовлетворять следующим основным требованиям. Во-первых – совмещать функции телеизмерения, телесигнализации и телеуправления. Во-вторых – допускать возможность дистанционного управления подстанцией с оперативного пункта управления (ОПУ) во время нахождения на ней персонала. В-третьих – осуществлять функциональную и тестовую диагностику состояния оборудования и подстанции в целом, необходимую и достаточную для оценки состояния как «нормальное», «требующее детального обследования» (при наличии признаков развивающихся неисправностей) и «предаварийное» (при выработке 90% ресурса).
Перечисленные функции должны выполняться единым программно-аппаратным комплексом. Все они должны быть реализованы с использованием единых каналов связи, соответствующих отраслевым стандартам. Таким требованиям в наибольшей степени отвечает система АСУ тяговой подстанции.
Основой современных АСУ ТП являются так называемые интеллектуальные терминалы присоединений. ИТП – это высокоточные цифровые устройства, совмещающие в себе функции защит, противоаварийной автоматики, местного и дистанционного управления, регистратора аварийных процессов, диагностики оборудования, контроля цепей управления коммутационными аппаратами, передачи текущих и аварийных параметров.
В хозяйстве электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» используются комплектные ячейки с ИТП для распредустройств РУ-3,3 кВ; РУ-27,5 кВ; РУ-(6-10) кВ; РУ ВЛСЦБ. Эти технические решения нашли воплощение при реализации ТП «Вохтога» Северной железной дороги, АСУ которой полностью выполнена на интеллектуальных терминалах.
Для тяговых подстанций чрезвычайно эффективна диагностика часто повреждаемого коммутационного и выпрямительного оборудования, позволяющая отслеживать состояние оборудования в режиме реального времени, извлекать из электронного архива параметры событий штатных и аварийных ситуаций. Применение этой диагностики позволяет отслеживать работу устройств электроснабжения, извлекать из электронного архива параметры событий штатных и аварийных ситуаций, перейти на обслуживание оборудования «по фактическому состоянию», отказавшись от постоянного дежурного персонала и сосредоточив обслуживающий персонал в одном месте, организовав работу выездными бригадами.
Опыт эксплуатации оборудования тяговых подстанций с системами диагностики убеждает, что необходимо шире применять малолюдные технологии с переходом от планово-предупредительной системы к обслуживанию по фактическому состоянию подстанций.
Устройства управления интегрированы в систему СЦБ.
2.3.2 Устройства передачи энергии (ЛЭП, контактная сеть, вспомогательные сети). Основной источник отказов - контактная сеть, включающая в себя: контактные провода (электрифицировано 27 000 км из 88700 км.). В среднем происходит 270 обрывов в год. Отказы контактного провода составляет 38 % от отказов контактной сети. Прочие провода 19 % отказов. Фиксирующие устройства и конструкции (опоры контактной сети, системы подвеса)- 9 % отказов. Изоляторы- 9 % отказов.
Для контроля состояния контактной сети используются мобильные средства диагностики: диагностический комплекс «ЭРА», КВЛ-Э.2, вагон-лаборатория испытаний контактной сети ВИКС ЦЭ.
Основные параметры контроля:
-высота подвески и положения в плане нескольких контактных проводов;
-измерения высоты основных стержней фиксаторов;
-измерения износа контактного провода;
-измерения силы нажатия токоприемника на контактный провод;
-контроль положения дополнительного стержня фиксатора, контроль сопряжения воздушных стрелок;
- измерения напряжения на контактном проводе;
-тепловизионный контроль состояния контактной сети;
Для контроля состояния опор используются ручные средства диагностики, при этом железобетонные опоры подвергаются контролю степени коррозионного повреждения. Используется несколько методов:
-
Электропотенциальный - на глубине 1,5 метра измеряют потенциал поля (ПК-2);
-
Акустический - измерение скорости ультразвуковой волны (УК 1401);
-
Виброакустический - оценивается спектр сигнала в трех точках по высоте опоры (Интроскоп 98);
У металлических опоры определяют степень коррозионного повреждения с помощью УЗ толщиномеров (А1207, УТ 93 П).
Подавляющую часть опор на сети дорог составляют железобетонные, предварительно напряженные. Практика показывает: с течением времени в них появляются различные повреждения, приводящие к снижению их несущей способности и надежности. Доминирующие и наиболее опасные повреждения связаны с воздействием токов утечки на участках постоянного тока, а также с физическим старением бетона и потерей им прочности на сжатие.
Технология оценки электрокоррозионной опасности для арматуры железобетонных опор, их диагностики описана в нормативных документах. Для этого рекомендован и используется импульсный прибор ПК-2. С его помощью осуществляется весь комплекс измерений сопротивления опор, потенциалов «рельс – земля», состояния искровых и диодных заземлителей. ПК-2 оснащен индикатором утечки тока, позволяющим выявлять низкоомные опоры в групповых заземлениях, а для надежной и продолжительной работы снабжен зарядным устройством от солнечной батареи.
После выявления электрокоррозионно опасных опор должна осуществляться диагностика состояния арматуры в их подземной части. До сих пор предлагалось несколько методов: откопка с визуальным осмотром; электрохимические измерения (с применением приборов типа АДО и Диакор); вибрационный метод (приборы типа «Интроскоп-98»).
Из-за ряда ограничений достоверность электрохимических методов оказалась чрезвычайно низкой. Вибрационный метод, хотя и является с физической точки зрения безукоризненным, из-за необходимости создания в бетоне опоры требуемого уровня напряжений не может быть использован в полевых условиях. Сейчас оптимальным признан подход, основанный на использовании откопки опор на небольшую глубину (50–70 см) и дополнительном применении ультразвуковых измерений прибором УК – 1401М. Метод трудоемкий, однако, обеспечивающий высокую степень достоверности диагноза состояния арматуры подземной части опор.
Что касается оценки прочности бетона и связанной с нею несущей способности опор, то используемый ультразвуковой метод обеспечивает требуемую точность диагноза.
Таблица 2.4 - Нормы технического обслуживания элементов хозяйства энергетики
№№ п/п |
Наименование работ |
Измеритель |
Периодичность работ |
ПУТЭКС |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ |
|||
1.1 ТО-1. Объезды и обходы с осмотром |
|||
1 |
Объезд на автомотрисе или в кабине ЭПС, с осмотром контактной сети и устройств электроснабжения (длина электрифицированных главных путей) |
1 км |
1 раз в месяц |
2 |
Обход с осмотром: |
|
|
2.1 |
контактной сети, устройств СЦБ и ПЭ, электротяговой рельсовой цепи, волновода и ВОЛС на перегонах и главных путях железнодорожных станций (развернутая длина контактной подвески) |
1 км |
1 раз в месяц |
2.2 |
на остальных путях железнодорожных станций и депо (развернутая длина контактной подвески) |
1 км |
1 раз в квартал |
2.3 |
питающих и отсасывающих линий |
1 км |
2 раза в год |
3 |
Осмотр пересечений воздушных линий (ВЛ) с контактной сетью (с участием владельцев): |
||
3.1 |
напряжением до 35 кВ |
1 переход |
1 раз в 3 года |
3.2 |
напряжением выше 35 кВ |
1 переход |
1 раз в 6 лет |
4 |
Осмотр предохранительных щитов на искусственных сооружениях: |
||
4.1 |
вертикальных предохранительных щитов |
1 щит |
1 раз в 2 года |
4.2 |
горизонтальных предохранительных щитов |
1 щит |
1 раз в 2 года |
1.2 ТО-2. Диагностические испытания и измерения |
|||
1 |
Диагностирование параметров к/сети ВИКС с балльной оценкой состояния на перегонах и гл.путях станций |
1 км |
1 раз в квартал |
|
|
|
|
Продолжение таблицы 2.4 |
|||
№№ п/п |
Наименование работ |
Измеритель |
Периодичность работ |
ПУТЭКС |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
2 |
Объезд к/сети вагоном лабораторией (длина электрифицированных главных путей) |
1 км |
1 раз в месяц |
3 |
Измерение износа контактных проводов на всем протяжении анкерного участка при наличии в нескольких местах износа 25% |
1 км развернутой длины |
1 раз в годё
|
4 |
Испытание контактной подвески перегонов и главных путей ж.д. станций токоприемниками, имеющими повышенное статическое нажатие |
1 км развернутой длины ж.д.пути |
При вводе в эскспл. и 1 раз в год осенью |
5 |
Диагностирование фарфоровых тарельчатых изоляторов контактной сети, питающих и усиливающих проводов (т.к. № 1.2.4) |
1 шт. |
1 раз в 6 лет |
6 |
Измерение габарита опор |
1 опора |
При вводе в эскспл., при замене опор и после капремонта пути |
Штат работников занятых на диагностику-25 человек. В общем, на Октябрьской ж.д. функционирует 13 ЭЧ и контролем занято около 320 человек.