Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Комплексная диагностика при эксплуатации опор контактной сети. Монография
.pdf
Таблица 1.4
Классификация факторов, влияющих на производительность
и качество обслуживания человеком
Фактор Антропометрия Основное размещение в рабочей среде
Физические условия (температура,
влажность, освещенность, шум)
Расположение и размещение ЧМИ,
удобство и простота использования,
качество обратной связи
Состояние здоровья, эмоциональное
напряжение, возраст, пол
Усталость, навыки, опыт, мотивация, техника безопасности
Планирование графика дежурств,
руководство, образование, квалификация, социальные аспекты,
культура безопасности
Стандарты, правила и руководящие
указания, постановка задачи
Физический
Персональный
Организационный
Рабочие условия
Конструкция «человеко-машинный
интерфейс» (ЧМИ)
Индивидуальные
факторы
Зависимые факторы
Факторы, имеющие
отношение к персоналу
Стандартные факторы
21
2. РАЗРАБОТКА ПОДХОДА
ККОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКЕ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Срок службы железобетонных опор контактной сети напрямую
зависит от условий эксплуатации [66, 69]. Большая часть опор,
находящихся в эксплуатации дольше заявленного срока службы,
обеспечивает перевозочный процесс, однако негативное влияние
внешних условий повышает вероятность отказа.
Современные подходы в диагностике опор предусматривают
контроль по одному, в редких случаях двум параметрам; выявить
систему отказов опор становится крайне сложно. Внешние факторы обусловливают проявление случайных погрешностей, что снижает точность показаний, а достоверность диагноза не всегда проверяется [55, 103, 104, 106, 113]. Такой подход к диагностике нельзя
считать эффективным, поэтому требуется разработка комплексного
подхода к диагностике опор контактной сети.
Диапазон контролируемых параметров и способов получения
информации позволяет контролировать техническое состояние
объектов на всех этапах эксплуатации (кроме проектирования
и утилизации); методы диагностики постоянно совершенствуются [106, 113]. С помощью новейших приборов возможна косвенная диагностика, описывающая техническое состояние железобетонных опор на основании вероятностно-статистических
методов. На конкретном участке железобетонной конструкции
определяется сопротивление (вычисление величины тока утечки и остаточного сечения металлической арматуры, по скорости
затухания колебаний определяется состояние металлической арматуры, скорость прохождения ультразвуковых волн на участке
бетона определяет накопление микроповреждений и оценивает
состояние защитного слоя, угол наклона опоры позволяет оценить необходимость проведения работ по выправке опор контактной сети для снижения вероятности повреждения устройств,
участвующих в токосъеме, и судить о ее вероятном неисправном
техническом состоянии).
Ошибки при диагнозе технического состояния опор контактной
сети приводят к серьезным последствиям [45].
22
Определение информационного веса соответствующих показаний приборов дает возможность поставить диагноз опоре контактной сети.
При обслуживании железобетонных опор контактной сети диагноз «исправное/неисправное состояние» ставится на основании
контроля одного параметра; из-за этого диагноз ошибочен
1
.
Если при рассмотрении технического состояния опоры увеличить число переменных, то можно подробно описать ее состояние
в определенный момент (рис. 2.1) [100].
Рис. 2.1. Структурная схема формирования подхода
к комплексной диагностике опор контактной сети
Разработан пятиэтапный подход к комплексной диагностике
технического состояния железобетонной опоры контактной сети,
основанный на вероятностных подходах и статистических данных,
полученных опытным путем при оценках технического состояния
железобетонных опор контактной сети.
1
Например, излом в 2016 г. двух опор контактной сети на перегоне Чупино – Юшала
из-за электрической коррозии на глубине 1,3–1,8 м, хотя при оценке сопротивления
при плановой диагностике установлено исправное состояние [11].
23
Этап 1. Классификация основных приборов диагностики для
определения контролируемых параметров технического состояния
(УК-1401, ПК-2, ИСО-1М, УГК, «Интроскоп»). С их помощью проводят натурные измерения диагностических параметров (α – угол
наклона опоры, R – сопротивление цепи «консоль-рельс», V – скорость распространения ультразвука в бетоне, ν – частота затухания
колебаний в железобетонной опоре).
Этап 2. Соотношение показаний приборов к диагнозу «исправен/неисправен». Из общего числа проведенных замеров, приходящихся на одну опору контактной сети: D
– диагноз, определяю-
1
щий количество значений, не входящих в границы нормированной
величины измеряемых параметров, D2 – диагноз, определяющий
количество значений нормированной величины измеряемых параметров.
Этап 3. С помощью метода, основанного на теореме Байеса,
определяется вероятность совместного появления признака «не
норма» Kнн у опоры с состоянием Di (исправное/неисправное).
Этап 4. С помощью метода последовательного анализа определяется информационный вес показаний для одного прибора диагностики L1, для двух приборов L2, для трех L3, для четырех L4, для
пяти L5.
Этап 5. Определение границы принятия решения об исправном
или неисправном состоянии опоры, при выходе за которые ставится
соответствующий диагноз.
Сформированная методика комплексной диагностики учитывает измеряемые параметры и точно оценивает техническое состояние железобетонных опор контактной сети, не удорожая производственный процесс [26, 65].
Основой вероятностно-статистических методик служит накопленная информация по однотипным объектам диагностирования. Проведем диагностику железобетонных опор контактной сети
(226 шт.; произвольный участок Свердловской железной дороги [21,
28]) пятью приборами: УК-1401 (определяет прочность бетона по
скорости V ультразвука в бетоне), ПК-2 (оценивает коррозионное
состояние опор контактной сети на основе измеренного значения
сопротивления R участка «консоль-рельс»), ИСО-1М (контролирует цепь заземления железобетонных опор контактной сети, измеряя
значения сопротивлений R), УГК (замеряет угол наклона опор α
контактной сети), «Интроскоп» (выполняет оценку состояния опор
контактной сети виброакустическим методом (параметр ν)).
24
Для чистоты эксперимента каждым прибором проведено десять
замеров; этим устанавливается необходимое количество значений
для постановки диагноза при расчете метода последовательного
анализа.
Прибор УК-1401
Определяет целостность бетона, измеряя скорость прохождения ультразвуковых волн. Несущая способность железобетонных
центрифугированных опор контактной сети оценивается через отношение скоростей прохождения ультразвуковых волн вдоль и поперек оси опоры. Дополнительно можно найти приповерхностные
дефекты, определить глубину трещин, выходящих на поверхность,
оценить пористость или трещиноватость бетонного слоя [94, 108].
Ультразвуковой тестер оценивает несущую способность с помощью показателей П1 (демонстрирует время прохождения ультразвука в бетоне в поперечном положении относительно продольной оси
опоры) и П2 (передает отношение времени прохождения ультразвука в бетоне в поперечном направлении ко времени его распространения в продольном направлении опоры при одинаковой базе
измерений) (таблица 2.1).
Таблица 2.1
Результаты измерений опоры № 1 прибором УК-1401
Замер Поперечное показание, П1, мкс Продольное показание, мкс П2
1 32,80 23,77 1,38
2 30,67 20,86 1,47
3 30,60 22,50 1,36
4 30,35 21,68 1,40
5 30,62 20,97 1,46
6 29,61 22,96 1,29
7 29,56 23,09 1,28
8 30,63 20,42 1,50
9 30,94 22,26 1,39
10 30,13 22,83 1,32
Воспользуемся таблицей оценки несущей способности стоек
в зависимости от показателя П2 [109] (таблица 2.2).
25
Таблица 2.2
Несущая способность стоек в зависимости по показателю П2
П2
1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Несущая способность стоек
(кратность по отношению
к нормативному моменту)
1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9
Устанавливаются предельные значения показателя П2 – не более 1,4, так как при его увеличении несущая способность падает
ниже уровня, необходимого для восприятия нормативных нагрузок.
С помощью таблицы 2.2 соотнесем измеренные показатели
с техническим состоянием. Результаты соотнесения по приведенным замерам опоры №1 по показателю П2 приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3
Результаты соотнесения измеренных показателей
с техническим состоянием
Замер П2 Состояние
1 1,38 Исправное
2 1,47 Неисправное
3 1,36 Исправное
4 1,40 Исправное
5 1,46 Неисправное
6 1,29 Исправное
7 1,28 Исправное
8 1,50 Неисправное
9 1,39 Исправное
10 1,32 Исправное
Прибор контроля опор ПК-2
Применяется для оценки электрокоррозионного состояния опор
контактной сети на участках постоянного и переменного тока, оценивает величину электрической коррозии металлической арматуры
измерением сопротивления опор и потенциала «рельс-земля».
26
Измерения при помощи прибора ПК-2 проводят в соответствии
с «Указаниями по техническому обслуживанию и ремонту опорных
конструкций контактной сети» (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Схемы измерения сопротивления прибором ПК-2
опор с индивидуальным заземлением
И – изолятор; ИП – искровой промежуток
Электрокоррозия металлической арматуры опор с сопротивлением менее 10 кОм оценивается по косвенному показателю: величина сопротивления опоры на каждый вольт среднего положительного потенциала «рельс-земля», если величина тока утечки превышает
40 мА или ее сопротивление меньше 25 Ом на каждый вольт среднего положительного потенциала «рельс-земля». Общее сопротивление электрокоррозионноопасных опор будет менее установленных
величин (таблица 2.4) [109].
Таблица 2.4
Сопротивление заземления электрокоррозионноопасных опор
Средний положительный потенциал «рельс-земля», В
4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Сопротивление заземления опоры, Ом
100 125 250 375 500 625 750 875 1000 1125 1250 1375 1500
27
Окончание табл. 2.4
Средний положительный потенциал «рельс-земля», В
65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120
Сопротивление заземления опоры, Ом
1625 1750 1875 2000 2125 2250 2375 2500 2625 2750 2875 3000
Результаты замеров прибором ПК-2 для опоры №1 приведены
таблице 2.5.
Таблица 2.5
Заполнение отчета по результатам измерений опоры № 1
прибором ПК-2
Замер
1 3400
2 3205
3 3627
4 3530
5 3815
6 990
7 3115
8 3009
9 950
10 3700
Сопротивление заземления
опоры, Ом
Средний положительный
потенциал «рельс-земля», В
41
Применяя таблицу 2.4, соотносим измеренные показатели с тех-
ническим состоянием. Результаты сводим в таблицу 2.6.
Таблица 2.6
Результаты соотнесения измеренных показателей
с техническим состоянием
Замер Сопротивление заземления опоры, Ом Состояние
1 3400 Исправное
2 3205 Исправное
28
Окончание табл. 2.6
Замер Сопротивление заземления опоры, Ом Состояние
3 3627 Исправное
4 3530 Исправное
5 3815 Исправное
6 990 Неисправное
7 3115 Исправное
8 3009 Исправное
9 950 Неисправное
10 3700 Исправное
Прибор контроля состояния опор ИСО-1М
Диагностика прибором ИСО-1М выполняется аналогично прибору ПК-2 – таким же образом контролируется величина сопротивлений железобетонных опор.
Значения замеров и соотнесение их с контролируемыми показателями приведены в таблицах 2.7 и 2.8.
Таблица 2.7
Заполнение отчета по результатам измерений опоры №1
прибором ИСО-1М
Замер
1 4600
2 5200
3 950
4 3530
5 750
6 6100
7 1560
8 2896
9 7600
10 5720
Сопротивление заземления
опоры, Ом
Средний положительный
потенциал «рельс-земля», В
41
29
Применяя таблицу 2.4, соотносим измеренные показатели с тех-
ническим состоянием. Результаты сводим в таблицу 2.8.
Таблица 2.8
Результаты соотнесения измеренных показателей
с техническим состоянием
Замер Сопротивление заземления опоры, Ом Состояние
1 4600 Исправное
2 5200 Исправное
3 950 Неисправное
4 3530 Исправное
5 750 Неисправное
6 6100 Исправное
7 1560 Исправное
8 2896 Исправное
9 7600 Исправное
10 5720 Исправное
Прибор УГК-1
Контролирует угол наклона опор контактной сети, фиксируя положение пузырька строительного уровня при помощи видеокамеры,
и обрабатывает результаты с помощью программного комплекса на
компьютере [110].
Для измерения величины наклона оси опоры от вертикального
положения визуально определяют направление ее максимального
наклона. Затем со стороны, противоположной направлению максимального наклона опоры, к ней вертикально прикладывают строительный уровень, включают видео- или веб-камеру и фиксируют
положение пузырька в вертикальном пузырьковом уровне. Полученные кадры с помощью специальной программы обрабатываются
на компьютере; угол наклона оси опоры контактной сети вычисляется автоматически.
Для контроля состояния железобетонной опоры контактной
сети прибор устанавливался в различных положениях, оценивался
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]