Прибор для обнаружения шпал с низким электрическим сопротивлением изоляции

 

Союз Советскин

Соцмалкстйческин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

-Яи (!1) (61} ДОполнительное к авт. саид-ву У 182187 (22} Заявлено 01.08.75 (21) 2163427/18 — 21 г (ЬЦ И. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

G 01 R 27/18

Государственный квинтет

СССР на делам изобретений и отнритнй (23) Приори ет—

{53) УДК 621.317. .3 (088.8) Опубликовано 15.06.79. Бюллетень %22

Дата опубликования описания 19.06.79 (72) Автор изобретения

В. П. Жох (7I) Заявитель

Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С. М. Кирова (54) ПРИБОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ШПАЛ С НИЗКИМ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ

Изобретение относится к устройствам для обнаружения шпал с низким электрическим сопротивлением изоляции, используемым на рельсовом транспорте.

По основному авт. св. N 182187, известен прибор для обнаружения шпал с низким электрическим сопротивлением изоляции, используемый HR рельсовом транспорте, содержащий генератор переменного тока, индикатор, связанный с рельсами двумя парами индуктивных датчиков, по одной паре на каждый рельс, и две контактных щетки, каждая нэ которых расположена по одну сторону пары индуктивных датчиков, причем контактные щетки соединены с генератором переменного тока (11.

В известном приборе измерительный ток утечки, ответвляюшийся иэ рельса в шпалу с низким солрогивлением изоляции (с высокой проводимостью изоляции) составляет малую долю тока в рельсе, поэтому относитега ная разность токов

20 в рельсе ло и после места утечки весьма мала, Вследствие этого, напряжение помехи на входе индикатора, возникаю нее иэ-за неодинакового смещения дагчиков относительно рельса, по величине сравнимо с напряжением сигнала. Кроме того, меняется переходное сопротивление щеткарельс, что приводит к.снижению точности обнаружения шпал с высокой проводимостью изоляции.

С целью повышения точности обнаружения устройство, содержащее генератор переменного тока, индикатор, связанный с рельсами двумя парами индуктивных датчиков, по одной паре на каждый рельс, и две контактных щетки, каждая из которых расположена по одну сторону пары индуктивных датчиков, причем контактные щетки соединены с генератором переменного тока, снабжено двумя дополнительными контактными щетками, каждая из которых установлена с другой, относительно основной контактной щетки, стороны пары индуктивных датчиков, на расстоянии от первого индуктивного датчика соответствующей пары индуктивных датчиков, равном расстоянию от основной контактной щетки до второго индуктивного датчика упомянутой пары.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор в двух проекциях, вид спереди и сверху: на фит. 2 то жс, вид сбоку; на фиг. 3 - функционал ная

3 6Гэ 79 схема прибора для одного рельса и эквивалентная схема рельсовой линии.

Прибор монтируется на четырехколесной тележке типа рельсового дефектоскола, состоящей из рамы 1, к которой прикреплены две каретки 2, 5 а каждая из кареток имеет по два колеса 3. К кареткам прикреплены задний и передний для каждого рельса соответственно индуктивные датчики

4и5.

Расстояние между датчиками одного рельса нор- 10 мально равно расстоянию между осями соседних шпал.

Сзади и спереди к кареткам шарнирно прикреп лены четыре стержня 6 с задними проволочными контактными щетками 1 и 8 соответственно и пе- 15 редними щетками 9 и 10.

Расстояния от задних и передних щеток до ближайших к ним индуктивных датчиков равны.

На раме 1 установлен аппаратный ящик 11, на лицевой панели которого укреплены индикаторы î

12 утечки тока и контрольные вольтметры 13 для каждого рельса. Внутри аппаратного ящика 11 размещены генератор 14, общий для контроля утечки токов с обоих рельсов, приемники 15 левого и правого рельсов и источник питания 16. 25

Генератор 14 связан с рельсами через заградительный конденсатор 17, переключатель 18 и контактные щетки 7-10.

К выходу генератора l4 через резонансный контур 19, настроенный на измерительную частоту, ЗО подсоадин ч контрольный вольтметр 13.

Каспий приемник 15, связанный с датчиками

4 и 5, содержит компенсирующие конденсаторы

20 и 21, резисторы 22 и 23, симметрнрующий резистор 24, предварительный усилитель с регулято- 35 ром усиления 25, полосовой фильтр 26 на измерительную частоту, оконечный усилитель 27, вьтряммтель 28 с фильтром нижних частот RC и индикатор 12, проградуированный в единицах проводимости — миллисименсах. ®

Индуктивные датчики 4 и 5 подсоединены к входу приамника 15 встречно-параллельно при помощи двужИльных экранированных кабелей 29.

Возле датчика экран кабеля 29 соединяется с электромагнитным экраном ЗО датчика. 45

На конце кабеля 29 его экран и жила низкого потенциала подключаются к корпусу приемника в одной точке возле первого каскада усилители 25.

Электромагнитный экран ЗО датчика имеет прорези, ориентированные таким образом, что он экранирует датчик от паразитных электромагнитных полей и не экранирует от полезного сигнала.

Ларазитные поля создаются измерительным током в соединительных проводах or генератора к щеткам и в рельсах вне контролируемого отрезка.

Экран ЗО является также электростатическим.

Кроме того, для уменьшения влияния паразитных полей на датчики, а также для достижения равенства парамачров соединительных проводов от генератора к щеткам расстояния пт щеток до ближайших к ним индуктивных датчиков одинаковы.

Заградительный конденсатор 17 препятствует шунтмрованко сигнального тока рельсовой цепи через обмотку выходного трансформатора генератора.

Индуктивные датчики 4 и 5, компенсирующие конденсаторы 20 и 21 и резисторы 22, 23 и 24, образу"от дифференциальную систему устройства .

Индуктивный датчик 4 (5) вместе с компенсирующим конденсатором 20 (21) настроен в резонанс на частоту измерительного тока. Резисторы

22 и 23 служат для уменьшения аргументов комплексных проводимостей цепей индуктивных датчиков 4 и 5. Резистор 24 и переключатель 18 предназначены для симметрирования устройства перед началом контроля шпал. Усилитель 25 снабжен регулятором усиления для градуировки устройства п,э измеряемой проводимости изоляции. Узкополосный фильтр 26 подавляет помехи других частот, кроме того, он предназначен для развязки усилителей 25 н 27 против самовоэбуждения.

Сглаживающий фильтр нижних частот типа RC в . выпрямителе 28 устраняет резкие толчки тока в индикаторе 12 при кратковремеэщом разрыве КоНтакта в контактных пэетках, Прибор работает следующим образом.

Напряжение U„> от генератора 14 через контактные щетки прикладывается к рельсам.

Если соед и пельные провода от генератора к щеткам одного рельса одинаковы но параметрам и длине и равны переходные сопротивления щетка-рельс, то потенциал на рельсе в точках контакта (точка а и 6) одинаков.

Если при этом Огэ=О (утепси нат), то ток по отрезку рельса а-б не течет, в индуктивных датпка ЭДС не наводится.

При тпобой магнитной асимметрии З„датчиков напряжение аддитивной помехи на входе приемника не появляется. йрм наличии утечки по проводимости 6п шпалы проходит ток 4 f, Этот ток состоит из дну ( равных токов 0,5 -«1, текущих or щеток 7. и 9 к месту утечки бгэ в разных направлениях. От этих токов в датчиках 4 н 5 наводятся ЭДС сигнала.

Датчики подсоединены ко входу усилителя 25 вс гречи о-параллельно.

Индикатор устройства можно проградуировать непосредственно в единицах проводимости. В реальных условиях переходные сопротивления щетка-рельс в щетках неодинаковы, в результате чего возникает разнесть потенциалов, or котором по данному отрезку рельса проходит ток помехи, который наводит в дат щках 4 и 5 ЭДС аддитмвНоМ помехи.

5 6679

Лля глубокой балансировки дифференциальной системы в процессе симметрирования в цепи датчик в резисторов 22 и 23 включены компенсирую|цие конденсаторы 20 и 21. Для уменьшения тока помехи 1» в рельсе необходимо уменышпь относительное изменение сопротивлений цепей щеток от точек разветвления до точек контакта на рельсах. Соединительные провода к щеткам одинаковы по длине и параметрам, а их сопротивления превышают максимально-возможные изменения сопротивления перехода щетка-рельс.

Перед началом контроля шпал производится симметрирование и градуировка устройства, Для симметрирования по первому рельсу переключатель 18 переводится из положения "работа" в положение "симметрирование по первому рельсу", при этом щетки 8 и 9 отключаются от генератора 14, который через щетки 7 и 9 подключается к отрезку рельса с сопротивлением, много меньшим сопротивления изоляции шпалы. Благо-. даря этому ток генератора в утечку не ответвляется, и под обоими датчиками 4 и 5 течет один и тот же ток.

Регулированием потенциометра добиваются минимума показаний индикатора 12.

Аналогично производится симметрирование приемника для второго рельса, для чего переключатель 18 переводится в положение "симметрирование по второму рельсу, при этом щетки 7 и 9 . зЕ зо от генератора 14 отключаются, и он через щетки

8 и 10 подключается к короткому отрезку второго рельса.

После симметрирования переключатель 18. возврашается в рабочее положение и производится градуировка обоих приемников устройства.

Для этого между индуктивными датчиками создают искусственную утечку тока иэ рельса в рельс

13 через калибровочный резистор, который к. адут на середине шпалы.

Регулятором усиления в усилителе 25 выставляют индикатор 12 иа величину калибровочного резистора.

Зля устранения влияния на точность градуировки проводимости шпалы сопротивление калибровочного резистора должно быть на порядок меньше сопротивления шпалы, наг которой стоит тележка во время симметрирования и градуировки.

Применение устройства поиышает точность обнаружения шпал с низким сопротивлением изоляции и чувствительность измерения проводимости изоляции шпал, что позволяет применять устройство в любую погоду, в том числе в сухую, когда проводимость изоляции шпал, в том числе и с поврежденной изоляцией, низка, такие шпалы затруднительно обнаружить известными устройствами.

Формула изобретения

Прибор для обнаружения шпал с низким электрическим сопротивлением изоляции по авт. св.

N4 182187, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обнаружения, оно снабжено двумя дополнительными контактными щетками, каждая из которых установлена с другой, относительно основной контактной щетки, стороны пары индуктивных датчиков, на расстоянии от первого индуктивного датчика соответствующей нары индуктивных датчиков, равном расстоянию от основной контактной щетки до второго индуктивного датчика упомянутой пары;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 182187, кл. 6 01 8 27/18, 23.01.65.

6679!3

Г

Составитель В. Скоробогатова

Редактор Т. Янова Техред Н. Андрейчук Корректор И. Муска

Заказ 3459/41 Тираж 1089: Подлисное

ЦНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4