СПОСОБ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
METHOD OF ESTIMATING REMAINING LIFE OF INSULATION OF ELECTRIC MOTORS OF ELECTRIC STOCK

Изобретение относится к измерениям, а точнее к измерениям остаточного ресурса изоляции электродвигателей, в случаях, когда ее старение обусловлено в основном загрязнением поверхности, например, загрязнением поверхности изоляторов на железнодорожном транспорте железосодержащей пылью.
Известен способ контроля изоляции, например, патенты US 20090153156 А1, US 20050073320 A1, заключающийся в том, что на испытываемую изоляцию подается импульс напряжения, а по параметрам импульса тока судят о характеристиках изоляции. Недостатком метода является то, что в некоторых случаях характеристика тока от напряжения является резко нелинейной в областях, близких к пробою, а пробой изоляции означает, как правило, ее разрушение.
Известен способ контроля изоляции, например, патент GB 886650, заключающийся в том, что на изоляцию подается высокое напряжение синусоидальной формы, а в качестве сигнала, характеризующего качество изоляции, используется ток утечки и тангенс угла потерь. Подобный способ контроля чувствителен к увлажнению изоляции. Недостатком способа является то, что он слабо чувствителен к другим видам загрязнений, присутствующих на железнодорожном транспорте, в том числе железосодержащей пыли.
Известен рентгенофлуоресцентный анализ, например [Блохин М.А. Физика рентгеновских лучей. М.: Гостехиздат, 1957], позволяющий анализировать концентрацию металла в образцах, являющийся наиболее близким аналогом (прототипом). Его недостатком является то, что сам по себе он не пригоден для оценок ресурса.
В некоторых случаях, например при использовании локомотивов в качестве толкачей на горных участках, воздух, охлаждающий электрооборудование электровозов, содержит металлическую пыль, образующуюся в парах трения колесо-рельс, колодка - колесо и т.п. Как правило, такая пыль в сухом состоянии покрыта пленкой оксида железа и в сухом состоянии является неэлектропроводной и не увеличивает тангенс угла потерь. Однако при наличии влаги подобные загрязнения резко снижают трекингостойкость (стойкость к образованию дорожек) изоляции, в т.ч. электродвигателей, и ограничивают ресурс изоляции.
При этих условиях очистка электродвигателя и восстановление его изоляции, как правило, достаточно трудоемко, требует его снятия с электровоза и разборки, а очистка кузова выполняется периодически и не вызывает затруднений.
Предлагаемое изобретение представляет способ оценки остаточного ресурса изоляции электродвигателей электроподвижного состава в случае, когда ресурс изоляции электродвигателя ограничен количеством металлической пыли, собравшейся в электродвигателе.
Подобная пыль оседает не только в электродвигателе, но и кузове электровоза, откуда должна регулярно вычищаться. Так как воздух, засасывающийся в кузов для охлаждения оборудования и для охлаждения электродвигателей, один и тот же, можно считать, что количество металлической пыли, осевшее в кузове электровоза и в электродвигателе, является пропорциональным. При таких условиях можно считать ресурс изоляции двигателя постоянным по максимальному количеству накопленной металлической пыли, а остаточный ресурс вычислить как разность между ресурсом изоляции двигателя и произведением константы на количество металла, собранного из кузова электровоза. Константа может быть вычислена статистическими методами исходя из анализа отказов и анализа количества собранной металлической пыли из кузова электровоза. Для химического анализа количества металла возможно использовать рентгенофлуоресцентный анализ.
Предлагаемый способ предполагает следующую последовательность действий:
1. Сбор пыли из кузова электровоза при его очистке.
2. Взвешивание пыли.
3. Измерение концентрации металла в пыли; расчет массы металла в пыли.
4. Суммирование количества металла в кузове электровоза за период после последней ревизии изоляции электродвигателей.
5. Построение зависимостей количества отказов изоляции электродвигателей от количества металлической пыли, собранной в кузове электровоза.
6. Выбор с помощью статистических методов константы, связывающей количество собранной из кузова электровоза пыли с остаточным ресурсом изоляции.
Техническим результатом является возможность оценивать остаточный ресурс изоляции электродвигателя для своевременного вывода его в ремонт с целью восстановления изоляции (ее очистки и пропитки).
Список источников
1. Патент US 20090153156 A1.
2. Патент US 20050073320 A1.
3. Патент GB 886650.
4. Блохин М.А. Физика рентгеновских лучей. М.: Гостехиздат, 1957.