УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УСТАНОВЛЕННЫХ В КОНТАКТНУЮ СЕТЬ ФАРФОРОВЫХ ТАРЕЛЬЧАТЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

Полезная модель относится к области электротехники и может найти применение для контроля качества фарфоровых тарельчатых изоляторов, установленных в контактную сеть электрифицированных железных дорог и воздушные линии электропередач при снятом на них напряжении.
Фарфоровые тарельчатые изоляторы (ФТИ) на электрифицированных железных дорогах используют для подвески контактного провода и его электрической изоляции от поддерживающих заземленных конструкций. Перед установкой в контактную сеть ФТИ испытывают воздействием напряжения Uисп=50кВ в течение 1 минуты, или измеряют сопротивление ФТИ мегаомметром. Входной контроль позволяет отбраковать ФТИ перед установкой в контактную сеть, но при эксплуатации происходит старение ФТИ. Визуально регистрируемые дефекты старения ФТИ (сколы, повышенное загрязнение), выявляют при внешнем осмотре, а снижение электрических характеристик ФТИ диагностируют при измерениях с использованием различных устройств.
Известна универсальная измерительная штанга ШИ-35/110 кВ («Контактная сеть и воздушные линии. Нормативно-техническая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтным воздушным линиям». 4-е издание, переработанное и дополненное. ОАО «РЖД», Департамент Э и Э: М.; 2006). Вилкообразным захватом головки штанги прикасаются к проверяемому в гирлянде ФТИ, и вращением рукоятки штанги сближают электроды на головке штанги до электрического пробоя воздушного промежутка. Если измеренное напряжение оказывается равным или меньше регламентированного значения, ФТИ бракуют и демонтируют из контактной сети.
Недостатком устройства является высокая трудоемкость диагностирования ФТИ без снятия напряжения на контактном проводе, что требует тщательного соблюдения правил электробезопасности и соблюдения техники безопасности при проведении верховых работ.
Известен оптоэлектронный дефектоскоп «Филин», которым выявляют дефектный ФТИ по повышенной интенсивности поверхностных частичных разрядов (ПЧР) на поверхности его изоляционной детали в сравнении с ПЧР на других ФТИ в гирлянде.
Недостатком устройства является возможность диагностирования ФТИ только на участках электроснабжения на переменном токе (рабочее напряжение Up=27 кВ) и только в ночное время суток. На участках электроснабжения на постоянном токе (Up=3KB) ПЧР на поверхности ФТИ отсутствуют и «Филин» непригоден как средство диагностирования.
Известен дистанционный ультразвуковой дефектоскоп УД-8, с помощью которого диагностику ФТИ осуществляют по уровню сопровождающих ПЧР акустических сигналов.
Недостатком устройства является возможность его использования только на участках электроснабжения на переменном токе. Кроме того, в условиях эксплуатации на измерительный вход устройства действует спектр сопровождающих функционирование железной дороги звуковых сигналов, которые затрудняют локализацию дефектного ФТИ.
R
C
R
C
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является устройство ИТП-1М2 («Прибор ИТП-1М2 для контроля качества тарельчатых фарфоровых изоляторов». ТУ 3185.803.71492113.3, внесен в Госреестр под №29797. Разработчик и изготовитель ООО «Электродиагност», г.Новосибирск), включающее измеритель tgδ, входные клеммы которого подключают к установленному в контактной сети фарфоровому тарельчатому изолятору (ФТИ). В измерителе осуществляется синхронное измерение активной I и реактивной I составляющих тока, проходящего через исследуемый ФТИ при приложении к нему испытательного напряжения, последующее вычисление значения тангенса угла диэлектрических потерь tgδ ФТИ по соотношению измеренных значений тока I и I. Измеритель tgδ подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, в котором сигнал преобразуется в цифровую форму и подается на индикатор.
За время эксплуатации службами электроснабжения железных дорог России прибор ИТП-1М2, массой 1,5 кг, зарекомендовал себя положительно при входном контроле ФТИ.
Недостатки устройства выявились при его пробных эксплуатационных испытаниях по контролю состояния установленных в контактную сеть ФТИ, обусловленные тем, что контроль ФТИ с помощью устройства можно выполнять только при снятом с контактного провода напряжении во время «технологических окон», продолжительность и количество которых очень ограничена. Важным параметром, в этом случае, является производительность диагностирования ФТИ, которая, при использовании устройства, оказалась невысокой, из-за затратной по времени последовательности технологических операций.
Задачей данной полезной модели является повышение оперативности диагностирования установленных в контактную сеть фарфоровых тарельчатых изоляторов.
Поставленная задача реализована в устройстве контроля качества фарфоровых тарельчатых изоляторов, установленных в контактную сеть, содержащее измеритель тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ), подключаемому к установленному в контактной сети фарфоровому тарельчатому изолятору (ФТИ), выход измерителя tgδ подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, и индикатор, благодаря тому, что в состав
устройства введены многопозиционный коммутатор, процессор, содержащий оперативную память и энергонезависимую память, таймер, при этом входы многопозиционного коммутатора подключены к нескольким фарфоровым тарельчатым изоляторам установленной в контактной сети гирлянды, выход коммутатора подключен к входу измерителя tgδ, выход АЦП соединен с первым входом процессора, второй вход которого соединен с выходом таймера, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а выход оперативной памяти процессора соединен с входом индикатора.
На фиг.1 представлена блок-схема заявляемого устройства, подключенного к гирлянде, состоящей из трех изоляторов.
Заявляемое устройство содержит измеритель 6 тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) исследуемых изоляторов контактной сети, подключенное через коммутатор 5 к гирлянде изоляторов 3. Измеритель 6 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 7, выход которого подключен к первому входу процессора 9, содержащего блоки оперативной памяти 11 и энергонезависимой памяти 8, ко второму входу процессора подключен таймер 10, подключенный другим своим выходом ко входу коммутатора 5. Выходь процессора 9 (выход блока оперативной памяти 11) подключен к индикатору 12.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
1
2
3
4
1
2
2
3
3
4
Входными клеммами коммутатора 5 устройство подключают к гирлянде исследуемых изоляторов. Измерительными кабелями K, K, К и К коммутатор соединяют с гирляндой, состоящей из трех ФТИ (ФТИ 3а; ФТИ 3б; ФТИ 3в), закрепленной на консоли 2 опоры 1 гирлянды 3, поддерживающей контактный провод 4. Для определения состояния изолятора ФТИ 3а включают устройство и по команде таймера 10 коммутатором 5 к входу измерителя 6 (через кабели K и К) подключают ФТИ 3а. Измеренное значение tgδ ФТИ 3а с выхода измерителя 6 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7 и преобразованное в цифровую форму подается на вход процессора 9, который открывается по команде таймера 10. Процессор 9 измеренное значение tgδ ФТИ 3а заносит на хранение в энергонезависимую память 8 и подает на вход оперативной памяти 11, а далее на вход индикатора 12. Затем, в продолжении единого технологического процесса, по команде таймера 10 коммутатор 5 через кабели K и К коммутирует ФТИ 3б гирлянды к входу измерителя 5, повторяя процесс измерения по выше описанной последовательности, а далее коммутатором 5 через кабели К и К к входу измерителя подключает изолятор ФТИ 3в. Результат исследования каждого следующего изолятора отражается на индикаторе 12, заменяя на нем ранее выведенное значение измерений на всех входящих в гирлянду изоляторов, устройство отсоединяют от исследуемой гирлянды, а результаты измерений tgδ входящих в ее состав
фарфоровых тарельчатых изоляторов сохраняются в энергонезависимой памяти процессора устройства.
В таблице приведены критерии косвенной оценки качества ФТИ по измеренному значению tgδ
Значение tgδ, измеренные заявляемым прибором
Прогнозируемое качество ФТИ
tgδ<0,6%
Высокое
tgδ=0,6-0,8
Хорошее
tgδ=0,9-1,0
Среднее
tgδ=1,3-1,5
Низкое
tgδ>4%
Отбраковывают
Предлагаемое устройство позволяет выполнять оперативное обследование фарфоровых тарельчатых изоляторов установленной в контактную сеть гирлянды, выявляя изоляторы, требующие срочной замены.
Кроме того, сохраненные в энергонезависимой памяти процессора результаты измерений могут быть проанализированы в камеральных условиях и использованы при составлении протокола испытаний. Из энергонезависимой памяти процессора результаты измерений могут быть перенесены на жесткий диск компьютера для хранения с целью дополнительной обработки полученной информации.
И, наконец, значительное сокращение выполняемых оператором при верховых работах переключений и полное исключение записей результатов измерений в протокол испытаний, повышает оперативность, безопасность и культуру производства работ, выполняемых при контроле качества установленных в контактную сеть фарфоровых тарельчатых изоляторов.