УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ НЕИСПРАВНЫХ СТЫКОВ КОНТАКТНЫХ РЕЛЬСОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Полезная модель относится к области рельсового транспорта и может использоваться преимущественно в устройствах для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов метрополитена.
Известен прием для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов, заключающийся в их визуальном осмотре и выборочной проверки надежности соединений их конструктивных узлов, известно также использование микроомметров для измерения переходного электрического сопротивления стыков с целью контроля их качества (Коган Ф.Л. Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. М. ОРГРЭС, 1998, с. 264-266). Однако это трудоемко и малопроизводительно.
Известно диагностирование состояния токопроводящих рельсовых стыков, при котором измеряют электрический ток в стыках и удельное электрическое сопротивление рельсов, по которым оценивают качество стыков (RU 2296686 C1, 2007). Это также малопроизводительно. Выявление неисправных стыков возможно только в отсутствии на контролируемом участке движения подвижных составов.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее установленный с обеспечением возможности бесконтактного измерения температуры в контролируемой области приемник инфракрасного излучения, соединенный с регистратором температуры (EP 0263896 A1, 1988). Это устройство позволяет при движении подвижного состава дистанционно измерять температуру экстремально нагревающихся узлов, что характерно при появлении в них неисправностей. Приемник инфракрасного излучения в устройстве установлен преимущественно вне подвижного состава. Устройство предназначено преимущественно для обнаружения неисправных осей подвижного состава, однако может использоваться для обнаружения выделяющих экстремально высокое тепло иных узлов при их неисправности, например, стыков контактных рельсов метрополитена.
Это устройство, однако, недостаточно эффективно в эксплуатации. При установке приемника инфракрасного излучения вне подвижного состава оно не обеспечивает оперативности контроля таких узлов, как стыки контактных рельсов. При установке приемника инфракрасного излучения на подвижном составе его возможности для объективного контроля ограничены в связи с трудностями обеспечения невыхода за габариты подвижного состава.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании устройства для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов метрополитена, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении эксплуатационной эффективности устройства для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов метрополитена, в том числе за счет повышения оперативности и объективности контроля.
Это достигается тем, что в устройстве для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов метрополитена, содержащем установленный с обеспечением возможности бесконтактного измерения температуры в контролируемой области приемник инфракрасного излучения, соединенный с регистратором температуры, приемник инфракрасного излучения выполнен в виде пирометра, закрепленного на башмаке токоприемника в пределах габаритов подвижного состава, при этом на башмаке токоприемника через изолирующую прокладку установлена отражающая пластина с обеспечением возможности направления излучаемого от нижней части контактного рельса инфракрасного излучения в объектив пирометра. Отражающая пластина может быть выполнена из полированного алюминия.
Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
На чертеже показана конструкция устройства для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов. Оно содержит приемник инфракрасного излучения, выполненный в виде пирометра 1, который установлен с обеспечением возможности бесконтактного измерения температуры в контролируемой области. Пирометр 1 соединен с регистратором температуры, в качестве которого может быть использован, например, промышленный компьютер (на чертеже не показан). Пирометр 1 закреплен на башмаке 2 (лапе) токоприемника в пределах габарита подвижного состава. На башмаке 2 токоприемника через изолирующую прокладку 3 установлена отражающая пластина 4 с обеспечением возможности направления излучаемого от нижней части контактного рельса 5 инфракрасного излучения в объектив пирометра 1. Изолирующая прокладка 3 может быть выполнена, например, из текстолита, капролона или аналогичных диэлектрических материалов. Отражающая пластина 4 может быть выполнена преимущественно из полированного алюминия, имеющего коэффициент отражения в инфракрасной области, близкий к единице. Устройство может быть использовано как автономно, так и в составе измерительного комплекса, регистрирующего, например, координату пути.
Токоприемник с подпружиненным башмаком перемещается вместе с подвижным составом. При этом тепловой луч в виде инфракрасного излучения от нижней части закрытого коробом контактного рельса 5 падает на отражающую пластину 4 и, отражаясь от нее под тем же углом, что и угол падения, направляется в объектив пирометра 1. Регистратор температуры регистрирует температуру участка контактного рельса 5, мимо которого проезжает подвижной состав, преимущественно синхронно с сигналом, несущим информацию о координате пути. Регистрируемые на мониторе регистратора температуры и/или на распечатке локальные всплески температуры контактного рельса 5, характерные для неисправных стыков, свидетельствуют о некачественных соединениях их элементов. При этом регистрация осуществляется при движении подвижного состава, а высокая объективность обнаружения неисправного стыка обусловлена физической особенностью выделения значительного количества (экстремального) тепла при протекании по контактному рельсу 5 большого электрического тока около 1000 А в стыке с нарушенными электрическими контактами в его конструктивных элементах, имеющем повышенное электрическое сопротивление. На результаты измерений не влияют смещения подвижного состава поперек рельсового пути и отклонения в пределах установленных допусков в вертикальной составляющей установки контактного рельса 5. Конструкция устройства позволяет проводить контроль закрытых защитным коробом контактных рельсов, не выходя за пределы габарита подвижного состава, в рабочем режиме его движения.
Пример реализации. Устройство для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов 5 испытано в составе диагностического комплекса «Синергия» на Московском метрополитене. В качестве пирометра 1 использован пирометр IN5plusH «Micronlnfrared Inc.», обладающего скоростью реакции на изменение измеряемой температуры - 10 мс. При движении подвижного состава со скоростью 20 м/с обеспечиваются отсчеты температуры через каждые 20 см контактного рельса 5, что достаточно для выявления его локальных перегревов. Устройство обеспечивает требования соблюдения габаритов подвижного состава, установленного ГОСТ 23961-80.
Устройство для обнаружения неисправных стыков контактных рельсов метрополитена, выполненное в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с известными аналогичными. Оно позволяет с высокой достоверностью и оперативностью определять наличие в контактных рельсах неисправных стыков, не выходя за пределы габаритов подвижного состава метрополитена, в рабочих режимах его движения.