RU2463619C1

RU2463619C1 - Method of estimating remaining life of insulation of electric motors of electric stock

Info

Publication number: RU2463619C1
Application number: RU2011135575/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Портной (RU); Александр Юрьевич Портной; Юлия Ивановна Сидорова (RU); Юлия Ивановна Сидорова; Олег Валерьевич Мельниченко (RU); Олег Валерьевич Мельниченко; Сергей Геннадьевич Шрамко (RU); Сергей Геннадьевич Шрамко
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-10-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method consists of steps where dust in the insulation is collected and weighed and its chemical composition is analysed to determine the amount of metal; the amount of metal dust accumulated in the body of the electric locomotive is summed up; the amount of metal dust accumulated in the motors is considered proportional to the amount of metal dust collected from the body of the electric locomotive; the remaining life of insulation of the motor is considered constant on the maximum amount of the accumulated metal dust; and the remaining life of insulation is calculated as the difference between the remaining life of insulation of the motor and the product of the constant and the amount of metal collected from the body of the electric locomotive. An X-ray fluorescence technique is used to analyse chemical composition.

EFFECT: possibility of estimating the remaining life of insulation of an electric motor to enable timely repair thereof in order to restore insulation.

2 cl

Description

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.The invention relates to measurements, and more specifically to measurements of the residual resource of insulation of electric motors, in cases when its aging is mainly due to surface contamination, for example, contamination of the surface of insulators in railway transport with iron-containing dust.

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.A known method of monitoring insulation, for example, patents US 20090153156 A1, US 20050073320 A1, which consists in the fact that a voltage pulse is applied to the tested insulation, and the insulation characteristics are judged by the parameters of the current pulse. The disadvantage of this method is that in some cases the characteristic of the current from voltage is sharply non-linear in areas close to the breakdown, and the breakdown of the insulation usually means its destruction.

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.There is a known method for monitoring insulation, for example, GB 886650 patent, which consists in applying a high sinusoidal voltage to the insulation, and using a leakage current and loss tangent as the signal characterizing the quality of insulation. This control method is sensitive to moisture insulation. The disadvantage of this method is that it is weakly sensitive to other types of contaminants present in the railway transport, including iron dust.

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.Known x-ray fluorescence analysis, for example [Blokhin MA X-ray physics. M .: Gostekhizdat, 1957], which allows us to analyze the concentration of metal in samples, which is the closest analogue (prototype). Its disadvantage is that in itself it is not suitable for resource estimates.

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.In some cases, for example, when using locomotives as pushers in mountainous areas, the air cooling the electrical equipment of electric locomotives contains metal dust generated in the friction pairs wheel-rail, block-wheel, etc. As a rule, such dust in the dry state is covered with a film of iron oxide and in the dry state is non-conductive and does not increase the loss tangent. However, in the presence of moisture, such contaminants sharply reduce the tracking resistance (path resistance) of the insulation, including electric motors, and limit the insulation resource.

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.Under these conditions, cleaning the electric motor and restoring its insulation, as a rule, is rather laborious, requires its removal from the electric locomotive and disassembly, and cleaning the body is carried out periodically and does not cause difficulties.

Предлагаемое изобретение представляет способ оценки остаточного ресурса изоляции электродвигателей электроподвижного состава в случае, когда ресурс изоляции электродвигателя ограничен количеством металлической пыли, собравшейся в электродвигателе.The present invention provides a method for evaluating the residual insulation resource of electric motors of an electric rolling stock in the case where the insulation resource of the electric motor is limited by the amount of metal dust collected in the electric motor.

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.Such dust settles not only in the electric motor, but also in the body of an electric locomotive, from where it must be regularly cleaned. Since the air sucked into the body for cooling equipment and for cooling electric motors is the same, we can assume that the amount of metal dust deposited in the body of the electric locomotive and in the electric motor is proportional. Under such conditions, the engine insulation resource can be considered constant in terms of the maximum amount of metal dust accumulated, and the residual resource can be calculated as the difference between the engine insulation resource and the product of the constant by the amount of metal collected from the body of the electric locomotive. The constant can be calculated by statistical methods based on the analysis of failures and analysis of the amount of collected metal dust from the body of an electric locomotive. For chemical analysis of the amount of metal it is possible to use x-ray fluorescence analysis.

Предлагаемый способ предполагает следующую последовательность действий:The proposed method involves the following sequence of actions:

1. Сбор пыли из кузова электровоза при его очистке.1. Dust collection from the body of an electric locomotive during its cleaning.

2. Взвешивание пыли.2. Weighing dust.

3. Измерение концентрации металла в пыли; расчет массы металла в пыли.3. Measurement of metal concentration in dust; calculation of the mass of metal in dust.

4. Суммирование количества металла в кузове электровоза за период после последней ревизии изоляции электродвигателей.4. Summation of the amount of metal in the body of an electric locomotive for the period after the last revision of the insulation of electric motors.

5. Построение зависимостей количества отказов изоляции электродвигателей от количества металлической пыли, собранной в кузове электровоза.5. Construction of dependences of the number of failures of insulation of electric motors on the amount of metal dust collected in the body of an electric locomotive.

6. Выбор с помощью статистических методов константы, связывающей количество собранной из кузова электровоза пыли с остаточным ресурсом изоляции.6. The choice, using statistical methods, of a constant relating the amount of dust collected from the body of the electric locomotive to the residual insulation resource.

Техническим результатом является возможность оценивать остаточный ресурс изоляции электродвигателя для своевременного вывода его в ремонт с целью восстановления изоляции (ее очистки и пропитки).The technical result is the ability to evaluate the residual life of the insulation of the motor for timely output to the repair in order to restore insulation (its cleaning and impregnation).

Список источниковList of sources

1. Патент US 20090153156 A1.1. Patent US 20090153156 A1.

2. Патент US 20050073320 A1.2. Patent US 20050073320 A1.

3. Патент GB 886650.3. Patent GB 886650.

4. Блохин М.А. Физика рентгеновских лучей. М.: Гостехиздат, 1957.4. Blokhin M.A. X-ray physics. M .: Gostekhizdat, 1957.

Claims

1. A method for assessing the residual life of insulation of electric motors of electric rolling stock in the case when the insulation parameters are determined by the amount of metal-containing contaminants, characterized in that when cleaning the body of the electric rolling stock, the dust polluting the insulation is collected, weighed, the chemical composition is analyzed to determine the amount of metal, the amount of metal is summed dust accumulated in the body of an electric locomotive, the amount of metal dust accumulated in engines is considered proportional to the amount of m the metallic dust collected from the body of the electric locomotive, the resource motor insulation considered constant over the maximum number of accumulated metal dust, and the remaining service life of insulation calculated as the difference between the resource and the product of motor insulation constant amount of metal on the assembled body of the electric locomotive.

2. The method for assessing the residual life of insulation according to claim 1, characterized in that for the analysis of the chemical composition using x-ray fluorescence analysis method.