RU2722761C1 - Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2722761C1
RU2722761C1 RU2019103393A RU2019103393A RU2722761C1 RU 2722761 C1 RU2722761 C1 RU 2722761C1 RU 2019103393 A RU2019103393 A RU 2019103393A RU 2019103393 A RU2019103393 A RU 2019103393A RU 2722761 C1 RU2722761 C1 RU 2722761C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current collectors
locomotive
coordinates
microcontroller
position sensor
Prior art date
Application number
RU2019103393A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Валерьевич Кулёв
Вадим Борисович Лелеков
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority to RU2019103393A priority Critical patent/RU2722761C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2722761C1 publication Critical patent/RU2722761C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к диагностике токоприёмников транспортных средств. Устройство для диагностики неисправности токоприемников локомотивов состоит из датчика положения, установленного на контактном проводе. Датчик положения имеет в своем составе микроконтроллер, трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп для определения изменения координат положения, питающиеся от батареи со стабилизатором питания. Микроконтроллер выполнен с возможностью обрабатывать и сравнивать данные изменения координат, положения и при превышении предельно допустимых значений изменений координат формировать сигнал тревоги о неисправности токоприемника локомотива и передавать информацию через радиомодуль и антенны в приемный блок, сопряженный с сетью Ethernet, с последующей ее доставкой энергодиспетчеру. Технический результат заключается в возможности своевременного определения наличия неисправности токоприемников локомотивов. 2 ил.

Description

Устройство диагностики токоприемников электроподвижного состава относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, в частности к устройству определения неисправности токоприемников в момент прохождения электроподвижного состава в зоне расположения устройства.
При эксплуатации токоприемники локомотива подвергаются механическому воздействию со стороны контактного провода и элементов контактной подвески, вследствие чего на токоприемнике возникают механические дефекты, выбоины и различные перекосы. Дальнейшая эксплуатация токоприемников с сильной деформацией приводит к повреждению самого контактного провода, подвески и как следствие всей линии контактной сети. Для исключения подобных случаев необходимо своевременное выявление локомотивов с неисправными токоприемниками и своевременная доставка информации о неисправности энергодиспетчеру.
Данное предложение является промышленно применимым, так как при разработке устройства диагностики неисправности токоприемников локомотивов использовались известные в мировой технике конструктивные элементы, способы и приемы.
Целью созданного устройства является своевременное выявление неисправности и предупреждение последствий.
По уровню техники устройства диагностики токоприемников электроподвижного состава наиболее близким аналогом по цели и технической сущности, выбранным за прототип является устройство известное как «Система диагностики состояния токоприемников электроподвижного состава» RU 113498 U1 МПК: B60L 5/24 от 01.09.2011, состоящее из оптической метки, закрепленной на контактном проводе и комплекта видеокамер, установленных в двух плоскостях для определения интенсивности вибрации метки в горизонтальной плоскости и перемещения в вертикальной. При наличии сколов, выбоин и дефектов на плоскости токоприемника контактный провод зацепляется за края выбоин и вибрирует, что и фиксируют камеры. Процесс выявления сколов и выбоин происходит с помощью программы обработки видеоизображения, установленной на видеосервере контрольного пункта.
Недостатком данной системы в указанном случае является то, что способ диагностики токоприемников базируется на визуально-программной обработке данных, поступающих с цифровых камер, а видеокамеры чувствительны к погодным условиям и уровню освещенности. В частности, снег, сильный дождь и вспышки молний могут приводить к ложному срабатыванию. Кроме того, возможность управления системой предполагает наличие широкополосного канала передачи данных до контрольного пункта установки системы, что дорого и не всегда технически реализуемо.
Техническим результатом от применения заявленного технического решения является возможность своевременного определения неисправности токоприемников локомотивов с дальнейшей передачей информации энергодиспетчеру.
Общественно-полезным эффектом является сокращение материальных ресурсов за счет предупреждения повреждения контактного провода и элементов контактной сети, а также повышение безопасности движения электротранспорта с токоприемными устройствами за счет своевременного определения неисправности.
Технический результат от применения устройства диагностики неисправности токоприемников локомотивов достигается за счет специальной конструкции устройства, которое в своем составе содержит:
Датчик 1; Батарея 2; Стабилизатор 3; 3-х осевой акселерометр и 3-х осевой гироскоп 4; Микроконтроллер 5; Радио-модуль 6; Антенны 7; Приемный блок 8.
В предлагаемом устройстве диагностики токоприемников электроподвижного состава заложен метод определения неисправности базирующийся на программной обработке данных о вибрации и перемещении провода поступающих с датчика положения.
Принцип, положенный в основу устройства диагностики неисправности токоприемников заключается в отслеживании ускорения и перемещения контактного провода при взаимодействии с токоприемником, вследствие каких-либо повреждений узлов токоприемника. При нормальном техническом состоянии токоприемника, значительных вибраций и перемещений контактного провода в горизонтальной, вертикальной и продольной плоскости не происходит.
Схема установки устройства поясняется рисунком Фиг. 1, на которой определение неисправного токоприемника происходит с помощью датчика (поз. 1) в момент прохождения поезда. Корпус датчика (поз. 1) изготавливается из ударопрочного пластика и крепится к контактному проводу при помощи стандартных крепежных устройств - струновых зажимов и скобы. Питание устройства осуществляется от литий-тионилхлоридной (Li-SOCI2) батареи, обеспечивающей стабильное питание, высокую энергоемкость, широкий диапазон температур.
Датчик (поз. 1) представляет собой корпус, внутри которого установлены элементы, представленные на рисунке Фиг. 2.
Питание устройства осуществляется от батареи (поз. 2) и стабилизатора напряжения (поз. 3). 3-х осевой акселерометр и 3-х осевой гироскоп (поз. 4) передает данные о смещении контактного провода в горизонтальной, вертикальной и продольной плоскостях на микроконтроллер (поз. 5), который обрабатывает данные. При превышении предельно допустимого порога уровня вибрации формируется сигнал тревоги, который с помощью радио-модуля (поз. 6) и встроенной антенны (поз. 7) передается по радиоканалу на приемный блок (поз. 8), далее по сети Ethernet информация с сигналом тревоги поступает на исполнительные устройства и устройства регистрации. В итоге энергодиспетчер получает сообщение о прохождении локомотива через устройство диагностики неисправности токоприемников локомотивов с неисправным токоприемником, что требует вывода данного локомотива из дальнейшей эксплуатации.
Процесс диагностики неисправности токоприемников локомотивов проходит следующим образом.
При приближении локомотива к зоне действия устройства диагностики неисправности токоприемников микроконтроллер получает данные о резком изменении координат нахождения встроенного 3-х осевого акселерометра и 3-х осевого гироскопа и обрабатывает их. Во время движения поезда с неисправным токоприемником и при взаимодействии токоприемник заставляет аномально вибрировать контактную подвеску, в результате чего датчик положения отслеживает сверхнормативные значения вибрации и перемещения контактного провода. В микроконтроллере запрограммирован алгоритм определения значений вибрации и перемещения контактного провода с установкой максимально допустимых порогов, при превышении которых формируется сигнал тревоги о неисправности токоприемника. Микроконтроллер передает сигнал тревоги при помощи радио-модуля и встроенной антенны на приемный блок. Далее сигнал по сети интернет доставляется на исполнительное устройство энергодиспетчера, который принимает решение об остановке поезда.

Claims (1)

  1. Устройство для диагностики неисправности токоприемников локомотивов, состоящее из датчика положения, установленного на контактном проводе, отличающееся тем, что датчик положения имеет в своем составе микроконтроллер, трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп для определения изменения координат положения, питающиеся от батареи со стабилизатором питания, где микроконтроллер выполнен с возможностью обрабатывать и сравнивать данные изменения координат, положения и при превышении предельно допустимых значений изменений координат формировать сигнал тревоги о неисправности токоприемника локомотива и передавать информацию через радиомодуль и антенны в приемный блок, сопряженный с сетью Ethernet, с последующей ее доставкой энергодиспетчеру.
RU2019103393A 2019-02-07 2019-02-07 Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления RU2722761C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103393A RU2722761C1 (ru) 2019-02-07 2019-02-07 Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103393A RU2722761C1 (ru) 2019-02-07 2019-02-07 Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722761C1 true RU2722761C1 (ru) 2020-06-03

Family

ID=71067624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103393A RU2722761C1 (ru) 2019-02-07 2019-02-07 Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722761C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780696C1 (ru) * 2022-04-13 2022-09-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011109743A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Railway Technical Res Inst パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置
JP2012191778A (ja) * 2011-03-11 2012-10-04 Railway Technical Research Institute パンタグラフの動特性の異常検出方法
RU155367U1 (ru) * 2014-11-26 2015-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Устройство автоматизированной системы испытаний токоприемников
JP2017175789A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 三菱電機株式会社 パンタグラフの検査装置、検査方法、及び、検査システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011109743A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Railway Technical Res Inst パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置
JP2012191778A (ja) * 2011-03-11 2012-10-04 Railway Technical Research Institute パンタグラフの動特性の異常検出方法
RU155367U1 (ru) * 2014-11-26 2015-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Устройство автоматизированной системы испытаний токоприемников
JP2017175789A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 三菱電機株式会社 パンタグラフの検査装置、検査方法、及び、検査システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780696C1 (ru) * 2022-04-13 2022-09-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203283258U (zh) 运行列车车辆安全综合监测系统
CN108214554B (zh) 一种用于轨道交通智能巡检机器人的自检系统
CN109249960A (zh) 一种跨座式单轨道岔综合监测系统
EP3441279B1 (en) Rail breakage detection device
JP6297280B2 (ja) レール破断検知装置
CN112082781B (zh) 车辆及其故障检测方法和故障检测装置
CN104210500A (zh) 接触网悬挂状态检测监测装置及其工作方法
KR101488420B1 (ko) 무선 및 자가발전 센서를 이용한 철도 차량 모니터링 시스템 및 방법
US20190329804A1 (en) Self-supplied device for a logistic/diagnostic monitoring for railway vehicles
SE541871C2 (en) Detection of maintenance status for a pantograph
CN103144651B (zh) 面向铁路防灾的异物侵限监测系统
EP3650260A1 (en) A diagnosis network of a plurality of electrified lines and/or of sliding contacts of a plurality of electric traction vehicles and corresponding method
JP2016137731A (ja) 車両制御システム、車上装置、および地上装置
CN109153393A (zh) 车辆控制系统
Karaduman Image processing based obstacle detection with laser measurement in railways
RU2722761C1 (ru) Способ диагностики неисправности токоприёмников локомотивов и устройство для его осуществления
CN114877935A (zh) 一种多源传感器一体化监测方法、装置及巡检机器人
CN106394888B (zh) 无人机、巡线机器人及巡线机器人上下线的方法
CN202351647U (zh) 一种动车组受电弓及外部图像监测系统
CN104282155A (zh) 一种车辆的智能监控方法
CN206563789U (zh) 一种激光超声在线检测装置
KR101663789B1 (ko) 진동분석에 의한 위험예측용 차량 운행정보 모니터링 시스템
US10562552B2 (en) System for railway monitoring
TWI685432B (zh) 集電電流監視裝置
CN115691018B (zh) 基于多传感器融合的铁路周界入侵监测预警方法及系统