RU2769631C1 - Method for control of spark gap and system for its implementation - Google Patents
Method for control of spark gap and system for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769631C1 RU2769631C1 RU2021114989A RU2021114989A RU2769631C1 RU 2769631 C1 RU2769631 C1 RU 2769631C1 RU 2021114989 A RU2021114989 A RU 2021114989A RU 2021114989 A RU2021114989 A RU 2021114989A RU 2769631 C1 RU2769631 C1 RU 2769631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spark gap
- rfid tag
- base
- holes
- breakdown
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/0095—Testing the sensing arrangement, e.g. testing if a magnetic card reader, bar code reader, RFID interrogator or smart card reader functions properly
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/06—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для контроля состояния искрового промежутка, установленного в цепи защиты железобетонных опор контактной сети электрифицированных железных дорог.The invention relates to the field of electrical engineering and is intended to monitor the state of the spark gap installed in the protection circuit of reinforced concrete supports of the contact network of electrified railways.
Известен способ проверки исправности искрового промежутка (Технологическая карта №1.2.21. Измерения с проверкой исправности искрового промежутка. ББК 39.217 Сборник технологических карт по техническому обслуживанию и текущему ремонту контактной сети переработан, значительно расширен и подготовлен к изданию Нормативно-исследовательской станцией электроснабжения Проектного и Внедренческого центра организации труда Министерства путей сообщения Российской Федерации (НИС Э ПВЦ МПС РФ) с. 127. ЦЭ№197-5/1-2. Технологические карты на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог. Книга II «Техническое обслуживание и текущий ремонт», п. 1.2.21 главы 1.2. «Диагностические испытания и измерения». - М.: МПС, Департамент Э и Э. - 1999. - 427 с.), где описан порядок выполнения работ, включающий установку в диэлектрических перчатках на искровой промежуток шунтирующей перемычки, присоединив ее сначала со стороны тягового рельса, а затем выше искрового промежутка, к раскосу металлической опоры или заземляющему спуску железобетонной опоры. Далее проверяют крепление искрового промежутка к заземляющим устройствам. Присоединяют вольтметр (М231(М762) высокоомный со шкалой 20-100 В, с нулевым делением в середине шкалы) по обе стороны искрового промежутка, изолированными от земли проводами. Отсоединяют шунтирующую перемычку со стороны опоры, без отсоединения ее со стороны рельса. Наблюдают за показаниями вольтметра. При наличии поездов в тяговом режиме на перегоне стрелка прибора должна отклоняться от нуля, что указывает на исправность искрового промежутка. Таким образом, при прохождении электроподвижного состава к искровому промежутку прикладывается потенциал рельса (Up), вызванный тяговым током. Если искровой промежуток не закорочен, то показания вольтметра изменяются. Если стрелка не отклоняется, необходимо дождаться прохождения поезда по пути, на который заземлена опора. Если и в этом случае стрелка вольтметра не отклоняется, а остается на нулевой отметке, то искровой промежуток закорочен и подлежит замене. После проверки присоединяют шунтирующую перемычку со стороны опоры, отключают вольтметр от искрового промежутка и отсоединяют перемычку сначала со стороны опоры, а затем со стороны тягового рельса. Результаты проверки заносят в блокнот. Собирают приборы, монтажные приспособления, инструменты и защитные средства. Передают уведомление энергодиспетчеру об окончании работ. Результаты проверки записывают в журнал осмотров и неисправностей (форма ЭУ-83). Осмотр, текущий и капитальный ремонт искровых промежутков выполняются оперативной бригадой по наряду-допуску (Технологические карты на межремонтные испытания оборудования. Инструкция по безопасности эксплуатации электроустановок тяговых подстанций и районов электроснабжения железных дорог ОАО «РЖД». из-во Техинформ 2008).There is a known method for checking the health of the spark gap (Technological map No. 1.2.21. Measurements with checking the health of the spark gap. BBK 39.217 Collection of flow charts for the maintenance and current repair of the contact network has been revised, significantly expanded and prepared for publication by the Regulatory and Research Power Supply Station for Design and Implementation Center for the Organization of Labor of the Ministry of Railways of the Russian Federation (NIS E PVC of the Ministry of Railways of the Russian Federation) p. maintenance", paragraph 1.2.21 of chapter 1.2. "Diagnostic tests and measurements". - M .: MPS, Department of E and E. - 1999. - 427 p.), which describes the procedure for performing work, including installation in dielectric gloves to the spark gap of the shunt jumper, connecting it first from the side of the traction rail, and then above the spark gap a segment, to a brace of a metal support or a grounding slope of a reinforced concrete support. Next, check the fastening of the spark gap to the grounding devices. A voltmeter (M231 (M762) high-resistance with a scale of 20-100 V, with zero division in the middle of the scale) is connected on both sides of the spark gap, with wires insulated from the ground. The shunt jumper is disconnected from the side of the support, without disconnecting it from the side of the rail. Observe the readings of the voltmeter. If there are trains in traction mode on the haul, the arrow of the device should deviate from zero, which indicates the serviceability of the spark gap. Thus, during the passage of the electric rolling stock, the rail potential (Up) caused by the traction current is applied to the spark gap. If the spark gap is not shorted, then the voltmeter reading changes. If the arrow does not deviate, it is necessary to wait for the train to pass along the track on which the support is grounded. If in this case the voltmeter needle does not deviate, but remains at zero, then the spark gap is shorted and must be replaced. After checking, the shunt jumper is connected from the side of the support, the voltmeter is disconnected from the spark gap and the jumper is disconnected first from the side of the support, and then from the side of the traction rail. The test results are recorded in a notebook. Assemble fixtures, fittings, tools and protective equipment. Send a notification to the energy dispatcher about the completion of work. The results of the check are recorded in the log of inspections and malfunctions (form EU-83). Inspection, maintenance and overhaul of spark gaps are carried out by the operational team according to the permit (Technological maps for overhaul testing of equipment. Safety instructions for the operation of electrical installations of traction substations and power supply areas of railways of Russian Railways. from Tekhinform 2008).
Недостатком известного способа проверки исправности искрового промежутка вольтметром М231(М762) является невозможность применения данного устройства в случае отсутствия прохождения электроподвижного состава около опоры с искровым промежутком, что при больших интервалах в движении приводит к значительным затратам времени на выявление пробитого искрового промежутка. Кроме того, на постоянном токе движение электропоезда может осуществляться по любой части перегона, а для переменного тока отклонение стрелки вольтметра должно наблюдаться в момент прохождения электропоездом заземленной на рельс опоры. Для проверки состояния искрового промежутка требуется несколько операций: снятие заземления с рельса, шунтирование искрового промежутка, подключение измерительного прибора. Работу выполняют только в сухую погоду двумя электромонтерами 5 и 3 разряда при соблюдении правил техники безопасности и электробезопасности, например, при снятии показаний с прибора запрещается касаться опоры и ее заземляющего спуска, присоединение и отсоединение шунтирующей перемычки выполняют в диэлектрических перчатках.The disadvantage of the known method of checking the health of the spark gap with a voltmeter M231 (M762) is the impossibility of using this device in the absence of the passage of the electric rolling stock near the support with a spark gap, which, at large intervals in movement, leads to significant time spent on detecting a broken spark gap. In addition, at direct current, the movement of the electric train can be carried out along any part of the haul, and for alternating current, the deviation of the voltmeter needle should be observed at the moment the electric train passes the support grounded on the rail. To check the condition of the spark gap, several operations are required: removing the ground from the rail, shunting the spark gap, connecting the measuring device. Work is performed only in dry weather by two electricians of the 5th and 3rd category, subject to the safety and electrical safety rules, for example, when taking readings from the device, it is forbidden to touch the support and its grounding descent, connecting and disconnecting the shunt jumper is performed in dielectric gloves.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ распознавания неисправного изолятора (Патент RU 2542674 С1, МПК G06K 9/03, опубл. 20.02.2015, бюл. №5), в котором модернизируют пассивную RFID-метку путем исключения из стандартной схемы RFID-метки токопроводящей линии антенны, расположенной параллельно микросхеме, создают базу данных по контролируемому участку, пикетаж, номер опоры с изоляторами, идентифицируют каждый изолятор путем прикрепления к нему модернизированной пассивной RFID-метки, присваивают индивидуальный код чипу ее микросхемы, а на передвижное транспортное средство устанавливают считыватель, содержащий приемно-передающее устройство и антенну, подсоединяют считыватель к компьютеру с соответствующим программным обеспечением, перемещают транспортное средство по контролируемому участку, непрерывно подают от считывателя через передающее устройство и антенну широкополосный зондирующий сигнал в сторону изоляторов с RFID-метками, принимают антенной и приемным устройством считывателя ответный сигнал от RFID-меток, определяют количество неответивших RFID-меток, обрабатывают результаты с помощью программного обеспечения, определяют местоположение поврежденных изоляторов, полученные данные выводят на монитор компьютера и передают на диспетчерский пункт.The closest in technical essence to the claimed method is a method for recognizing a faulty insulator (Patent RU 2542674 C1, IPC G06K 9/03, publ. 20.02.2015, bull. No. 5), in which a passive RFID tag is upgraded by excluding it from the standard RFID scheme - tags of the conductive line of the antenna located parallel to the microcircuit, create a database for the controlled area, picketage, number of the support with insulators, identify each insulator by attaching a modernized passive RFID tag to it, assign an individual code to the chip of its microcircuit, and install it on a mobile vehicle the reader, containing a transceiver and an antenna, connect the reader to a computer with the appropriate software, move the vehicle along the controlled area, continuously feed a broadband probing signal from the reader through the transmitter and antenna towards the insulators with RFID tags, receive it with an antenna and response signal from RFID tags by the reader receiving device, determine the number of unanswered RFID tags, process the results using software, determine the location of damaged insulators, display the received data on a computer monitor and transmit to the control room.
Недостатком данного известного изобретения является то, что модернизированная RFID-метка срабатывает на прохождение тока, это ограничивает возможности применения меток-индикаторов другого исполнения. Считыватель предлагается устанавливать только на транспортное средство, что ограничивает возможности получения данных о состоянии оборудования непосредственно у опоры при обходе и осмотре оборудования участка контактной сети. База данных ограничивается только месторасположением изоляторов на опорах.The disadvantage of this well-known invention is that the upgraded RFID tag is triggered by the passage of current, which limits the possibility of using indicator tags of another design. The reader is proposed to be installed only on a vehicle, which limits the possibility of obtaining data on the state of the equipment directly at the support when bypassing and inspecting the equipment of the contact network section. The database is limited only by the location of the insulators on the supports.
Известно устройство контроля состояния искрового промежутка «Импульс» (Указания по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети» (К-146-2002)/МПС РФ, Департамент электрификации и электроснабжения: «Руководство по эксплуатации прибора «Импульс»). Устройство «Импульс» содержит вольтметр, выходной конденсатор, заряжаемый внутренним источником напряжения постоянного тока до контролируемого по показаниям вольтметра уровня испытательного напряжения. Две клеммы устройства «Импульс» присоединяют к двум выводам искрового промежутка, один из которых отсоединен от идущего к консоли опоры спуска, а второй остается соединенным со спуском, идущим к рельсу. Заряжают внутренним источником постоянного тока выходной конденсатор устройства «Импульс» до первого уровня испытательного напряжения, величина которого измеряется по показаниям входящего в устройство вольтметра, и коммутируют выходной конденсатор устройства «Импульс» на искровой промежуток. Если в искровом промежутке имеется низкоомная межэлектродная закоротка, то после коммутации происходит резкий сброс до нулевого значения напряжения на выходном конденсаторе и вольтметре устройства «Импульс», что является основанием для отбраковки искрового промежутка. Продолжают испытания искрового промежутка при последовательном приложении к нему ступенчато возрастающих по величине и контролируемых по показаниям вольтметра уровней испытательного напряжения до уровня напряжения, при котором происходит электрический пробой искрового промежутка, выполняя циклически повторяющиеся следующие операции: зарядка выходного конденсатора прибора «Импульс» до нормированного уровня испытательного напряжения; коммутация конденсатора устройства «Импульс» на искровой промежуток; выдержка искрового промежутка в течение 30 секунд под действием сохраняющегося на конденсаторе устройства «Импульс» испытательного напряжения; принудительный сброс напряжения с выходного конденсатора устройства «Импульс» до нулевого значения; очередная зарядка выходного конденсатора устройства «Импульс» до следующего нормированного уровня испытательного напряжения. После завершения испытания сравнивают измеренное значение напряжения, при котором произошел сброс напряжения с выходного конденсатора при его коммутации на искровой промежуток. При напряжении испытания выше 1500 В искровой промежуток бракуется.A device for monitoring the state of the spark gap "Impulse" (Instructions for the maintenance and repair of supporting structures of the contact network "(K-146-2002) / Ministry of Railways of the Russian Federation, Department of Electrification and Power Supply: "Instruction for the operation of the device "Impulse") is known. The "Impulse" device contains a voltmeter, an output capacitor charged by an internal DC voltage source to a test voltage level controlled by the voltmeter readings. Two terminals of the "Impulse" device are connected to two leads of the spark gap, one of which is disconnected from the descent support going to the console, and the second remains connected to the descent going to the rail. The output capacitor of the "Impulse" device is charged by an internal direct current source to the first level of test voltage, the value of which is measured according to the readings of the voltmeter included in the device, and the output capacitor of the "Impulse" device is switched to the spark gap. If there is a low-resistance interelectrode short in the spark gap, then after switching there is a sharp drop to zero voltage on the output capacitor and the voltmeter of the Impulse device, which is the basis for rejecting the spark gap. Tests of the spark gap are continued with successive application of test voltage levels increasing in magnitude and controlled by the voltmeter readings to the voltage level at which electrical breakdown of the spark gap occurs, performing the following cyclically repeated operations: charging the output capacitor of the Impulse device to the normalized test level voltage; switching of the capacitor of the "Impulse" device to the spark gap; exposure of the spark gap for 30 seconds under the action of the test voltage remaining on the capacitor of the “Impulse” device; forced reset of voltage from the output capacitor of the device "Impulse" to zero; next charging of the output capacitor of the "Impulse" device to the next normalized test voltage level. After the test is completed, the measured voltage value is compared, at which the voltage was dropped from the output capacitor when it was switched to the spark gap. At test voltages above 1500 V, the spark gap is rejected.
Недостатком известного устройства «Импульс» является высокая погрешность измерения равная 100 В. Подключение данного устройства для испытания искрового промежутка небезопасно, при этом необходимо выполнить большое количество технологических операций, начиная с подготовки и заканчивая анализом данных, требующих значительного времени, что снижает оперативность контроля состояния искрового промежутка.A disadvantage of the well-known device "Impulse" is a high measurement error equal to 100 V. Connecting this device to test the spark gap is not safe, and it is necessary to perform a large number of technological operations, from preparation to analysis of data that require considerable time, which reduces the efficiency of monitoring the state of the spark gap. interval.
Известно «Устройство контроля состояния искрового промежутка, установленного в цепи защиты железобетонных опор контактной сети» (Патент RU 69462 U1, МПК В60М 5/00, G01R 27/18, опубл. 27.12.2007, бюл. №36). Устройство содержит источник питания, генератор, вольтметр, регистр-защелку, тумблер, пороговый элемент, индикатор. От источника питания прикладывается возрастающее по величине испытательное напряжение на вход регистра-защелки. При превышении нормированной величины током, протекающим в цепи источника питания, срабатывает пороговый элемент в случае электрического пробоя искрового промежутка или низкоомной закороткой его электродов. На индикатор выводится последнее, измеренное вольтметром значение выходного напряжения и сравнивается с нормативной для искрового промежутка величиной электрического пробоя Uпр. При напряжении Uпр<1500 В искровой промежуток отбраковывается, при напряжении U≤30-50 В идентифицируют искровой промежуток с низкоомной межэлектродной закороткой.It is known "Device for monitoring the state of the spark gap installed in the protection circuit of reinforced concrete supports of the contact network" (Patent RU 69462 U1, IPC
Недостатком данного устройства является то, что при подключении необходимо предварительно один вывод искрового промежутка отсоединить от спуска, идущего к узлу крепления консоли на железобетонной опоре, что требует значительного времени, при этом второй вывод искрового промежутка остается соединенным спуском с рельсом. Прибор состоит из нескольких приборов и устройств, требует умения работы с приборами, трудоемко, занимает значительное время, как на подключение, так и для снятия данных, которые затем необходимо сравнить с нормативными значениями, при необходимости отбраковать искровой промежуток, сделать запись в блокноте и сообщить о полученных результатах диспетчеру. Кроме того проверка искрового промежутка осуществляется при пешем обходе, а данное устройство имеет значительный вес и объем, что усложняет работу бригады. При этом существует опасность попадания членов бригады под высокое напряжение, получение травм, вызванных прохождением по участку электропоезда. Искровые промежутки установлены на каждой опоре контактной сети, таким образом, данную операцию проверки состояния искрового промежутка требуется повторить многократно по всему пути следования вдоль участка.The disadvantage of this device is that when connected, it is necessary to first disconnect one spark gap lead from the descent going to the console attachment point on the reinforced concrete support, which requires considerable time, while the second spark gap output remains connected to the rail by the descent. The device consists of several devices and devices, requires the ability to work with devices, is laborious, takes considerable time, both to connect and to take data, which then need to be compared with standard values, if necessary, reject the spark gap, make an entry in a notebook and report about the results obtained to the dispatcher. In addition, the spark gap is checked on foot, and this device has a significant weight and volume, which complicates the work of the team. At the same time, there is a risk of brigade members falling under high voltage, getting injured caused by passing through the section of the electric train. Spark gaps are installed on each support of the contact network, so this operation of checking the state of the spark gap must be repeated many times along the entire route along the section.
Из всех известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявленной системе является устройство контроля состояния полимерных изоляторов (Патент RU 2688752 С1, МПК G01R 31/08, G06K 19/077, опубл. 22.05.2019), в котором в качестве индикатора используют RFID-метку, включающую гибкую, ламинированную подложку прямоугольной формы, на которой закреплена антенна с геометрической модификацией изгиба плеч диполя в виде меандра, а два вывода антенны присоединены к двум полосам антенного слоя, расположенного в виде полос по краям гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы. Обе полосы антенного слоя крепятся токопроводящим клеем к электродам полимерных изоляторов, при этом концы полос антенного слоя смыкаются и индикатор принимает форму кольцеобразного электрода, Чип контактными площадками прикреплен к изгибам плеч антенны без применения шунтирующего контакта, причем каждый чип имеет свой индивидуальный код. Основная часть гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы прикреплена к оболочке полимерного изолятора нетокопроводящим клеем ближе к заземленной части конструкции полимерного изолятора. Наличие прохождения тока по чипу свидетельствует о нарушении диэлектрического состояния полимерного изолятора, что фиксируется регистрирующим устройством.Of all the known devices, the closest in technical essence to the claimed system is a device for monitoring the state of polymer insulators (Patent RU 2688752 C1, IPC G01R 31/08, G06K 19/077, publ. 05/22/2019), in which RFID is used as an indicator. a tag including a flexible, laminated rectangular-shaped substrate, on which an antenna is fixed with a geometric modification of the bend of the dipole arms in the form of a meander, and two antenna leads are attached to two strips of the antenna layer located in the form of strips along the edges of the flexible laminated rectangular-shaped substrate. Both strips of the antenna layer are attached with conductive glue to the electrodes of polymer insulators, while the ends of the strips of the antenna layer are closed and the indicator takes the form of an annular electrode. The main part of the rectangular-shaped flexible laminated substrate is attached to the polymer insulator shell with a non-conductive adhesive closer to the grounded part of the polymer insulator structure. The presence of current passing through the chip indicates a violation of the dielectric state of the polymer insulator, which is recorded by the recording device.
Недостатком известного устройства контроля состояния полимерных изоляторов является то, что в качестве индикатора используют RFID-метку прямоугольной формы, которая подходит только для крепления к конструкции полимерного изолятора.A disadvantage of the known device for monitoring the state of polymer insulators is that a rectangular RFID tag is used as an indicator, which is suitable only for attachment to the structure of a polymer insulator.
Технической задачей изобретения является создание технического решения, позволяющего путем маркировки и автоматизированной проверки своевременно выявить пробой искрового промежутка.The technical objective of the invention is to create a technical solution that allows, by marking and automated verification, to detect a breakdown of the spark gap in a timely manner.
Технический результат - повышение надежности работы системы электроснабжения, минимизация времени на устранение аварийной ситуации, а также ее последствий, повышение качества выявления пробоя искрового промежутка.EFFECT: increased reliability of the power supply system, minimizing the time to eliminate the emergency, as well as its consequences, improving the quality of detecting the breakdown of the spark gap.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата разработаны способ и система контроля искрового промежутка.To solve the problem and achieve the technical result, a method and system for controlling the spark gap have been developed.
В способе контроля искрового промежутка, включающем прикрепление индикатора в виде RFID-метки, согласно изобретению, RFID-метку крепят на плоскую наружную поверхность основания искрового промежутка таким образом, чтобы чипы RFID-метки, индивидуальными кодами которых маркируют искровой промежуток, располагались над сквозными отверстиями основания искрового промежутка, при этом в случае пробоя изоляции выхлоп раскаленного сильно ионизированного газа электрической дуги, проходя через сквозные отверстия разрушает RFID-метку, что свидетельствует о пробое искрового промежутка и фиксируется стационарным или переносным регистрирующим устройством.In the method for monitoring the spark gap, which includes attaching an indicator in the form of an RFID tag, according to the invention, the RFID tag is attached to the flat outer surface of the base of the spark gap in such a way that the RFID tag chips, whose individual codes mark the spark gap, are located above the through holes of the base spark gap, while in the event of an insulation breakdown, the exhaust of an incandescent highly ionized gas of an electric arc, passing through through holes, destroys the RFID tag, which indicates a breakdown of the spark gap and is fixed by a stationary or portable recording device.
В системе контроля искрового промежутка, содержащей индикатор в виде RFID-метки с ламинированной подложкой на клеевой основе, с антенной, с чипами, каждый из которых имеет индивидуальный код, и стационарное или переносное регистрирующее устройство, согласно изобретению, RFID-метка выполнена в виде наклейки, изготовленной по форме плоской наружной поверхности основания искрового промежутка, при этом поверхность наклейки разрезана и выполнена внахлест для надежного наклеивания на плоскую наружную поверхность основания искрового промежутка, причем количество чипов соответствует количеству сквозных отверстий основания искрового промежутка.In a spark gap control system containing an indicator in the form of an RFID tag with a laminated adhesive-based substrate, with an antenna, with chips, each of which has an individual code, and a stationary or portable recording device, according to the invention, the RFID tag is made in the form of a sticker , made in the shape of a flat outer surface of the base of the spark gap, while the surface of the sticker is cut and overlapped for reliable gluing on the flat outer surface of the base of the spark gap, and the number of chips corresponds to the number of through holes in the base of the spark gap.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен искровой промежуток в исправном состоянии; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - представлен искровой промежуток со схематично показанным срабатыванием индикатора; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - показана схема работы системы контроля с целым искровым промежутком (ИП 1) и с пробитым искровым промежутком (ИП 2).In FIG. 1 shows a spark gap in good condition; in fig. 2 - view A in Fig. one; in fig. 3 shows the spark gap with the indicator operation schematically shown; in fig. 4 - view B in Fig. 3; in fig. 5 - shows a diagram of the operation of the control system with an entire spark gap (IP 1) and with a broken spark gap (IP 2).
Представленный на фиг. 1 искровой промежуток в исправном состоянии включает верхний электрод 1, нижний электрод 2, корпус 3, плоскую наружную поверхность основания 4 со сквозными отверстиями 5, индикатор в виде RFID-метки 6 с чипами 7. Между верхним электродом 1 и нижним электродом 2 находится диэлектрическая конструкция 8.Shown in FIG. 1 spark gap in good condition includes the
Сущность способа контроля искрового промежутка заключается в том, что на плоскую наружную поверхность основания 4 искрового промежутка (фиг. 1) приклеивают индикатор в виде RFID-метки 6 таким образом, чтобы чипы RFID-метки, индивидуальными кодами которых маркируют искровой промежуток, располагались над сквозными отверстиями 5 основания искрового промежутка. При этом в случае пробоя изоляции выхлоп раскаленного сильно ионизированного газа 10 (фиг. 3-4) электрической дуги 9, проходя через сквозные отверстия 5 разрушает RFID-метку 6, что свидетельствует о пробое искрового промежутка и фиксируется стационарным или переносным регистрирующим устройством 12 (фиг. 5).The essence of the method for controlling the spark gap lies in the fact that an indicator in the form of an
Выполнение способа может быть реализовано с помощью системы контроля искрового промежутка.The implementation of the method can be implemented using a spark gap control system.
Система контроля искрового промежутка содержит индикатор в виде RFID-метки 6 (фиг. 1-2) с ламинированной подложкой на клеевой основе, с антенной (на фигуре не показаны), с чипами 7, каждый из которых имеет индивидуальный код, и стационарное или переносное регистрирующее устройство 12 (фиг. 5). Применение ламинированной подложки позволяет защитить RFID-метку 6 от влияния внешних факторов: осадков, температуры окружающей среды, ветровых нагрузок, ультрафиолетовых лучей, поверхностных загрязнений, а также не допускает проникновения насекомых внутрь корпуса искрового промежутка. Количество чипов 7 (фиг. 1-3) соответствует количеству сквозных отверстий 5 основания искрового промежутка. Для удобства монтажа индикатора на искровой промежуток, RFID-метка 6 (фиг. 1-2) выполнена в виде наклейки, изготовленной по форме плоской наружной поверхности основания 4 искрового промежутка, что позволяет клеевому слою с высокой стабильностью и хорошей адгезией удерживать RFID-метку 6 в горизонтальном положении. Разрезанная поверхность наклейки (RFID-метки 6) приклеена к плоской наружной поверхности основания 4 искрового промежутка внахлест 11 (фиг. 2, фиг. 4) таким образом, чтобы над каждым сквозным отверстием 5 располагался чип 7 RFID-метки 6 со своим индивидуальным кодом (фиг. 1-3). Поверхность наклейки (RFID-метки 6) разрезана для того, чтобы не откреплять нижний вывод искрового промежутка от рельса, а свободно приклеивать RFID-метку 6 через прорезь на плоскую наружную поверхность основания 4 искрового промежутка. RFID-метку 6 приклеивают от одного конца разреза RFID-метки, заканчивая наклеиванием внахлест 11. Регистрирующее устройство 12 (фиг. 5) может быть выполнено стационарным или компактным переносным. Стационарное регистрирующее устройство может быть установлено на транспортном средстве (например, в вагоне-лаборатории, в автомобиле и т.д.) и представляет собой считыватель с RFID-модулем, содержащий приемно-передающее устройство и антенну, и присоединенный к компьютеру с соответствующим программным обеспечением. Мобильное переносное регистрирующее устройство представляет собой планшет или телефон, содержит считыватель с RFID-модулем и антенной и находится у электромонтера, осуществляющего осмотр и ремонт воздушной линии электропередачи.The spark gap control system contains an indicator in the form of an RFID tag 6 (Fig. 1-2) with a laminated adhesive-based substrate, with an antenna (not shown in the figure), with
Система контроля искрового промежутка работает следующим образом.The spark gap control system operates as follows.
RFID-модуль регистрирующего устройства 12 (фиг. 5) излучает зондирующий сигнал 13 в направлении индикаторов (RFID-меток) 6 искровых промежутков ИП1 и ИП2. При этом зондирующий сигнал 13 усиливается антенной RFID-метки, происходит облучение RFID-метки 6 высокочастотным электромагнитным полем, благодаря которому исправная RFID-метка 6 (на фиг. 5 - у ИП1) с чипом 7 принимает команду от RFID-модуля и формирует ответные сигналы 14, которые принимаются антенной регистрирующего устройства 12 и фиксируется на экране монитора в виде знаков или звуковых сигналов.The RFID module of the recording device 12 (Fig. 5) emits a probing
В случае если RFID-метка 6 неисправна (на фиг. 5 - у ИП2), то ответного сигнала она сформировать не сможет, таким образом, отсутствие ответного сигнала 14 RFID-метки фиксируется на экране монитора отсутствием знаков или отсутствием звукового сигнала.If the
Поскольку верхний электрод искрового промежутка подключен проводом со стороны изолятора контактной сети, нижний электрод подключен к рельсу, то в случае пробоя изоляции контактной сети возникает разность потенциалов между верхним 1 и нижним 2 электродами искрового промежутка (фиг. 3), и, зажигается электрическая дуга 9. Под действием электрической дуги 9 пробивается диэлектрическая конструкция 8 искрового промежутка и начинает протекать электрический ток в рельс. Благодаря расположению чипов 7 RFID-метки 6 над сквозными отверстиями 5 плоской наружной поверхности основания 4 искрового промежутка, выхлоп раскаленного сильно ионизированного газа 10 электрической дуги 9, проходя под давлением через сквозные отверстия 5, разрушает чип 7 и деформирует RFID-метку 6 (фиг. 4), после чего RFID-метка 6 не откликается на зондирующие сигналы 13 (фиг. 5) регистрирующего устройства 12.Since the upper electrode of the spark gap is connected by a wire from the side of the insulator of the contact network, the lower electrode is connected to the rail, in the event of a breakdown of the insulation of the contact network, a potential difference arises between the upper 1 and lower 2 electrodes of the spark gap (Fig. 3), and the electric arc 9 is ignited Under the action of an electric arc 9, the
Протекающий ток короткого замыкания при пробое изоляции составляет несколько тысяч ампер, вызывая срабатывание релейной защиты и отключение участка контактной сети. Выездная оперативная бригада, проходя вдоль отключенного участка контактной сети с переносным регистрирующим устройством 12, бесконтактно, безопасно и оперативно определит пробитый изолятор с помощью системы контроля искрового промежутка по отклику ответного сигнала 14 от индикатора (RFID-метки) 6 и за минимальное время устранит неисправность.The flowing short-circuit current during insulation breakdown is several thousand amperes, causing the relay protection to operate and disconnect the section of the contact network. The mobile operational team, passing along the disconnected section of the contact network with a
Искровой промежуток может пробиваться и из-за возникающих атмосферных и коммутационных перенапряжений, в этом случае величина тока составляет несколько десятков или сотен ампер, что не вызывает срабатывание релейной защиты, а участок контактной сети остается под напряжением. При этом в искровых промежутках появляется нестабильность работы, возникают дефекты и/или большие переходные сопротивления, что может вызывать аварийные ситуации, пожары, особенно при повторном срабатывании искрового промежутка. Так же пробой искрового промежутка может вызвать снижение его сопротивления, сопровождающееся прохождением малых токов утечки и вызывающих коррозию и разрушение металлических и железобетонных конструкций. При приклеивании маркированной деформированной RFID-метки автоматически и бесконтактно определяется пробой искрового промежутка и его местоположение путем фиксации ответного сигнала 14 от RFID-метки 6 стационарным или переносным регистрирующим устройством 12.The spark gap can also break through due to atmospheric and switching surges, in which case the current is several tens or hundreds of amperes, which does not trigger the relay protection, and the contact network section remains energized. In this case, instability of operation appears in the spark gaps, defects and / or large transient resistances occur, which can cause emergency situations, fires, especially when the spark gap is triggered again. Also, a breakdown of the spark gap can cause a decrease in its resistance, accompanied by the passage of small leakage currents and causing corrosion and destruction of metal and reinforced concrete structures. When gluing a marked deformed RFID tag, the breakdown of the spark gap and its location are automatically and contactlessly determined by fixing the
Чип 7 предлагается располагать над каждым сквозным отверстием 5 искрового промежутка для того, чтобы выхлоп раскаленного сильно ионизированного газа 10 из любого сквозного отверстия вызвал деформацию чипа метки и этот факт зафиксировался регистрирующим устройством 12. Маркировка индикатора определяется индивидуальными кодами нескольких чипов, а деформация любого из чипов фиксируется как пробой искрового промежутка. Благодаря маркировке искровых промежутков можно вводить, применять и сохранять данные паспорта изделий, анализировать результаты контроля искровых промежутков на участках контактной сети и выявлять слабые места и предупреждать аварийные ситуации в системе электроснабжения.The
Таким образом, создание способа контроля искрового промежутка и системы для его осуществления позволят безопасно и бесконтактно за минимальное время выявить точное место короткого замыкания в случае пробоя изоляции на участке контактной сети и быстро восстановить движение поездов, а также помогут определить во время обходов и осмотров участков контактной сети срабатывание искровых промежутков вызванных неаварийными режимами, что поможет предотвратить аварийные ситуации и повысить надежность работы системы электроснабжения.Thus, the creation of a method for controlling the spark gap and a system for its implementation will make it possible to safely and contactlessly identify the exact location of a short circuit in the event of an insulation breakdown in a section of the contact network and quickly restore train traffic, and also help to determine during detours and inspections of sections of the contact network network operation of spark gaps caused by non-emergency modes, which will help prevent emergencies and increase the reliability of the power supply system.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114989A RU2769631C1 (en) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Method for control of spark gap and system for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114989A RU2769631C1 (en) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Method for control of spark gap and system for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769631C1 true RU2769631C1 (en) | 2022-04-04 |
Family
ID=81076096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021114989A RU2769631C1 (en) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Method for control of spark gap and system for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769631C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2816840C1 (en) * | 2023-11-13 | 2024-04-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" (АО "ПЛАЗМА") | Device for monitoring breakdown voltage of protection equipment for overhead contact network supports and measuring rail-to-ground potential on electrified railways |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007001442A2 (en) * | 2004-11-23 | 2007-01-04 | Alien Technology Corporation | Static discharge protection in radio frequency identification units |
RU2542674C1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Method of identification of faulty insulator |
RU2688752C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-05-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Уральский Центр Диагностики Оборудования" | Device for monitoring state of polymer insulators |
US20190227110A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | Lindsey Manufacturing Co. | Insulator leakage current detector and method of detecting insulator leakage current |
EP3325984B1 (en) * | 2015-07-20 | 2021-03-03 | Eaton Intelligent Power Limited | Electric fuse current sensing systems and monitoring methods |
-
2021
- 2021-05-25 RU RU2021114989A patent/RU2769631C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007001442A2 (en) * | 2004-11-23 | 2007-01-04 | Alien Technology Corporation | Static discharge protection in radio frequency identification units |
RU2542674C1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Method of identification of faulty insulator |
EP3325984B1 (en) * | 2015-07-20 | 2021-03-03 | Eaton Intelligent Power Limited | Electric fuse current sensing systems and monitoring methods |
US20190227110A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | Lindsey Manufacturing Co. | Insulator leakage current detector and method of detecting insulator leakage current |
RU2688752C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-05-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Уральский Центр Диагностики Оборудования" | Device for monitoring state of polymer insulators |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU225846U1 (en) * | 2023-11-07 | 2024-05-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | STAND FOR RESEARCH OF ELECTRIC DISCHARGES |
RU2816840C1 (en) * | 2023-11-13 | 2024-04-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" (АО "ПЛАЗМА") | Device for monitoring breakdown voltage of protection equipment for overhead contact network supports and measuring rail-to-ground potential on electrified railways |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2934156T3 (en) | Method and system for detecting and locating faults in DC systems | |
CN101266278A (en) | Method and system for passively detecting and locating wire harness defects | |
CN103344809A (en) | Measuring equipment and measuring method for leakage currents of high-voltage holding test of security equipment | |
CN105270973A (en) | Fault detecting device and method for interlocking circuit/ safety circuit of elevator door | |
RU2769631C1 (en) | Method for control of spark gap and system for its implementation | |
US20200142007A1 (en) | Ground fault detection of ups battery | |
CN207571291U (en) | A kind of voltage transformer secondary neutral ground line on-line measuring device | |
CN110703043B (en) | Electricity testing method and device for nondestructive testing of multi-type power transmission line | |
KR200432468Y1 (en) | Apparatus for detecting remotely fail of arrester | |
KR20100037375A (en) | Apparatus for measuring earth resistance | |
IL257436B2 (en) | Monitoring the structural health of columns and like structures | |
US10365293B2 (en) | Monitoring the structural health of columns and like structures | |
Murugan et al. | Underground cable fault detection using internet of things (IoT) | |
Lee et al. | Development of inspection tool for live-line insulator strings in 154kV power transmission lines | |
Misak et al. | A novel method for detection and classification of covered conductor faults | |
CN111796159A (en) | Method for detecting whether composite type drainage device is damaged or not on site | |
US5754040A (en) | Apparatus for testing medium voltage primary distribution cables | |
DE102008049468A1 (en) | Method for detecting damage to a component | |
RU209908U1 (en) | INDICATOR OF SURFACE FAULT OF POLYMER INSULATOR | |
GB2559726A (en) | Monitoring the electrical operation of columns and like structures | |
CA2178822C (en) | Method and apparatus for the verification of an electrical insulator device based on the analysis of the electric field along the insulator | |
US20090309610A1 (en) | Electrical safety devices | |
US11975750B2 (en) | Broken rail detector | |
CN206710583U (en) | A kind of Secondary Circuit of Potential Transformer line car with function of voltage monitoring | |
CN104569602A (en) | Online floating-roof storage tank equipotential resistance detecting system |