RU2453855C1 - Diagnostic method for electric circuits with variable structure - Google Patents
Diagnostic method for electric circuits with variable structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2453855C1 RU2453855C1 RU2011109704/28A RU2011109704A RU2453855C1 RU 2453855 C1 RU2453855 C1 RU 2453855C1 RU 2011109704/28 A RU2011109704/28 A RU 2011109704/28A RU 2011109704 A RU2011109704 A RU 2011109704A RU 2453855 C1 RU2453855 C1 RU 2453855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuits
- control
- electric
- power
- dependence
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технической диагностики сложных технических систем с переменной структурой электрических цепей и может быть использовано для диагностики технического состояния электрических цепей электроподвижного состава железнодорожного транспорта, а именно мотор-вагонного подвижного состава (электропоездов).The invention relates to the field of technical diagnostics of complex technical systems with a variable structure of electric circuits and can be used to diagnose the technical condition of electric circuits of electric rolling stock of railway transport, namely, motor-car rolling stock (electric trains).
Электрические цепи электроподвижного состава относятся к электрическим цепям с переменной структурой, то есть цепям, структурная конфигурация которых в каждый момент времени определяется комбинацией сигналов управления и положениями коммутирующих устройств, и включают цепи управления, высоковольтные силовые и вспомогательные электрические цепи, содержащие большое число взаимодействующих между собой посредством многочисленных электрических и механических связей и значительно удаленных друг от друга элементов. Дефект любого из элементов способен привести к нарушению функционирования электрических цепей в целом, что может ухудшить тяговые, тормозные и энергетические качества электроподвижного состава, комфортность проезда пассажиров, снизить безопасность и бесперебойность движения. На контроль технического состояния каждого из элементов электрических цепей электроподвижного состава, с целью поддержания их в работоспособном состоянии, затрачиваются значительные ресурсы, однако результаты контроля не обладают необходимой для принятия адекватных ремонтно-профилактических воздействий полнотой и достоверностью, что ведет к неустраненным неисправностям, которые, развиваясь в процессе эксплуатации, приводят к отказам и сбоям в работе железнодорожного транспорта. Таким образом, повышение достоверности и снижение трудоемкости диагностирования электрических цепей электроподвижного состава железнодорожного транспорта, например электропоездов, важная задача.Electric circuits of electric rolling stock refer to electric circuits with a variable structure, that is, circuits whose structural configuration at each moment of time is determined by a combination of control signals and the positions of switching devices, and include control circuits, high-voltage power and auxiliary electric circuits containing a large number of interacting with each other through numerous electrical and mechanical connections and elements far removed from each other. A defect in any of the elements can lead to disruption of the functioning of electrical circuits as a whole, which can degrade the traction, braking and energy qualities of electric rolling stock, the comfort of passengers, and reduce the safety and continuity of movement. Considerable resources are spent on monitoring the technical condition of each of the elements of the electric circuits of the electric rolling stock in order to maintain them in working condition, but the monitoring results do not have the completeness and reliability necessary for taking adequate repair and maintenance actions, which leads to unresolved malfunctions that, developing during operation, lead to failures and malfunctions in the operation of the railway transport. Thus, increasing the reliability and reducing the complexity of diagnosing electric circuits of electric rolling stock of railway transport, such as electric trains, is an important task.
Известен способ диагностики силовой электрической цепи переменного тока [1] путем периодической записи временных зависимостей напряжения и тока в трех фазах в процессе функционирования энергопотребителей трехфазной силовой электрической цепи в штатном режиме, последующего преобразования временных зависимостей в амплитудно-частотные зависимости и оценки технического состояния силовой цепи на основе совместного анализа амплитудно-частотных зависимостей токов и напряжений во времени.A known method for diagnosing a power electric circuit of alternating current [1] by periodically recording the time dependences of voltage and current in three phases during the operation of energy consumers of a three-phase power circuit in normal mode, the subsequent conversion of time dependences into amplitude-frequency dependencies and evaluating the technical condition of the power circuit on based on a joint analysis of the amplitude-frequency dependences of currents and voltages in time.
Недостатками данного способа являются низкая достоверность диагностирования по причине отсутствия данных о реальных режимах функционирования энергопотребителей диагностируемой цепи, а также ограниченные функциональные возможности в части оценки технического состояния электрических цепей с переменной структурой, в частности электрических цепей электроподвижного состава железнодорожного транспорта.The disadvantages of this method are the low reliability of the diagnosis due to the lack of data on the actual operating modes of the energy consumers of the diagnosed circuit, as well as limited functionality in terms of assessing the technical condition of electric circuits with a variable structure, in particular electric circuits of electric rolling stock of railway vehicles.
Известен способ диагностики силовых электрических цепей электроподвижного состава железнодорожного транспорта ([2], с.31), заключающийся в последовательном измерении сопротивления различных участков силовой электрической цепи в определенных сборках (структурных конфигурациях) силовой цепи, задаваемых вручную одним из следующих способов: с помощью контроллера машиниста и других аппаратов ручного управления в соответствии с заранее определенной последовательностью (инструкцией оператора); путем принудительного включения контактов, попозиционного переключения многопозиционных коммутирующих аппаратов, а также путем установки перемычек в обход элементов, включение которых затруднено, и оценки технического состояния силовой цепи путем сравнения результатов измерения с нормативными значениями.A known method for the diagnosis of power electric circuits of electric rolling stock of railway transport ([2], p.31), which consists in sequentially measuring the resistance of various sections of the power electric circuit in certain assemblies (structural configurations) of the power circuit, manually set in one of the following ways: using the controller the driver and other manual devices in accordance with a predetermined sequence (operator’s instructions); by forcing contacts to be switched on, by switching switches of multi-position switching devices, as well as by setting jumpers to bypass elements that are difficult to turn on, and by evaluating the technical condition of the power circuit by comparing the measurement results with standard values.
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- низкая достоверность и высокая трудоемкость диагностики вследствие ручного последовательного обхода различных участков силовой цепи с целью измерения их сопротивлений для выявления дефектных элементов;- low reliability and high complexity of diagnosis due to the manual sequential bypass of various sections of the power circuit in order to measure their resistances to identify defective elements;
- ограниченные функциональные возможности в части оценки технического состояния и правильности функционирования цепей управления.- limited functionality in terms of assessing the technical condition and the correct functioning of the control circuits.
Известен способ диагностики электрических цепей управления электроподвижного состава железнодорожного транспорта, а именно электровозов ([3], с.36-38, [4], с.40-43, [5], с.74), заключающийся в измерении напряжений в контрольных точках цепей управления, соответствующих контактам межэлектровозных (межсекционных) электрических соединений цепей управления, в определенных сборках (структурных конфигурациях) цепей управления, задаваемых вручную с помощью контроллера машиниста в соответствии с заранее определенной последовательностью (инструкцией оператора), и питании цепей управления от штатного источника питания диагностируемого электровоза (аккумуляторной батареи) либо от внешнего источника питания с напряжением 50 B±20%, формирования матрицы потенциалов и последующей оценки технического состояния цепей управления электровоза путем поэлементного сравнения сформированной матрицы потенциалов с эталонной матрицей, полученной практическим путем на полностью исправном электровозе.A known method for the diagnosis of electrical control circuits of electric rolling stock of railway transport, namely electric locomotives ([3], p.36-38, [4], p.40-43, [5], p.74), which consists in measuring the voltage in the control points of control circuits corresponding to the contacts of inter-electric (intersection) electrical connections of control circuits, in certain assemblies (structural configurations) of control circuits, set manually using the driver's controller in accordance with a predetermined sequence (instruction rotor), and power supply to the control circuits from a standard power supply of the diagnosed electric locomotive (battery) or from an external power supply with a voltage of 50 V ± 20%, formation of a potential matrix and subsequent assessment of the technical condition of the electric locomotive control circuits by element-by-stage comparison of the generated potential matrix with the reference matrix obtained by practical means on a fully operational electric locomotive.
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- низкая достоверность и глубина диагностики вследствие низкой информативности элементов матрицы потенциалов, не позволяющей выявлять неисправности отдельных элементов цепей управления, например катушек аппаратов, контактных пар, резисторов и других, а только обрывы и короткие замыкания проводов цепей управления, неисправности контактных пар контроллера машиниста;- low reliability and depth of diagnosis due to the low information content of the potential matrix elements, which does not allow to identify malfunctions of individual elements of the control circuits, for example, apparatus coils, contact pairs, resistors and others, but only breaks and short circuits of the control circuits, faults of the contact pairs of the driver controller;
- низкая достоверность диагностики вследствие ограниченных функциональных возможностей в части оценки правильности функционирования цепей управления и их аппаратов.- low reliability of diagnosis due to limited functionality in terms of evaluating the correct functioning of control circuits and their devices.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, принятым нами за прототип, является способ диагностики электрических цепей управления электроподвижного состава городского транспорта, а именно трамвайного вагона [6], заключающийся в записи временных зависимостей напряжений в ветвях (контрольных точках) цепей управления и тока в линии питания цепей управления (плюсовой линии аккумуляторной батареи) в процессе функционирования цепей управления в стандартных рабочих режимах, задаваемых вручную с помощью органов ручного управления (контроллера водителя) в соответствии с заранее определенной последовательностью при отключенной силовой части схемы, определении по зависимостям напряжений в контрольных точках моментов переключения (смены структурных конфигурации) ветвей цепей управления, а по зависимостям тока и моментам смены структурных конфигураций - токов в отдельных ветвях цепей управления и оценке технического состояния цепей управления на основании анализа отклонений полученных зависимостей от эталонных, полученных на этом же трамвайном вагоне при исправном оборудовании его электрических цепей.The closest analogue of the present invention, adopted by us as a prototype, is a method for diagnosing electric control circuits of electric rolling stock of urban transport, namely a tram car [6], which consists in recording the time dependences of voltages in the branches (control points) of the control and current circuits in the power supply circuit control (positive battery line) during the operation of control circuits in standard operating modes, set manually using manual controls ( driver's controller) in accordance with a predetermined sequence when the power part of the circuit is turned off, determining the moments of switching (changing the structural configuration) of the branches of the control circuits by the voltage dependencies at the control points, and the currents and the moments of changing the structural configurations of the currents in the individual branches of the control circuits and assessment of the technical condition of control circuits based on the analysis of deviations of the obtained dependencies from the reference ones obtained on the same tram car with ohm equipment of its electrical circuits.
Недостатком прототипа является, в частности,The disadvantage of the prototype is, in particular,
- низкая достоверность диагностики вследствие невозможности однозначного выделения на временной зависимости тока токов отдельных ветвей и участков цепей управления, поскольку сигналы управления от контроллера водителя в задаваемых структурных конфигурациях одновременно могут подаваться на ряд ветвей, а режимы с раздельной подачей сигналов управления на данные ветви цепей управления отсутствуют.- low reliability of diagnostics due to the impossibility of unambiguous allocation of currents of individual branches and sections of control circuits to the time dependence of the current, since control signals from the driver controller in specified structural configurations can be simultaneously fed to a number of branches, and there are no modes with separate supply of control signals to these branches of control circuits .
Общими недостатками известных аналогов являются:Common disadvantages of the known analogues are:
- низкая достоверность диагностики ввиду существенного влияния человеческого фактора, обусловленного ручным заданием структурных конфигураций, и связанная с этим высокая продолжительность диагностики, кроме того, число задаваемых структурных конфигураций значительно ограничивает диапазон возможных переключений;- low reliability of diagnosis due to the significant influence of the human factor due to manual setting of structural configurations, and the associated high diagnostic duration, in addition, the number of specified structural configurations significantly limits the range of possible switches;
- низкая достоверность диагностики вследствие существенной зависимости измеряемых параметров от напряжения источника питания цепей управления (аккумуляторная батарея/электрическая сеть депо), колебания которого не учитываются;- low reliability of the diagnosis due to the significant dependence of the measured parameters on the voltage of the power source of the control circuits (battery / electrical depot network), the fluctuations of which are not taken into account;
- ограниченные функциональные возможности в части выявления дефектов в электрических цепях электропоездов, в частности, отдельных подвижных единиц, не имеющих в составе своих электрических цепей органов ручного управления, например, промежуточных (не головных) электросекций (секций электропоездов);- limited functionality in terms of detecting defects in electric circuits of electric trains, in particular, individual mobile units that do not have manual controls in their electric circuits, for example, intermediate (non-head) electric sections (sections of electric trains);
- ограниченные функциональные возможности вследствие невозможности оценки технического состояния силовых и вспомогательных электрических цепей.- limited functionality due to the impossibility of assessing the technical condition of power and auxiliary electrical circuits.
Технической задачей предлагаемого способа является повышение достоверности и снижение трудоемкости диагностики электрических цепей с переменной структурой, а именно электрических цепей электроподвижного состава железнодорожного транспорта, и в частности электропоездов.The technical task of the proposed method is to increase the reliability and reduce the complexity of the diagnosis of electrical circuits with a variable structure, namely electrical circuits of electric rolling stock of railway transport, and in particular electric trains.
Поставленная задача в способе диагностики электрических цепей с переменной структурой, включающем задание режима функционирования электрических цепей, измерение напряжений и токов, построение зависимостей и оценку технического состояния по отклонениям указанных параметров и их зависимостей от эталонов, достигается тем, что задают автоматический тестовый режим функционирования электрических цепей путем подачи в контрольные точки цепей управления последовательности управляющих воздействий, а в контрольные точки силовых и вспомогательных цепей тестовых воздействий, в каждой структурной конфигурации электрических цепей, определяемой текущими положениями коммутирующих аппаратов и состояниями входов, заданных последовательностью управляющих и тестовых воздействий, одновременно измеряют напряжения в контрольных точках цепей управления, падения напряжений на участках силовых и вспомогательных цепей, токи потребления по каждому из воздействий, производят счет импульсов напряжения, формируемых в определенных ветвях цепей управления при работе многопозиционных коммутирующих аппаратов, определяют продолжительность следования заданного числа импульсов, строят зависимости изменения напряжений, токов и падений напряжений от времени и от состояния входов, рассчитывают сопротивления цепей, их ветвей и участков, указанные параметры и зависимости используют в качестве диагностических признаков, путем сравнения диагностических признаков с эталонами производят оценку технического состояния цепей управления, силовых и вспомогательных цепей, при этом эталоны для каждого диагностического признака определяют предварительно путем статистического анализа эмпирических данных, а при диагностике аппаратов ручного управления отдельные структурные конфигурации цепей управления задают вручную в моменты выдачи предписаний, выполнение которых подтверждают и контролируют по напряжениям в определенных контрольных точках цепей управления и токам управляющих воздействий.The task in the method for diagnosing electrical circuits with a variable structure, including setting the operating mode of electrical circuits, measuring voltages and currents, building dependencies and evaluating the technical condition from the deviations of these parameters and their dependencies on the standards, is achieved by setting an automatic test mode of functioning of electrical circuits by applying to the control points of the control circuits a sequence of control actions, and to the control points of the power and auxiliary test circuits, in each structural configuration of electrical circuits, determined by the current positions of the switching devices and the states of the inputs specified by the sequence of control and test actions, simultaneously measure the voltage at the control points of the control circuits, voltage drops on the sections of power and auxiliary circuits, consumption currents for each of the effects, produce an account of voltage pulses formed in certain branches of the control circuits when operating multi-position to switching devices, determine the duration of a given number of pulses, build the dependence of changes in voltages, currents and voltage drops on time and condition of inputs, calculate the resistance of circuits, their branches and sections, these parameters and dependencies are used as diagnostic signs, by comparing diagnostic signs with the standards assess the technical condition of the control circuits, power and auxiliary circuits, while the standards for each diagnostic feature op They are preliminarily distributed by statistical analysis of empirical data, and when diagnosing manual control devices, individual structural configurations of control circuits are set manually at the moments of issuing instructions, the fulfillment of which is confirmed and monitored by voltages at certain control points of control circuits and control currents.
Анализ отличительных признаков предлагаемого способа диагностики электрических цепей с переменной структурой и обеспечиваемых им технических результатов на примере электрических цепей электросекций мотор-вагонного подвижного состава (электропоездов) показал, что:Analysis of the distinguishing features of the proposed method for the diagnosis of electric circuits with a variable structure and the technical results provided by it, using the example of electric circuits of electric sections of motor-car rolling stock (electric trains), showed that:
- автоматический тестовый режим функционирования электрических цепей, организованный путем подачи в контрольные точки цепей управления, соответствующие контактам межвагонных электрических соединений цепей управления, последовательности управляющих воздействий, а в контрольные точки силовых и вспомогательных цепей тестовых воздействий, задает минимальную по количеству шагов и времени последовательность перебора структурных конфигураций, обеспечивающую раздельное включение в работу ветвей цепей управления и отдельных их участков, с глубиной до которых проводится диагностика, выполнение аппаратами цепей управления, силовых и вспомогательных цепей всего диапазона возможных переключений, тем самым обеспечивается высокая полнота и глубина диагностики при одновременном сокращении продолжительности диагностики;- an automatic test mode of functioning of electrical circuits, organized by supplying control circuits to control points corresponding to the contacts of inter-car electrical connections of control circuits, sequences of control actions, and control points of power and auxiliary circuits of test actions, sets the minimum sequence of structural search through the number of steps and time configurations, providing separate inclusion in the work of the branches of the control circuits and their individual sections , with a depth to which diagnostics are carried out, the apparatus performs control circuits, power and auxiliary circuits of the entire range of possible switchings, thereby ensuring a high completeness and depth of diagnostics while reducing the duration of diagnostics;
- одновременное измерение напряжений во всех контрольных точках цепей управления, соответствующих контактам межсекционных и межвагонных электрических соединений цепей управления, падений напряжений на всех участках силовых и вспомогательных цепей, токов потребления по каждому из воздействий в каждой структурной конфигурации, построение зависимостей указанных параметров от времени и от состояния входов и использование указанных параметров и их зависимостей в качестве диагностических признаков позволяет учесть воздействие каждого элемента на техническое состояние электрических цепей в целом, оценить правильность функционирования каждого из элементов во всех режимах, этим обеспечивается высокая достоверность, полнота и глубина диагностики, а также сокращается продолжительность и повышается технологичность диагностирования;- simultaneous measurement of voltages at all control point control circuits corresponding to contacts of intersectional and intercar electric connections of control circuits, voltage drops at all sections of power and auxiliary circuits, consumption currents for each of the influences in each structural configuration, plotting the dependences of these parameters on time and on the state of the inputs and the use of these parameters and their dependencies as diagnostic signs allows you to take into account the impact of each element on the technical condition of electrical circuits in general, to evaluate the correct functioning of each of the elements in all modes, this ensures high reliability, completeness and depth of diagnosis, as well as shortens the duration and improves the manufacturability of diagnosis;
- счет количества импульсов напряжения, формируемых в определенных ветвях цепей управления при работе многопозиционных коммутирующих аппаратов, с определением продолжительности следования заданного числа импульсов и использование их в качестве диагностических признаков обеспечивает возможность оценки технического состояния механизмов переключения и приводов многопозиционных аппаратов, что повышает полноту и глубину диагностики;- the account of the number of voltage pulses generated in certain branches of the control circuits during operation of multi-position switching devices, with the determination of the duration of a given number of pulses and their use as diagnostic signs, makes it possible to assess the technical condition of switching mechanisms and drives of multi-position devices, which increases the completeness and depth of diagnosis ;
- расчет сопротивлений цепей, их ветвей и участков по измеренным в различных структурных конфигурациях напряжениям, падениям напряжений и токам и использование их в качестве диагностических признаков обеспечивает устойчивость данных признаков к изменению свойств управляющих и тестовых воздействий, обусловленных колебаниями напряжения питающей сети, что повышает достоверность диагностики;- calculation of the resistances of the circuits, their branches and sections according to the voltages, voltage drops and currents measured in various structural configurations and their use as diagnostic signs ensures the stability of these signs to changes in the properties of control and test effects due to voltage fluctuations in the supply network, which increases the reliability of diagnostics ;
- подтверждение выполнения предписаний по заданию отдельных структурных конфигураций цепей управления с помощью органов ручного управления позволяет минимизировать непроизводительные потери времени в процессе диагностирования головных электросекций и в комбинации с контролем выполнения предписаний путем измерения напряжений в определенных контрольных точках цепей управления и токов управляющих воздействий обеспечивает высокую достоверность диагностики;- confirmation of compliance with the requirements for defining individual structural configurations of control circuits with the help of manual controls minimizes unproductive time losses in the process of diagnosing head electrical sections and, in combination with monitoring compliance with the requirements by measuring voltages at specific control points of control circuits and control currents, ensures high diagnostic accuracy ;
- оценивание технического состояния электрических цепей комплексно, путем сравнения диагностических признаков и их комбинаций с эталонами, обеспечивает простоту реализации способа и быстрое диагностирование;- assessment of the technical condition of electrical circuits in a comprehensive manner, by comparing diagnostic features and their combinations with standards, ensures the simplicity of the method and quick diagnosis;
- определение эталонов диагностических признаков путем статистического анализа эмпирических данных дает возможность исключить из процесса оценки технического состояния признаки, не играющие существенной роли в обнаружении дефектов, снизить вероятность ошибки распознавания состояния.- determination of the standards of diagnostic features by statistical analysis of empirical data makes it possible to exclude from the process of assessing the technical condition of the signs that do not play a significant role in the detection of defects, to reduce the likelihood of recognition errors.
Анализ совокупности отличительных признаков показал, что предложенный способ диагностики электрических цепей с переменной структурой обеспечивает оперативную, автоматическую с высокой степенью достоверности, полноты и глубины оценку технического состояния одновременно цепей управления, высоковольтных силовых и вспомогательных цепей, что ведет к сокращению затрат на их поэлементную диагностику и позволяет персоналу ремонтных мастерских своевременно принимать адекватные ремонтно-профилактические воздействия для устранения дефектов, вызванных эксплуатационными изменениями, нарушениями технологии ремонта, сборки, регулировки и монтажа оборудования электрических цепей, и тем самым позволяет повысить безопасность и бесперебойность функционирования сложных технических систем.Analysis of the set of distinctive features showed that the proposed method for the diagnosis of electrical circuits with a variable structure provides an operational, automatic with a high degree of reliability, completeness and depth assessment of the technical condition of both control circuits, high-voltage power and auxiliary circuits, which leads to a reduction in the cost of their element-by-unit diagnostics and allows repair shop personnel to take timely adequate repair and preventive actions to eliminate defects goods caused by operational changes, violations of the technology of repair, assembly, adjustment and installation of electrical circuit equipment, and thereby improves the safety and uninterrupted operation of complex technical systems.
Таким образом, предложенная совокупность отличительных признаков, обеспечивающая полученный результат, представляется новой на существующем этапе развития науки и техники и превосходит существующий мировой уровень. Изобретение соответствует изобретательскому уровню, поскольку достигаемый результат определяется не только суммой отличительных признаков, но и результатом их тесного взаимодействия между собой.Thus, the proposed set of distinctive features, which provides the result, seems new at the existing stage of development of science and technology and exceeds the existing world level. The invention corresponds to the inventive step, since the achieved result is determined not only by the sum of the distinguishing features, but also by the result of their close interaction with each other.
Сущность способа заключается в следующем:The essence of the method is as follows:
- задают автоматический тестовый режим функционирования электрических цепей, например, с помощью системы комплексной диагностики электросекций мотор-вагонного подвижного состава [7], путем подачи в контрольные точки цепей управления предварительно определенной последовательности управляющих воздействий, а в случае головных электросекций также путем выдачи оператору предписаний, выполнение которых подтверждается, и подачи тестовых воздействий в контрольные точки силовых и вспомогательных электрических цепей;- set the automatic test mode of functioning of the electrical circuits, for example, using the integrated diagnostics system for electric sections of motor-car rolling stock [7], by applying to the control points of the control circuits a predetermined sequence of control actions, and in the case of head electric sections, also by issuing instructions to the operator, the fulfillment of which is confirmed, and the supply of test actions to the control points of the power and auxiliary electrical circuits;
- напряжения во всех контрольных точках цепей управления, падения напряжений на всех участках силовых и вспомогательных цепей, токи потребления по каждому из воздействий измеряют одновременно в каждой структурной конфигурации и непрерывно, в течение всего цикла диагностирования;- voltages at all control points of control circuits, voltage drops at all sections of power and auxiliary circuits, consumption currents for each of the influences are measured simultaneously in each structural configuration and continuously, throughout the entire diagnostic cycle;
- в отдельных структурных конфигурациях производят счет количества импульсов напряжения, формируемых в определенных ветвях цепей управления при работе многопозиционных коммутирующих аппаратов, с определением продолжительности следования заданного числа импульсов;- in separate structural configurations, the number of voltage pulses generated in certain branches of the control circuits during operation of multi-position switching devices is calculated, with the determination of the duration of a given number of pulses;
- строят зависимости изменения напряжений, токов и падений напряжений от времени и от состояния входов, по ним для каждой структурной конфигурации в режиме реального времени определяют изменения токов по каждому из воздействий по отношению к одной или нескольким предшествующим структурным конфигурациям, рассчитывают сопротивления цепей, их ветвей и участков;- build the dependence of changes in voltages, currents and voltage drops on time and on the state of the inputs, according to them, for each structural configuration in real time, determine the changes in currents for each of the actions in relation to one or more previous structural configurations, calculate the resistance of the circuits, their branches and plots;
- значения сопротивлений, напряжений, токов и падений напряжений, а также количество импульсов, продолжительность их следования в различных структурных конфигурациях и указанные выше зависимости используют в качестве диагностических признаков;- the values of resistances, voltages, currents and voltage drops, as well as the number of pulses, the duration of their follow-up in various structural configurations and the above dependencies are used as diagnostic signs;
- оценку технического состояния производят комплексно путем сравнения диагностических признаков и их комбинаций с эталонами;- assessment of the technical condition is carried out comprehensively by comparing diagnostic features and their combinations with standards;
- отклонение диагностического признака от эталона более чем на 10-15% как в большую, так и в меньшую сторону соответствует состоянию требует принятия мер и свидетельствует о наличии незначительного дефекта в электрической цепи, характеризующего эксплуатационные изменения, нарушения технологии ремонта и регулировки, либо наличие в цепи нетиповых элементов, с отличающимися техническими параметрами; отклонение диагностического признака от эталона на величину, превышающую 25-30% как в большую, так и в меньшую сторону, соответствует состоянию недопустимо и свидетельствует о нарушении функционирования электрической цепи, вследствие наличия в ней критического дефекта, обусловленного повреждениями элементов, недостатками ремонта, сборки, а также ошибками монтажа оборудования;- the deviation of the diagnostic symptom from the standard by more than 10-15%, both up and down corresponds to the state requires taking measures and indicates the presence of a slight defect in the electrical circuit characterizing operational changes, violations of the repair and adjustment technology, or the presence of chains of atypical elements with differing technical parameters; deviation of the diagnostic sign from the standard by an amount exceeding 25-30% both up and down corresponds to the state is unacceptable and indicates a malfunction of the electrical circuit due to the presence of a critical defect due to damage to the elements, defects in repair, assembly, as well as equipment installation errors;
- эталоны и комбинации диагностических признаков определяют предварительно путем статистического анализа эмпирических данных.- standards and combinations of diagnostic features are determined previously by statistical analysis of empirical data.
Сущность способа поясняется чертежами, приведенными на фиг.1-4.The essence of the method is illustrated by the drawings shown in figures 1-4.
На данных чертежах изображены зависимости изменения токов управляющих воздействий, токов тестовых воздействий и напряжений в контрольных точках цепей управления от времени, полученные при диагностике электрических цепей реальных секций электропоездов, содержащих неисправности.The drawings show the time dependences of the control action currents, test action currents and voltages at the control points of the control circuits obtained during the diagnosis of electrical circuits of real sections of electric trains containing malfunctions.
На фиг.1 показаны:Figure 1 shows:
1, 2 - шкалы диагностических признаков;1, 2 - scales of diagnostic signs;
3, 4 - единицы измерения диагностических признаков;3, 4 - units for measuring diagnostic features;
5 - шкала времени, соответствующая «минутам тому назад» от нуля;5 - time scale corresponding to “minutes ago” from zero;
6 - нулевая отметка шкалы времени, соответствующая моменту сохранения зависимостей;6 - zero mark of the time scale corresponding to the moment of saving the dependencies;
7, 8 - наименование диагностического признака и тип линий зависимости данного диагностического признака от времени;7, 8 - the name of the diagnostic sign and the type of lines of the dependence of this diagnostic sign on time;
9 - поле отображения зависимостей.9 - field display dependencies.
В поле отображения зависимостей 9 показаны:The
10 - зависимость тока управляющих воздействий от времени, полученная при диагностике электрических цепей секции электропоезда серии ЭД2Т;10 - time dependence of the current of control actions obtained during the diagnostics of electric circuits of the electric train section of the ED2T series;
11 - зависимость тока тестового воздействия от времени, полученная при диагностике электрических цепей секции электропоезда серии ЭД2Т;11 - time dependence of the current of the test effect obtained during the diagnostics of electric circuits of the electric train section of the ED2T series;
12 - эталонная зависимость тока тестового воздействия от времени для секции электропоезда серии ЭД2Т;12 is a reference time dependence of the test exposure current for the electric train section of the ED2T series;
13 - горизонтальные участки зависимости 10, соответствующие структурным конфигурациям цепей управления, заданным состояниями входов цепей управления;13 - horizontal sections of the
14 - горизонтальные участки зависимости 11, соответствующие структурным конфигурациям силовой цепи, заданным положениями коммутирующих устройств;14 - horizontal sections of the
15 - вертикальные участки зависимости 10 (фронты и спады), соответствующие процессам переконфигурирования цепей управления, обусловленным изменениями состояний входов цепей управления;15 - vertical sections of dependence 10 (fronts and slopes) corresponding to processes of reconfiguration of control circuits caused by changes in the states of inputs of control circuits;
16 - вертикальные участки зависимости 11 (фронты и спады), соответствующие процессам переконфигурирования силовой цепи, обусловленным изменениями положений коммутирующих устройств;16 - vertical sections of the dependence 11 (fronts and downs) corresponding to the processes of reconfiguring the power circuit due to changes in the positions of the switching devices;
17 - область масштабирования;17 - the area of scaling;
18 - увеличенная в масштабе область 17;18 - enlarged
19 - структурная конфигурация силовой цепи, в которой обнаружено отклонение зависимости 11 от эталона 12;19 is a structural configuration of a power circuit in which a deviation of a dependence of 11 from a
20, 21, 22, 23, 24 - структурные конфигурации силовой цепи, в которых участвуют те же элементы, в том числе и коммутирующие (силовые контакторы многопозиционного аппарата - контроллера силового пневматического), что и в структурной конфигурации 19,20, 21, 22, 23, 24 — structural configurations of the power circuit, in which the same elements are involved, including switching ones (power contactors of the multi-position apparatus - power pneumatic controller) as in the structural configuration 19,
25 - вертикальный участок, соответствующий абсолютной величине отклонения зависимости 11 от эталона 12 в структурной конфигурации 19.25 is a vertical section corresponding to the absolute value of the deviation of the dependence of 11 from the standard 12 in the structural configuration 19.
На фиг.2 показаны:Figure 2 shows:
26 - эталонная зависимость тока управляющих воздействий от времени для секции электропоезда серии ЭД2Т;26 is a reference time dependence of the current control actions for the section of the electric train series ED2T;
27, 28, 29 - интервалы функционирования электрических цепей, в которых обнаружены отклонения зависимостей 10 и 11 от эталонов 26 и 12 соответственно;27, 28, 29 - intervals of functioning of electrical circuits in which deviations of
30, 31, 32 - структурные конфигурации цепей управления, заданные комбинациями управляющих воздействий, обеспечивающими включение контактора ослабления возбуждения;30, 31, 32 - structural configurations of control circuits, defined by combinations of control actions, providing the inclusion of a contactor weakening excitation;
33, 34, 35 - структурные конфигурации цепей управления, заданные комбинациями управляющих воздействий, обеспечивающими выключение контактора ослабления возбуждения33, 34, 35 — structural configurations of control circuits defined by combinations of control actions that ensure that the excitation attenuation contactor is turned off
36, 37, 38 - структурные конфигурации силовой цепи, заданные включением в силовой цепи контактора ослабления возбуждения;36, 37, 38 - structural configurations of the power circuit specified by the inclusion in the power circuit of the contactor attenuation of excitation;
39, 40, 41 - структурные конфигурации силовой цепи, заданные выключением в силовой цепи контактора ослабления возбуждения;39, 40, 41 - structural configurations of the power circuit specified by turning off the excitation attenuation contactor in the power circuit;
42, 43, 44 - вертикальные участки, соответствующие абсолютным величинам отклонений зависимости 10 от эталона 26 в структурных конфигурациях 30, 31, 32 соответственно;42, 43, 44 - vertical sections corresponding to the absolute values of deviations of the dependence of 10 on the standard 26 in the
45, 46, 47 - вертикальные участки, соответствующие абсолютным величинам отклонений зависимости 11 от эталона 12 в структурных конфигурациях 36, 40, 38 соответственно.45, 46, 47 - vertical sections corresponding to the absolute values of deviations of the dependence of 11 from the standard 12 in the
На фиг.3 показаны:Figure 3 shows:
48 - зависимость тока управляющих воздействий от времени, полученная при диагностике электрических цепей секции электропоезда серии ЭР9Т;48 - time dependence of the current of control actions obtained during the diagnostics of electric circuits of the electric train section of the ER9T series;
49 - зависимость напряжения на проводе цепей контроля и сигнализации (провод 31) от времени, полученная при диагностике электрических цепей секции электропоезда серии ЭР9Т;49 - time dependence of the voltage on the wire of the control and signaling circuits (wire 31) obtained during the diagnostics of electric circuits of the electric train section of the ER9T series;
50 - эталонная зависимость тока управляющих воздействий от времени для секции электропоезда серии ЭР9Т;50 is a reference time dependence of the current of control actions for the electric train section of the ER9T series;
57 - эталонная зависимость напряжения на проводе цепей контроля и сигнализации (провод 31) от времени для секции электропоезда серии ЭР9Т;57 - reference time dependence of the voltage on the wire of the control and signaling circuits (wire 31) for the electric train section of the ER9T series;
52, 53 - интервалы функционирования электрических цепей в аналогичных режимах при положениях реверсивного переключателя «Вперед» и «Назад» соответственно;52, 53 - intervals of the functioning of electrical circuits in similar modes at the positions of the reversible switch "Forward" and "Back", respectively;
54, 55, 56, 57, 58, 59 - структурные конфигурации цепей управления, входящие в интервал функционирования 52, на котором обнаружены отклонения зависимостей 48 и 49 от эталонов 50 и 51 соответственно;54, 55, 56, 57, 58, 59 — structural configurations of control circuits included in the operating
54 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих запитывание катушки «Вперед» реверсивного переключателя, его перевод в одноименное положение, запитывание от этой же ветви, через замыкающийся в данном положении блокировочный контакт «Вперед» реверсивного переключателя и нормально замкнутый блокировочный контакт первого линейного контактора, ветви цепей контроля и сигнализации (провод 31);54 - structural configuration of control circuits, defined by a combination of control actions that provide power to the forward coil of the reversing switch, its translation into the same position, powered from the same branch, through the forward contact of the reversing switch that is locked in this position and a normally closed locking contact the first linear contactor, branches of the control and signaling circuits (wire 31);
55 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих запитывание катушки второго линейного контактора, при включении которого от ветви, получившей питание в структурной конфигурации 54, через упомянутый ранее блокировочный контакт «Вперед» реверсивного переключателя, получает питание катушка первого линейного контактора, при включении которого разрывается упомянутый ранее нормально замкнутый блокировочный контакт первого линейного контактора;55 is a structural configuration of the control circuits, given a combination of control actions that provide power to the coil of the second linear contactor, when turned on, the coil of the first linear contactor receives power through the aforementioned interlocking contact “Forward” of the reversing switch, when turned on, the normally-closed blocking contact of the first line contactor mentioned earlier is broken;
56 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих запитывание блока управления катушками многопозиционного аппарата - контроллера силового пневматического и перевод последнего на последнюю позицию регулирования;56 - structural configuration of control circuits, defined by a combination of control actions that provide power to the coil control unit of the multi-position apparatus - power pneumatic controller and transfer the latter to the last control position;
57 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих прекращение питания блока управления катушками и разрыв цепи между катушками и блоком управления катушками;57 is a structural configuration of the control circuits defined by a combination of control actions that ensure the power supply to the coil control unit ceases and the circuit is broken between the coils and the coil control unit;
58 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих прекращение питания катушки второго линейного контактора и приводящих к отключению аппаратов, включившихся в работу в структурной конфигурации 55;58 is a structural configuration of the control circuits defined by a combination of control actions that ensure the power supply to the coil of the second linear contactor ceases and leads to the shutdown of devices that are turned on in the
59 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих подключение катушек контроллера к блоку управления катушками и возврат контроллера в исходную позицию;59 is a structural configuration of the control circuits defined by a combination of control actions, providing connection of the controller coils to the coil control unit and returning the controller to its original position;
60, 61, 62 - структурные конфигурации цепей управления, входящие в интервал функционирования 53, на котором не обнаружено отклонений зависимостей 48 и 49 от эталонов;60, 61, 62 — structural configurations of control circuits included in the operating
60 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих запитывание катушки «Назад» реверсивного переключателя, его перевод в одноименное положение, запитывание от этой же ветви, через замыкающийся в данном положении блокировочный контакт «Назад» реверсивного переключателя и упомянутый ранее нормально замкнутый блокировочный контакт первого линейного контактора, ветви цепей контроля и сигнализации (провод 31);60 is a structural configuration of control circuits defined by a combination of control actions providing power to the reverse coil of the reverse switch, its translation into the same position, powering from the same branch, through the locking contact “Back” of the reversing switch closed in this position and the previously mentioned normally closed blocking contact of the first linear contactor, branches of the control and signaling circuits (wire 31);
61, 62 - структурные конфигурации цепей управления, заданные теми же управляющими воздействиями, что и структурные конфигурации 55, 56;61, 62 — structural configurations of control circuits defined by the same control actions as
63, 64, 65 - вертикальные участки, соответствующие абсолютным величинам отклонений зависимости 48 от эталона 50 в структурных конфигурациях 55, 56, 57 соответственно;63, 64, 65 - vertical sections corresponding to the absolute values of deviations of the dependence of 48 from the standard 50 in the
66, 67, 68 - вертикальные участки, соответствующие абсолютным величинам отклонений зависимости 49 от эталона 52 в структурных конфигурациях 54, 58, 59 соответственно.66, 67, 68 - vertical sections corresponding to the absolute values of deviations of the dependence of 49 from the standard 52 in the
На фиг.4 показаны:Figure 4 shows:
69 - зависимость тока управляющих воздействий от времени, полученная при диагностике электрических цепей секции электропоезда серии ЭР2;69 is the time dependence of the current of control actions obtained during the diagnostics of electric circuits of the electric train section of the ER2 series;
70 - зависимость тока тестового воздействия от времени, полученная при диагностике электрических цепей секции электропоезда серии ЭР2;70 - time dependence of the current of the test effect obtained during the diagnostics of electric circuits of the electric train section of the ER2 series;
71 - эталонная зависимость тока управляющих воздействий от времени для секции электропоезда серии ЭР2;71 is a reference time dependence of the current control actions for the electric train section of the ER2 series;
72 - интервал функционирования электрических цепей, на котором обнаружено отклонение зависимости 69 от эталона 71;72 - the interval of functioning of electrical circuits, which detected a deviation of the dependence of 69 from the standard 71;
73 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих запитывание удерживающей катушки быстродействующего выключателя и других аппаратов, подключенных к данной ветви;73 is a structural configuration of control circuits defined by a combination of control actions that provide power to the holding coil of a high-speed circuit breaker and other devices connected to this branch;
74 - интервал функционирования электрических цепей, на котором удерживающая катушка быстродействующего выключателя и другие аппараты, подключенные к ветви, получившей питание в структурной конфигурации 73, получают питание;74 - the interval of functioning of the electrical circuits, on which the holding coil of the high-speed circuit breaker and other devices connected to the branch, which received power in the
75 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих запитывание включающей катушки быстродействующего выключателя, его включение и запитывание от ветви цепей управления, получившей питание в структурной конфигурации 73, через замыкающийся блокировочный контакт быстродействующего выключателя подмагничивающей катушки дифференциального реле;75 is a structural configuration of the control circuits defined by a combination of control actions that provide power to the switching coil of the high-speed circuit breaker, its inclusion and power supply from the branch of the control circuit, which is powered in the
76 - структурная конфигурация цепей управления, заданная комбинацией управляющих воздействий, обеспечивающих прекращение питания включающей катушки быстродействующего выключателя, но не приводящих к отключению последнего, поскольку его удерживающая катушка продолжает получать питание от ветви цепей управления, получающей питание на интервале 74;76 is a structural configuration of control circuits defined by a combination of control actions that ensure the power supply of the high-speed circuit breaker closing coil is turned on, but do not cause the latter to trip, since its holding coil continues to receive power from the control circuit branch receiving power in the
77, 78 - вертикальные участки, соответствующие абсолютным величинам отклонения зависимости 69 от эталона 71 в структурных конфигурациях 75, 76 соответственно.77, 78 - vertical sections corresponding to the absolute values of the deviation of the dependence of 69 from the standard 71 in the
Примеры выявления неисправностей в электрических цепях секций электропоездов по предлагаемому способу диагностики электрических цепей с переменной структуройExamples of troubleshooting in electrical circuits of sections of electric trains by the proposed method for the diagnosis of electrical circuits with a variable structure
1. Отклонение зависимости 11 от эталона 12, соответствующее вертикальному участку 25 (фиг.1), является недопустимым отрицательным отклонением для структурной конфигурации 19, то есть соответствует состоянию недопустимо, поскольку в данной структурной конфигурации зависимость 11 отклоняется от эталона 12 вниз по оси ординат более чем на 100% по отношению к предшествующей структурной конфигурации, и обусловлено включением в работу неисправного элемента силовой цепи.1. The deviation of the dependence of 11 from the standard 12, corresponding to the vertical section 25 (figure 1), is an unacceptable negative deviation for the structural configuration 19, that is, corresponds to the state is unacceptable, since in this structural configuration, the
Поскольку элементы силовой цепи, участвующие в работе в структурной конфигурации 19, участвовали в работе в структурных конфигурациях 20-24, при этом отклонений зависимости 11 от эталона не было обнаружено, а также не обнаружены какие-либо отклонения зависимости 10, то потенциальным дефектом признана механическая неисправность многопозиционного аппарата, а именно неисправность кулачковой шайбы главного кулачкового вала контроллера силового пневматического.Since the elements of the power circuit involved in the structural configuration 19 participated in the structural configurations 20-24, no deviations of the dependence of 11 from the reference were found, and no deviations of the dependence of 10 were found, the mechanical defect was recognized a malfunction of the multi-position apparatus, namely, a malfunction of the cam plate of the main cam shaft of the power pneumatic controller.
По результатам контроля диаграммы замыкания силовых контакторов контроллера выявленная неисправность подтвердилась. Кулачковая шайба контроллера, осуществляющая включение одного из силовых контакторов в структурных конфигурациях 19-24, вследствие неверной регулировки не обеспечивала замыкание данного контактора в структурной конфигурации 19. При повторной диагностике, после регулировки кулачковой шайбы и включаемого данной шайбой силового контактора отклонений зависимости тока тестового воздействия от эталона обнаружено не было.According to the results of the control circuit diagram of the power contactors of the controller, the detected malfunction was confirmed. The cam washer of the controller, which enables one of the power contactors in structural configurations 19-24, due to incorrect adjustment, did not provide closure of this contactor in the structural configuration 19. During repeated diagnostics, after adjusting the cam washer and the power contactor switched on by this washer, the deviations of the dependence of the test current on no reference was found.
Таким образом, недопустимое отрицательное отклонение зависимости тока тестового воздействия от эталона в структурной конфигурации, характеризующейся очередным включением в работу коммутирующих элементов, например элементов многопозиционных аппаратов, при предшествующем или последующем включении в работу которых отклонений зависимости тока тестового воздействия от эталона не обнаруживается, в совокупности с отсутствием отклонения зависимости тока управляющих воздействий от эталона в этих же структурных конфигурациях - надежная комбинация диагностических признаков механической неисправности узлов аппарата, обеспечивающих включение в работу данных коммутирующих элементов.Thus, an unacceptable negative deviation of the dependence of the test influence current from the reference in a structural configuration characterized by the next switching on of switching elements, for example, elements of multi-position devices, during the previous or subsequent switching on of which deviations of the dependence of the current of the test influence from the reference are not detected, in conjunction with the absence of deviation of the dependence of the current of control actions on the standard in the same structural configurations is reliable to the combination of diagnostic signs of mechanical malfunction of the apparatus nodes, ensuring the inclusion of these switching elements in the work.
2. Отклонения зависимости 10 от эталона 26 в структурных конфигурациях 30, 31, 32 (фиг.2), соответствующие вертикальным участкам 42, 43, 44, являются недопустимыми отрицательными отклонениями для данных структурных конфигураций, то есть соответствуют состоянию недопустимо, поскольку зависимость 10 в структурных конфигурациях 30, 31 отклоняется от эталона 26 вниз по оси ординат более чем на 50%, а в структурной конфигурации 32 более чем на 100% по отношению к предшествующим структурным конфигурациям, и обусловлены включением в работу неисправного элемента цепей управления.2. Deviations of the dependence of 10 from the
Отклонения зависимости 11 от эталона 12 в структурных конфигурациях 36, 40, 38, соответствующие вертикальным участкам 45, 46, 47, являются незначительными отрицательными отклонениями для данных структурных конфигураций, то есть соответствуют состоянию требует принятия мер, поскольку вектор отклонения в этих структурных конфигурациях направлен вниз по оси ординат, а величина отклонения не превышает 10%, и обусловлены невключением коммутирующего элемента в силовой цепи.The deviations of the dependence of 11 from the standard 12 in the
По совокупности выявленных отклонений диагностических признаков: постоянной недопустимой отрицательной величине смещения зависимости тока управляющих воздействий 11 от эталона 26 в каждой структурной конфигурации, принадлежащей интервалам функционирования 27, 28, 29 (параллельное смещение вниз по оси ординат относительно эталона); недопустимому отклонению сопротивления участка силовой цепи, шунтируемого цепью ослабления возбуждения, подключаемой контактором ослабления возбуждения, потенциальным дефектом признан обрыв в цепи управляющей катушки контактора ослабления возбуждения и, как следствие, невключение его контактов в силовой цепи на интервалах участия их в работе.According to the totality of detected deviations of diagnostic signs: a constant unacceptable negative value of the bias of the dependence of the control current 11 on the standard 26 in each structural configuration belonging to the
В результате проведенного поиска неисправность подтвердилась. Обрыв в цепи управления был обусловлен отсутствием электрического соединения в цепи управляющей катушки контактора ослабления возбуждения. При повторной диагностике, после восстановления электрического соединения, отклонений зависимостей от эталонов обнаружено не было.As a result of the search, the malfunction was confirmed. An open in the control circuit was due to the absence of an electrical connection in the control coil circuit of the field weakening contactor. When re-diagnosing, after restoring the electrical connection, deviations of dependencies from the standards were not found.
Таким образом, постоянное недопустимое отрицательное отклонение зависимости тока управляющих воздействий от эталона в примыкающих структурных конфигурациях, характеризующихся участием в работе неисправного аппарата (ветви) цепей управления, исполнительная часть которого участвует в формировании структурных конфигураций силовой или вспомогательной цепи и, как следствие, отклонение зависимости тока тестового воздействия в этих же структурных конфигурациях - надежная комбинация диагностических признаков обрыва в цепях управляющих катушек данных аппаратов.Thus, a constant unacceptable negative deviation of the dependence of the current of control actions on the reference in adjacent structural configurations, characterized by the participation in the operation of a faulty apparatus (branch) of control circuits, the executive part of which is involved in the formation of structural configurations of the power or auxiliary circuit and, as a consequence, the deviation of the current dependence test exposure in the same structural configurations - a reliable combination of diagnostic signs of a break in the control circuits atushek data sets.
3. Отклонения зависимости 48 от эталона 50 в структурных конфигурациях 55, 56, 57 (фиг.3), соответствующие вертикальным участкам 63, 64, 65, являются недопустимыми отрицательными отклонениями зависимости для данных структурных конфигураций, то есть соответствуют состоянию недопустимо, поскольку зависимость 48 в структурной конфигурации 55 отклоняется от эталона 50 вниз по оси ординат более чем на 50%, а в структурных конфигурациях 56, 57 величина отклонения превышает 100% по отношению к предшествующим структурным конфигурациям, и обусловлены невключением в работу ряда аппаратов цепей управления.3. Deviations of the dependence of 48 from the
Отклонения зависимости 49 от эталона 51 в структурных конфигурациях 54, 58, 59, соответствующие вертикальным участкам 66, 67, 68, являются недопустимыми отрицательными отклонениями для данных структурных конфигураций, то есть соответствуют состоянию недопустимо, поскольку зависимость 49 в данных структурных конфигурациях отклоняется от эталона 51 вниз по оси ординат более чем на 100% по отношению к предшествующим структурным конфигурациям, и обусловлены отсутствием питания ветви цепей контроля и сигнализации (провод 31).Deviations of the dependence of 49 from the
По совокупности выявленных отклонений диагностических признаков: недопустимому отрицательному отклонению зависимости напряжения на проводе цепей контроля и сигнализации (провод 31) 49 от эталона 51; недопустимому отклонению зависимости тока управляющих воздействий 48 от эталона 50 и переменной величине смещения зависимости 48 от эталона 50 в структурных конфигурациях 55, 56, 57; отсутствию импульсов напряжения, формируемых при работе многопозиционного аппарата, в структурной конфигурации 56, а также по отсутствию отклонения зависимостей 48 и 49 в структурных конфигурациях 60, 61, 62 интервала функционирования 53, потенциальным дефектом признан обрыв в цепи блокировочного контакта «Вперед» реверсивного переключателя.According to the totality of detected deviations of diagnostic signs: an unacceptable negative deviation of the voltage dependence on the wire of the control and signaling circuits (wire 31) 49 from the standard 51; unacceptable deviation of the current dependence of the
В результате проведенного поиска неисправность подтвердилась. Обрыв в цепи управления был обусловлен чрезмерным загрязнением контактных поверхностей блокировочного контакта «Вперед» реверсивного переключателя. При повторной диагностике после очистки контактных поверхностей отклонений зависимостей от эталонов обнаружено не было.As a result of the search, the malfunction was confirmed. An open in the control circuit was caused by excessive contamination of the contact surfaces of the Forward interlock contact of the reversing switch. When re-diagnosing after cleaning the contact surfaces, deviations of dependencies from the standards were not found.
Таким образом, отсутствие отклонения зависимости тока управляющих воздействий от эталона в одной или нескольких структурных конфигурациях, в которых обнаруживается отклонение зависимости напряжения в ветви цепей управления, не имеющей собственной электрической нагрузки и связанной с ветвью цепей управления, включающейся в работу в данных структурных конфигурациях, - надежная комбинация диагностических признаков повреждения участка цепи, связывающего включающуюся в работу ветвь цепей управления и ветвь, отклонение зависимости напряжения от эталона на которой обнаружено.Thus, the absence of a deviation of the dependence of the current of control actions on the reference in one or more structural configurations in which a deviation of the voltage dependence is detected in the branch of the control circuit that does not have its own electrical load and is connected with the branch of the control circuit included in the work in these structural configurations, reliable combination of diagnostic signs of damage to a section of the circuit connecting the control circuit branch and the branch included in the operation, deviation of the dependence ity due to which reference is detected.
4. Отклонение зависимости 69 от эталона 71 в структурной конфигурации 75 (фиг.4), соответствующее вертикальному участку 77, является незначительным отрицательным отклонением для данной структурной конфигурации, то есть соответствуют состоянию требует принятия мер, поскольку вектор отклонения в этой структурной конфигурации направлен вниз по оси ординат, а величина отклонения не превышает 20% по отношению к предшествующим структурным конфигурациям, например структурной конфигурации 73, и обусловлено невключением в работу одного из элементов цепей управления, не участвующего в формировании других структурных конфигураций цепей управления, и структурных конфигураций силовой цепи.4. The deviation of the dependence of 69 from the
По значениям токов и напряжений управляющих воздействий, измеренным в структурных конфигурациях 73, 75, 76, производим расчет диагностических признаков:According to the values of currents and voltages of control actions measured in
где R73-75, R75-76, R73-76 - диагностические признаки;where R 73-75 , R 75-76 , R 73-76 - diagnostic signs;
I73, I75, I76 - значения токов управляющих воздействий, измеренных в структурных конфигурациях 73, 75, 76 соответственно;I 73 , I 75 , I 76 - the values of the currents of the control actions, measured in
U73, U75, U76 - значения напряжений управляющих воздействий, измеренных в структурных конфигурациях 73, 75, 76 соответственно.U 73 , U 75 , U 76 - voltage values of the control actions, measured in
Диагностические признаки R73-75, R75-76, R73-76 соответствуют сопротивлениям ветвей цепей управления, участвующим в изменении структурных конфигураций цепей управления.Diagnostic signs R 73-75 , R 75-76 , R 73-76 correspond to the resistance of the branches of the control circuits involved in changing the structural configurations of the control circuits.
Диагностические признаки R73-75, R75-76, R73-76 более устойчивы к изменению свойств управляющих воздействий, поскольку учитывают напряжение управляющего воздействия, которое, вследствие колебания напряжения питающей сети, а также погрешностей задания управляющих воздействий, может существенно изменяться, и более чувствительны к изменению технического состояния элементов электрических цепей, чем токи управляющих воздействий в этих структурных конфигурациях.Diagnostic signs R 73-75 , R 75-76 , R 73-76 are more resistant to changes in the properties of control actions, since they take into account the control voltage, which, due to fluctuations in the supply voltage, as well as control task errors, can significantly change, and more sensitive to changes in the technical state of the elements of electrical circuits than the currents of control actions in these structural configurations.
Так, например, значения токов управляющих воздействий в моменты измерения 73, 75, 76 для исправных цепей управления и цепей управления, содержащих данную неисправность, при номинальном напряжении управляющих воздействий U73, равном U75, равном U76 и равном 50 В, составляют: 11.807 А, 16.612 А, 12.703 А и 11.807 А, 15.713 А, 11.806 А соответственно для I73, I75, I76. Для структурных конфигураций 75, 76 отклонения измеренных токов от эталонных значений составили минус 5.4% и минус 7.1% соответственно. Отклонения диагностических признаков R73-75, R75-76, R73-76 от эталонов составили при этом 23%, 0% и более 100% соответственно. Отклонение диагностического признака R73-75 характеризует то, что часть элементов цепей управления, включающихся в работу в структурной конфигурации 75, не включилась в работу. Отклонение диагностического признака R75-76 характеризует то, что все элементы цепи управления, выводящиеся из работы в структурной конфигурации 76, выключились. Отклонение диагностического признака R73-76 характеризует то, что элемент цепей управления, не связанный с ветвью цепей управления, получившей питание в структурной конфигурации 75, и включающийся в работу в данной структурной конфигурации, в работу не включился.So, for example, the values of the currents of the control actions at the
Таким образом, сопротивления ветвей цепей управления, используемые в качестве диагностических признаков, обладают большей чувствительностью к изменению технического состояния элементов цепей управления, чем токи управляющих воздействий.Thus, the resistance of the branches of the control circuits used as diagnostic signs are more sensitive to changes in the technical state of the elements of the control circuits than the currents of the control actions.
По совокупности выявленных отклонений диагностических признаков: постоянной незначительной отрицательной величине смещения зависимости тока управляющих воздействий 69 от эталона 71 на всем интервале функционирования 72 (параллельное смещение зависимости вниз по оси ординат относительно эталона); недопустимым отклонениям диагностических признаков R73-75, R73-76 от эталонов, а также по отсутствию отклонения зависимости тока тестового воздействия 70 на интервале 72 потенциальным дефектом признан обрыв в цепи питания подмагничивающей катушки дифференциального реле.According to the totality of detected deviations of diagnostic signs: a constant slight negative value of the bias of the dependence of the current of the
В результате проведенного поиска неисправность подтвердилась. Обрыв в цепи питания подмагничивающей катушки дифференциального реле был обусловлен неисправностью блокировочного контакта быстродействующего выключателя. При повторной диагностике после восстановления данного контакта отклонений зависимости от эталона обнаружено не было.As a result of the search, the malfunction was confirmed. An open in the power circuit of the magnetizing coil of the differential relay was due to a malfunction of the interlocking contact of the high-speed switch. When re-diagnosing after restoration of this contact, deviations from the standard were not found.
Таким образом, постоянное отрицательное отклонение зависимости тока управляющих воздействий от эталона в примыкающих структурных конфигурациях, характеризующихся участием в работе неисправного аппарата (ветви) цепей управления, не участвующего в формировании структурных конфигураций силовой или вспомогательной цепи и, как следствие, отсутствие отклонения зависимости тока тестового воздействия - надежная комбинация диагностических признаков обрыва в ветви цепей управления, момент включения которой совпадает с началом отклонения зависимости.Thus, a constant negative deviation of the dependence of the current of control actions on the reference in adjacent structural configurations, characterized by the participation in the operation of a faulty apparatus (branch) of control circuits not participating in the formation of structural configurations of the power or auxiliary circuit and, as a consequence, the absence of a deviation of the dependence of the current of the test action - a reliable combination of diagnostic signs of a break in the branch of the control circuit, the moment of switching on which coincides with the beginning of the deviation dependence.
На примере электрических цепей электросекций мотор-вагонного подвижного состава предложенный способ диагностики электрических цепей с переменной структурой обеспечивает во время проведения контрольных испытаний секций электропоездов в ремонтных мастерских (депо) своевременное и надежное предупреждение дефектов в электрических цепях, вызванных эксплуатационными изменениями, нарушениями технологии ремонта, сборки, регулировки и монтажа оборудования, путем оперативной, автоматической с высокой степенью достоверности, полноты и глубины оценки технического состояния одновременно цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей секций электропоездов. Применение предложенного способа ведет к существенному сокращению трудоемкости и затрат на поэлементную диагностику электрических цепей и позволяет персоналу ремонтных мастерских (депо) своевременно принимать обоснованные решения по реализации ремонтно-профилактических воздействий, направленных на устранение выявленных дефектов, а не всего перечня потенциально возможных неисправностей, то есть позволяет максимально полно использовать ресурс оборудования электропоезда при сохранении его ремонтопригодности и обеспечивает возможность повышения безопасности и бесперебойности функционирования железнодорожного транспорта в целом.On the example of electric circuits of electric sections of a motor-car rolling stock, the proposed method for diagnosing electric circuits with a variable structure ensures timely and reliable prevention of defects in electric circuits caused by operational changes, violations of repair technology, assembly during the control tests of electric train sections in repair shops (depots) , adjustment and installation of equipment, through operational, automatic with a high degree of reliability, completeness and depth bins for assessing the technical condition of both control circuits, power and auxiliary electrical circuits of sections of electric trains. The application of the proposed method leads to a significant reduction in the complexity and costs of element-wise diagnostics of electrical circuits and allows the repair shop staff (depot) to timely make informed decisions on the implementation of repair and preventive actions aimed at eliminating the identified defects, and not the entire list of potential possible malfunctions, i.e. allows you to fully utilize the resource of the equipment of the electric train while maintaining its maintainability and provides the opportunity the importance of improving the safety and uninterrupted operation of railway transport in general.
Предложенный способ диагностики электрических цепей с переменной структурой был проверен при испытаниях электрических цепей электросекций электропоездов основных серий ЭР2, ЭД2, ЭД4, ЭТ2, ЭР9Т, ЭД9.The proposed method for diagnosing electrical circuits with a variable structure was tested during testing of electrical circuits of electric sections of electric trains of the main series ER2, ED2, ED4, ET2, ER9T, ED9.
ЛитератураLiterature
1. Пат. РФ №2338215 С1, МПК G01R 31/00; Заявлено 25.04.2007.1. Pat. RF №2338215 C1,
2. Головаш А.Н., Яковлев Г.Ф., Яковлев И.А. Диагностика силовых цепей локомотивов / Локомотив. 2005. №2. С.31.2. Golovash A.N., Yakovlev G.F., Yakovlev I.A. Diagnostics of power circuits of locomotives / Locomotive. 2005. No2. S.31.
3. Буйносов А.П., Наговицын B.C. Диагностика низковольтных цепей управления / Железнодорожный транспорт. 1996. №9. С.36-38.3. Buinosov A.P., Nagovitsyn B.C. Diagnostics of low-voltage control circuits / Railway transport. 1996. No9. S.36-38.
4. Мацкевич Б.И., Ногинов И.С. Опыт внедрения и эксплуатации системы диагностики цепей управления локомотивом / Вестник ВНИИЖТ. 1995. №5. С.40-43.4. Matskevich B.I., Noginov I.S. Experience in the implementation and operation of a system for diagnosing locomotive control circuits / Vestnik VNIIZhT. 1995. No. 5. S.40-43.
5. Ногинов И.С., Шаманов А.П. Диагностирование цепей управления локомотивов / Электричество. 1995. №3. С.74.5. Noginov I.S., Shamanov A.P. Diagnostics of locomotive control circuits / Electricity. 1995. No3. P.74.
6. Копцев А.Л. Система диагностирования технического состояния цепей управления тягового электропривода трамвайного вагона / автореф. дисс. канд. техн. наук. Магнитогорск. 2006.6. Koptsev A.L. A system for diagnosing the technical condition of control circuits of a traction electric drive of a tram car / abstract diss. Cand. tech. sciences. Magnitogorsk. 2006.
7. Пат. РФ №2386943 C1, G01M 17/18; Заявлено 26.09.2008.7. Pat. RF No. 2386943 C1,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109704/28A RU2453855C1 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Diagnostic method for electric circuits with variable structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109704/28A RU2453855C1 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Diagnostic method for electric circuits with variable structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2453855C1 true RU2453855C1 (en) | 2012-06-20 |
Family
ID=46681171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011109704/28A RU2453855C1 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Diagnostic method for electric circuits with variable structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2453855C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103617512A (en) * | 2013-12-18 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | Relay protection state overhaul auxiliary decision guide rule adaptation method for power system |
| WO2017171687A1 (en) | 2016-03-28 | 2017-10-05 | Podrieza Serhii | Method of electrical circuits diagnosis of aviation equipment (ae) unit |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752899A (en) * | 1985-10-23 | 1988-06-21 | Newman John W | Condition monitoring system for locomotives |
| CN2470880Y (en) * | 2000-12-20 | 2002-01-09 | 石家庄腾博综合经营服务中心 | Automatic monitor for fault of locomotive electric-appliance |
| US6984946B2 (en) * | 2002-02-27 | 2006-01-10 | Railpower Technologies Corp. | Method for monitoring and controlling traction motors in locomotives |
| RU2269759C1 (en) * | 2004-06-10 | 2006-02-10 | Алексей Васильевич Барков | Method of diagnosing mechanisms and systems provided with electric engine |
| CN2871282Y (en) * | 2006-02-28 | 2007-02-21 | 贵阳铁路司机高级技工学校 | Electric locomotive fault monitoring protector |
| CN201060251Y (en) * | 2007-06-06 | 2008-05-14 | 株洲市科达电机技术有限公司 | Digital type high-pressure signal monitoring apparatus for electric power locomotive engine |
| RU2338215C1 (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-10 | Виктор Сергеевич Петухов | Method for diagnostics of ac power electric circuit |
| RU2339049C1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-11-20 | Виктор Сергеевич Петухов | Diagnostic method of alternating current motor and associated mechanical appliances |
| CN201514201U (en) * | 2009-09-11 | 2010-06-23 | 中南大学 | A pantograph-catenary condition monitoring device for electric locomotive |
-
2011
- 2011-03-15 RU RU2011109704/28A patent/RU2453855C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752899A (en) * | 1985-10-23 | 1988-06-21 | Newman John W | Condition monitoring system for locomotives |
| CN2470880Y (en) * | 2000-12-20 | 2002-01-09 | 石家庄腾博综合经营服务中心 | Automatic monitor for fault of locomotive electric-appliance |
| US6984946B2 (en) * | 2002-02-27 | 2006-01-10 | Railpower Technologies Corp. | Method for monitoring and controlling traction motors in locomotives |
| RU2269759C1 (en) * | 2004-06-10 | 2006-02-10 | Алексей Васильевич Барков | Method of diagnosing mechanisms and systems provided with electric engine |
| CN2871282Y (en) * | 2006-02-28 | 2007-02-21 | 贵阳铁路司机高级技工学校 | Electric locomotive fault monitoring protector |
| RU2339049C1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-11-20 | Виктор Сергеевич Петухов | Diagnostic method of alternating current motor and associated mechanical appliances |
| RU2338215C1 (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-10 | Виктор Сергеевич Петухов | Method for diagnostics of ac power electric circuit |
| CN201060251Y (en) * | 2007-06-06 | 2008-05-14 | 株洲市科达电机技术有限公司 | Digital type high-pressure signal monitoring apparatus for electric power locomotive engine |
| CN201514201U (en) * | 2009-09-11 | 2010-06-23 | 中南大学 | A pantograph-catenary condition monitoring device for electric locomotive |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103617512A (en) * | 2013-12-18 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | Relay protection state overhaul auxiliary decision guide rule adaptation method for power system |
| WO2017171687A1 (en) | 2016-03-28 | 2017-10-05 | Podrieza Serhii | Method of electrical circuits diagnosis of aviation equipment (ae) unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Berrade et al. | Imperfect inspection and replacement of a system with a defective state: A cost and reliability analysis | |
| US7102355B1 (en) | Method, apparatus and computer-readable code for magnifying an incipient ground fault and enable quick detection of such fault | |
| CN112182846B (en) | Online monitoring and diagnosing method and device for tap changer and storage medium | |
| CN109991534B (en) | A relay timing fault diagnosis system for switch equipment | |
| CN205959061U (en) | A testing arrangement that is used for contrary controller of assistance of railcar system | |
| US10259327B2 (en) | Vehicle system and control method therefor | |
| Marquez et al. | Failure analysis and diagnostics for railway trackside equipment | |
| CN112799380A (en) | Auxiliary system self-checking system and method suitable for unmanned train | |
| RU2453855C1 (en) | Diagnostic method for electric circuits with variable structure | |
| KR101254040B1 (en) | Tester for main circuit breaker of electric locomotive | |
| RU164503U1 (en) | DEVICE FOR CONTINUOUS DIAGNOSTICS AND FORECAST OF DAMAGES IN POWER CABLE LINES IN REAL TIME | |
| BRPI0722231A2 (en) | METHOD FOR TESTING POWER LINES AND SIGNAL LINES ON BOARD OF AN AIRCRAFT, AND, KIT | |
| CN110249232B (en) | Method and device for predicting a fault in a direct current circuit | |
| KR101962292B1 (en) | testing system for door of railway rolling stock with redundancy | |
| CN110827633A (en) | Intelligent debugging and training system and method for urban railway passenger car extended power supply | |
| KR100976568B1 (en) | Close Contact Detector Card Tester | |
| CN114701528B (en) | Rail transit vehicle and door state detection circuit and detection method thereof | |
| CN117734769A (en) | Urban rail three-phase alternating-current five-wire system turnout position detection method and device | |
| RU2819478C1 (en) | Starter-generator relay testing device | |
| RU2671590C1 (en) | Method of diagnostics of state of grounding circuits on rails of support of contact network | |
| KR0154351B1 (en) | Automatic diagnosing apparatus of a railcar | |
| CN219997164U (en) | Automatic monitoring device for nuclear power plant equipment | |
| RU2786253C1 (en) | Device for monitoring the state of insulating joints with ac electric current | |
| RU2346829C1 (en) | Method of diagnosing branches of reversible converter of loaded alternating current locomotive | |
| US12105155B2 (en) | Method for testing a cell monitoring unit, and testing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180316 |