Spôsob detekcie poškodenia napájacieho trolejového vedenia a sústava na uskutočňovanie tohto spôsobu

Číslo patentu: 288261

Dátum: 30.03.2015

Autori: Pawelak Marian, Mlyńczak Jakub

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob detekcie poškodenia napájacieho trakčného vedenia spočíva v tom, že sa vykonáva monitorovanie stavu vychýlenia aspoň jedného z ramien (2) a/alebo páky (3) napínacej sústavy trolejového vedenia. Signál zo zariadenia (1) na sledovanie polohy elementov napínacej sústavy, výhodne z akcelerátora alebo digitálnej vodováhy, generovaný v dôsledku rýchlych zmien polohy ramena (2) a/alebo páky (3), a signály vyvolané zmenami okolitej teploty a napájacieho napätia sa odovzdávajú do sústavy komunikačného mikroprocesora (4) a následne bezdrôtovou cestou do riadiaceho centra. Sústava na detekciu trakčnej siete je tvorená aspoň jedným zariadením (1) na sledovanie polohy, pripevneným k ramenu (2) a/alebo páke (3) napínacej sústavy trolejového vedenia. Výstupy zariadenia (1a, 1b,... 1n) na sledovanie polohy a sústav (9, 10) merania teploty a napájacieho napätia sú spojené so vstupom komunikačného mikroprocesora (4).

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka spôsobu detekcie poškodenia napájacieho trolejového vedenia, najmä prerušenia trolejového vedenia alebo nosného lana a sústavy na uskutočňovanie tohto spôsobu, predovšetkým na zisťovanie rýchlo nastupujúcich zmien napnutia trolejovej siete, uplatňovanej najmä v železničnej doprave.Z opisu vynálezu Č. JP 2003348723 je známy systém detekcie anomálií napnutia vonkajších napájacích vedení pozdĺž trate pre vozidlá eleklrizovanej trakcie. Toto riešenie umožňuje rýchle a precízne zistenie odchýlok sledovaním zmeny stavu napnutia plynového stabilizátora pridržujúceho koncovku vonkajšieho vedenia. Plynový stabilizátor je vybavený prostriedkami konverzie veľkosti tlaku plynu na elektrické signály, ktoré sú následne spracovávané a zobrazované.Zo španielskeho patentového spisu č. ES 2164517 je známy kontrolný systém vonkajšieho elektrického vedenia železničnej trakcie určený na statické a dynamické diaľkové zisťovanie. Systém obsahuje prepínateľné mikroprocesorové snímače na detekciu pretrhnutia vedenia a poškodenia izolácie. Systém je určený na prácu v reálnom čase a zisťuje uvedené chyby, ktoré sú obzvlášť nebezpečné v železničnej doprave. Mikroprocesorové snímače sú inštalované na napínacom trakčnom stĺpe V úseku pohybu závažia. Snímače sa napájajú pomocou komunikačných káblov, ktorými sú automaticky konfigurované a ktorými je odovzdávaná informácia o zmenách napnutia trakcie alebo poškodeniach izolácie.Podľa opisu japonského vynálezu č. 6072191 boli na meranie napnutia trolejového vodiča použité najmä tenzometrické snímače pripevnené k aspoň jednému koncu trolejového vodiča. Takýto snímač je určený na signalizáciu zmien napnutia siete a na prenos signálu do blízko sa nachádzajúceho mikroprocesorového kontrolóra. Na základe prichádzajúcich signálov kontrolór určuje, ktorý z vodičov je poškodený.Uvedené riešenia sú charakteristické nmohými technickými nedostatkami, medzi inými využívajú drôtový prenos, ktorý je zaťažený mnohými nevýhodami, ako je napríklad náchylnosť na poškodenie vodiča, nedostatok dynamickej rekonflgurácie siete a obmedzenia týkajúce sa množstva elementov v sieti. Z hľadiska technických prostriedkov, slúžiacich na zisťovanie zmien napnutia trolejového napájacieho vedenia, potom obvykle ide o riešenie so skokovým meraním, zisťujúce rozsahy zmien, nie však s priebežným meraním,umožňujúcim eliminovať zisťovanie zmien nespôsobených chybami, nie však chyby s určitým zmenovým parametrom. Značnou nevýhodou riešení uplatňovaných vo svete je to, že vyžadujú zásahy do existujúcich napínacích sústav. Takýto prístup vyžaduje zakaždým overenie, či spomínaná ingerencia nespôsobí poruchy fungovania napínacích sústav alebo situácie ohrozujúce bezpečnosť trakcie. Je tiež potrebné vziať do úvahy,že nezabezpečenie galvanickej separácie sústavy na zistenie poškodenia (meracej sústavy) od trakčného napätia zvyšuje bezpečnostné riziká obsluhy systému. Značnou nevýhodou niektorých existujúcich riešení je využívanie optických systémov na určovanie polohy sledovaných elementov napínacej sústavy. Takéto riešenie vyžaduje zachovanie čistoty optických sústav a veľkú priepustnosť prostriedkov na prenos vizuálnych dát.V čase, keď sa zvyšuje rýchlosť železničnej dopravy, nadobúdajú otázky bezpečnosti cestujúcich, plynulosti a istoty napájania vonkajšieho elektrického vedenia čoraz väčší význam. Nevýznamné nie je ani včasné zistenie prípadov vandalizmu, vyskytujúceho sa v oblasti slabo stráženej rozsiahlej trakčnej siete. Sledovaním môže byť na tieto účely podrobená zmena hmotnosti napínacieho závažia a zisťovanie anomálií v napnutí trolejového vedenia, nespôsobených súčasným prerušením trolejového vedenia a nosného lana. Na druhej strane zmeny spôsobené predlžovaním/skracovaním trakčných vodičov v dôsledku teplotných vplyvov, to znamená ľahko predvídateľné systematické zmeny, nie sú sledované, napriek tomu podliehajú kompenzácii. Sledovaním teplotných zmien napnutie trolejového vedenia v diagnostickom zariadení však spôsobuje, že sa získava istota, že vzniknuté zmeny majú skutočne teplotný charakter a nie sú anomáliou vo fungovaní trakčnej siete. Okrem toho, takýto prístup umožňuje zisťovanie chýb v práci zabezpečovacích zariadení v systéme napínacích zariadení. Tým sa mení kategória niektorých diagnostických signálov z ignorovaných na také, ktoré vyžadujú napríklad korekciu v napínacej sústave.Uvedené nedostatky doterajšieho stavu techniky eliminuje spôsob detekcie poškodenia napájacieho trolejového vedenia, najmä prerušenie trolejového vedenia alebo nosného lana, založený na sledovaní zmien jeho napnutia, prejavujúcich sa pohybom s ním spriahnutých elementov napínacej sústavy, podľa vynálezu, spočívajúci v tom, že sa sleduje stav vychýlenia aspoň jedného z výkyvných ramien a/alebo páky napínacej sústavy, pričom signály z aspoň jedného zariadenia na sledovanie polohy, generované v dôsledku rýchlych zmienpolohy ramena či páky, vyvolaných poškodením trolejového vedenia a/alebo zo sústavy merania okolitej teploty ako zdroja informácií o teplotných zmenách, a/alebo zo sústavy merania sieťového napätia ako zdroja informácií o prejazde vlaku, sa odovzdávajú do sústavy komunikačného mikroprocesora a následne bezdrôtovou cestou do rozhodovacej centrály (strediska). Všetky zmeny polohy uvedených elementov napínacej sústavy, tzn. ich výkyvných ramien alebo páky, vrátane zmien spôsobených teplotnými vplyvmi, sú registrované. Zmeny ich polohy spôsobené termickými javmi však sústava komunikačného mikroprocesora nevyhodnotí ako poruchu a nereaguje na ne.Podstatu vynálezu tvorí ďalej sústava na detekciu poškodenia napájacieho trolejového vedenia uvedeným spôsobom, obsahujúca aspoň jedno zariadenie na sledovanie (meranie) polohy pripevnené k ramenu a/alebo páke napínacej sústavy siete. Výstupy zariadenia na sledovanie polohy sú spojené so vstupom komunikačného mikroprocesora. Komunikačný mikroprocesor je napáj aný pomocou napájacej sústavy pripojenej k trakčnej sieti. Na vstupy komunikačného mikroprocesora sú tiež pripojené aj výstupy sústavy merania okolitej teploty a sústavy merania sieťového napätia.Ako zariadenie na sledovanie polohy sa výhodne používa akcelerometer alebo digitálna vodováha s libelkou alebo bez nej. Možné je však použitie aj iných zariadení, napríklad snímača zrýchlenia s funkciou statického merania a rôznych druhov meracích zariadení, magnetických a piezokeramických prevodníkov, schopných detekcie a vyhodnotenia pohybu alebo rýchlej zmeny polohy.Zavedenie sústavy merania teploty spôsobuje, že systém nereaguje na zmeny polohy meracích zariadení spôsobené teplotnými podmienkami. Zvyšuje to spoľahlivosť fungovania sústavy pri súčasnej eliminácii falošných poplachov. Prednosťou zavedenia merania sieťového napätia je zvýšenie spoľahlivosti fungovania systému a eliminácia signálov spôsobených prechodom vlakov. Zmeny polohy meracích zariadení, sprevádzané znížením napätia v sieti pohybujúcim sa v medziach normy, nie sú vyhodnotené ako porucha alebo krádež.Navrhované riešenie garantuje galvanickú separáciu sústavy na detekciu poškodenia napájacieho trolejového vedenia od trakčného napätia, čo významne zvyšuje bezpečnosť práce a vyznačuje sa absenciou ingerencie do existujúcich riešení napínacích sústav trolejového vedenia. Jeho nespochybniteľnou prednosťou je tiež priebežné meranie všetkých zmien v napínacie sústave, a tým aj napnutie trolejového vedenia, umožňujúce zisťovanie stavov hraničiacich s anomáliami. Ide o prednosť, ktorá predstavuje zároveň formu diaľkového monitoringu priebežného stavu trakčnej siete a racionalizuje vykonávanie jej opráv a údržbárskych prac.Prehľad obrázkov na výkresochPredmet vynálezu je bližšie vysvetlený pomocou príkladu uskutočnenia zobrazeného na výkresoch,na ktorých na obrázku 1 je bloková schéma sústavy na detekciu poškodenia trolejovej siete, na obrázku 2 je znázornené rozmiestnenie zariadenia na sledovanie polohy V napínacej sústave polokompenzovanej siete, na obrázku 3 je znázornené rozmiestnenie zariadení na sledovanie polohy (vodováh) v napínacie sústave kompenzovanej siete, na obrázku 4 je znázornené rozmiestnenie zariadenia na sledovanie polohy (vodováh) v napínacie sústave kompenzovanej siete s nezávislou kompenzáciou trolejového vedenie a nosného lana. Rozmiestnenie meracích prvkov je prispôsobené napínacím sústavám s rôznymi prevodovými pomermi.Sústava na detekciu poškodenia napájacieho trolejového vedenia obsahuje zariadenie l na sledovanie polohy elementov napínacej sústavy trolejovej siete, na obrázku 1 označené aj ako g, 1 b až Q pre a až n úsekov trakcie zabezpečovaných napínacími sústavami trolejového vedenia. Zariadenia l na sledovanie polohy,tvorené digitálnymi vodováhami, sú v príklade uskutočnenia vyobrazenom na obrázku 3 pripevnené k ramenu g a páke 3 napínacej sústavy trolejového vedenia. Výstupy týchto zariadení l na sledovanie polohy sú spojené so vstupom komunikačného mikroprocesora í, ktorý je napájaný pomocou napájacej sústavy á pripojenej priamo k trakčnej sieti pomocou rezistorových prvkov. Zariadenie l na sledovanie polohy meria uhol naklonenia ramena z a/alebo páky (závesu) à a odhaľuje anomálie v napnutí trolejového vedenia, spôsobené časovo rozdielnym prerušením trolejového vodiča Q alebo nosného lana Z. Toto meranie spočíva v určení zmien uhla roztvorenia medzi prvkami napínacej sústavy trolejového vedenia, ktoré okrem prerušenia trolejového vedenia Q alebo nosného lana Z môžu byť spôsobené predlžovaním/skracovaním trolejového vedenia z teplotných dôvodov (tieto zmeny sú ľahko predvídateľné a pozvoľné) a zmenami hmotnosti napínacích závaží 3. Analyzujú sa však iba rýchle zmeny polohy sledovaných elementov napínacích sústav s cieľom odhaliť ich zmeny nesúvisiace s teplotnými zmenami dĺžky trolejového vedenia. Týmto spôsobom sú odhaľované všetky zmeny súvisiace s poškodeniami trolejového vedenia, ako je prerušenie trolejovéhovedenia alebo nosného lana a/alebo poškodenie napínacej sústavy (sústavy kompenzujúcej zmeny dĺžky trolejového vedenia). Úlohou sústavy komunikačného mikroprocesora 4 je analýza údajov zo zariadenia l na monitorovanie polohy, resp. g, Q až Q. Zariadenie l na sledovanie polohy elementov napínacej sústavy(ramien a páky), sústava 2 merania okolitej teploty a sústava Q merania trakčného napätia, ktorá je sústavou analyzujúcou elektrické parametre trakčnej siete, sa tiež označujú ako meracie sústavy.Vzhľadom na veľké rozptýlenie a rozlohu územia, zabraného trakciou, je toto rozdelené na menšie oblasti, zodpovedajúce úsekom vedenia napáj aným z jednej medzistanice. Údaje z týchto medzistaníc sa priebežne aktualizujú v centrálnej stanici, v ktorej sa sústreďujú údaje z jednotlivých podsystémov. Podsystém sa skladá zo zariadení radených v rade, ktorých úlohou je monitorovanie lokálneho miesta pred haváriou alebo devastáciou a retransmisia rádiového signálu zo susedných sústav (identického typu). Medzi subsystémami sa využíva prenos signálov pomocou existujúcich telekomunikačných sietí alebo iných druhov spojov. Lokálna sústava na detekciu poškodenia napájacieho trolejového vedenia monitoruje lokálne všetky premiestnenia elementov g, 3 napínacej sústavy, vyobrazených na obrázku 2, obrázku 3 a obrázku 4, pomocou zariadení l na sledovanie polohy odhaľujúcich vzájomné premiestnenie všetkých ramien z a/alebo pák 3 napínacej sústavy, ku ktorým dôjde pri pretrhnutí alebo prerezaní nosného lana Z alebo trolejového vedenia Q, a zmeny hmotnosti závažia § napínajúceho trolejový vedenia Q a nosné lano Z.Informácie z lokálnej sústavy na detekciu poškodenia trolejového vedenia sa odovzdávajú rádiovými vlnarni prostredníctvom sprostredkovateľských staníc (susedné lokálne sústavy) do stanice sústreďujúcej informácie až z niekoľkých desiatok staníc tohto typu. Tieto lokálne stanice sa napájajú z trolejového vedenia,pričom sú vybavené kompenzačným obvodom napájania, zabezpečujúcim ich správnu funkciu pri prerušení napájania v dôsledku zániku napájania alebo jeho prerušenia spôsobeného devastáciou. Sústreďujúca stanica vysiela informácie do jednej centrálnej stanice alebo viacerých centrálnych staníc, ktorých úlohou je centralizované monitorovanie stavu trakcie a rýchla lokalizácia poškodenia. Lokálnym sústavám prináležia unikátne identifikačné čísla, ktoré umožňujú určiť miesto poruchy s presnosťou cca na 1 km. Táto presnosť je daná hustotou rozmiestnenia lokálnych staníc.1. Spôsob detekcie poškodenia napájacieho trolejového vedenia, najmä prerušenia trolejového vedenia alebo nosného lana, založený na sledovaní zmien jeho napnutia prejavujúcich sa pohybom s ním spriahnutých elementov napínacej sústavy, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa sleduje stav vychýlenia aspoň jedného z výkyvných ramien (2) a/alebo páky (3) napínacej sústavy trolejového vedenia, pričom signály z aspoň jedného zariadenia (l) na sledovanie polohy, generované v dôsledku rýchlych zmien polohy ramena(2) alebo páky (3), a/alebo sústavy merania okolitej teploty ako zdroja informácií o teplotných zmenách,a/alebo sústavy (10) merania sieťového napätia ako zdroja informácií o prechode vlaku sa odovzdávajú do sústavy komunikačného mikroprocesora (4) a následne bezdrôtovou cestou do riadiaceho strediska.2. Sústava na detekciu poškodenia napájacieho trolejového vedenia podľa nároku 1, ktorá obsahuje zariadenie na detekciu zmien polohy elementov napínacej sústavy spriahnutej s vonkajším napájacím trolejovým vedením a elementmi spracovania a prenosu signálov, V y z n a č u j ú c a s a t ý m , že obsahuje aspoň jedno zariadenie (1) na sledovanie polohy pripevnené k ramenu (2) a/alebo páke (3) napínacej sústavy trolejového vedenia, ktorého výstup alebo ktorých výstupy sú pripojené rovnako ako výstupy sústavy (9) merania okolitej teploty a sústavy (10) merania sieťového napätias k vstupom do sústavy komunikačného mikroprocesora (4), napájanej z napájacej sústavy (5) pripojenej k trakčnej sieti.3. Sústava podľa nároku 2, V y z n a č uj ú c a s a t ý m , že zariadením (l) na sledovanie polohy je výhodne akcelerometer alebo digitálna vodováha.

MPK / Značky

MPK: G01R 31/08, B60M 1/28, B60M 1/26

Značky: poškodenia, spôsobu, sústava, detekcie, spôsob, trolejového, uskutočňovanie, napájacieho, tohto, vedenia

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-288261-sposob-detekcie-poskodenia-napajacieho-trolejoveho-vedenia-a-sustava-na-uskutocnovanie-tohto-sposobu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob detekcie poškodenia napájacieho trolejového vedenia a sústava na uskutočňovanie tohto spôsobu</a>

Podobne patenty