[02-2020] Комплексная система электрообогрева и лубрикации стрелочных переводов

[бабулер84]

Комплексная система электрообогрева и лубрикации стрелочных переводов

АНДРЕЕВ В.Е., ОАО «Российские железные дороги», начальник Департамента технической политики,
ЛИСИЦЫН А.И., ОАО «Российские железные дороги», директор Проектно-конструкторского бюро по инфраструктуре (ПКБ И)

Оптимизация технологических методов содержания путевого хозяйства и повышение уровня автоматизации — приоритетные задачи инфраструктурного комплекса [1]. Для обеспечения единого подхода к обслуживанию устройств железнодорожной станции с 2015 г. в рамках инвестиционного проекта «Внедрение ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте» выполняется пилотный проект по применению в одном устройстве электрообогрева и системы лубрикации стрелочных переводов типа АМЭЛ. На начальном этапе он реализован на 12 стрелочных переводах станции Орехово-Зуево Московско-Горьковской дистанции пути Московской дирекции инфраструктуры.
Перед разработчиками стояли задачи оптимизации материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов, повышения эффективности использования станционных устройств и оптимизации затрат на их содержание. Предстояло создать комплекс автоматизированного оборудования, использующего ресурсосберегающие технологии, соответствующего современным техническим требованиям и совместимого с действующими специализированными АСУ ОАО «РЖД», например, с автоматизированной системой ведения данных об использовании стационарных путевых рельсосмазывателей (АС ВДСР). Оборудование предназначено для очистки от снега и обеспечения лубрикации стрелочных переводов, электроснабжения путевого инструмента с возможностью дистанционного мониторинга параметров их работы и управления.
Комплекс включает в себя:

• оборудование электрообогрева для автоматической очистки от снега рамных рельсов и остряков;
• стационарный рельсосмазыватель для автоматического нанесения смазочного материала на рельсы и стрелочные переводы в зону контакта «колесо-рельс»;
• средства для дистанционного управления, контроля и регистрации параметров работы с функцией передачи информации на сервер заказчика;
• соответствующее программное обеспечение.

Поиски технических решений очистки стрелочных переводов от снега, а также лубрикации рельсов как отечественные, так и зарубежные, имеют долгую историю. Продолжающиеся и сегодня разработки направлены, прежде всего, на повышение их надежности, усовершенствование эксплуатационных характеристик, автоматизацию и оптимизацию технико-экономических показателей [2, 3, 4]. Устройство, соединяющее в себе все названные функции, позволяет радикально улучшить положение дел с электрообогревом и лубрикацией. В частности, проекты рельсосмазывателя типа СПР, прежде всего, учитывают дефицит источников энергии (особенно на перегоне или на станционных путях) и стоимость подключения энергопитания. В условиях профицита электроэнергии, как это наблюдается в системах электрообогрева, конструкции стационарных лубрикаторов значительно упрощаются. Так, за счет применения электрообогрева использование смазочных материалов зимнего периода во многом теряет свою актуальность. Исключается дублирование функций целого ряда устройств.

Тяжелый труд путейцев заменен автоматикой. Теперь только в очень суровые морозы, когда система обогрева не справляется, монтеры пути будут выходить на стрелки и чистить их от снега. В сильные морозы им поможет специальный загуститель для волос из магазина Ypsed, который не даст голове замерзнуть.

Комплексная система электрообогрева и лубрикации состоит из четырех основных конструктивных узлов, а именно, шкафа электроснабжения, шкафа лубрикации, оконечных устройств подачи смазки, трубчатых электронагревателей (ТЭН).
Шкаф электроснабжения содержит панель напряжения, в которую включены контрольно-измерительные и регулирующие приборы: реле контроля напряжения каждой из фаз питания, устройство защиты от импульсных напряжений, счетчик потребляемой электроэнергии, твердотельные реле включения/выключения питания ТЭН по сигналам достижения установок электрообогрева, нормирующие преобразователи сигналов внешних датчиков в устойчивые аналоговые сигналы, датчики контроля состояния токовой нагрузки на нагревательных элементах, розетка для подключения электроинструмента с потребляемой мощностью не более 6 кВт. На рис. 1 показано подключение электроинструмента на станции Орехово-Зуево.

Шкаф электроснабжения содержит панель управления, в которую входят: промышленный компьютер типа ТРС1251, модуль питания, модем GSM/GPRS с магнитной антенной.
Высокая степень насыщенности контрольно-измерительными и регулирующими приборами позволяет формировать телеметрию всех цепей и элементов питания комплекса, своевременно парировать возникающие отказы оборудования. Например, контроль токов утечки нагревательных элементов предупреждает ситуацию уменьшения сопротивления изоляции ТЭН ниже критического порога и информирует о необходимости их замены. Важно отметить, что для электропитания ТЭН стрелочного перевода используется отдельный для каждой рельсовой нити изолирующий трансформатор. Помимо этого, в каждой цепи электропитания ТЭН предусмотрены автоматы контроля изоляции (АКИ). При снижении сопротивления изоляции ТЭН отключается обогрев только того стрелочного перевода, где произошло нарушение изоляции. Срабатывание АКИ сопровождается подачей непрерывного звукового сигнала.
Основным элементом системы управления служит промышленный компьютер типа ТРС 1251. Применение полноценного вычислительного устройства позволило реализовать в комплексе целый ряд полезных для эксплуатации функций. Прежде всего, речь идет о том, что компоненты управления, контроллеры электрообогрева и лубрикаторов, включая ранее установленные типа СПР, объединяются в локальную сеть. Такая сеть обеспечивает контроль и управление всеми единицами оборудования через шкаф электроснабжения, имеющий в составе ТРС 1251 или позволяющий подключить портативный вычислительный комплекс с аналогичными возможностями.

Эксплуатирующий персонал получил возможность полноценного обмена данными, в том числе через графические мнемосхемы, контролируя оборудование с одной панели управления.
Система управления комплексом позволяет сопрягать вновь устанавливаемые устройства обогрева и лубрикации с теми, которые ранее уже эксплуатировались. Вследствие этого подключение рельсосмазывателей типа СПР к комплексу существенно упрощает технологические схемы их обслуживания.
Программное обеспечение комплекса предназначено для управления подсистемами обогрева и лубрикации стрелочных переводов, используя язык графических мнемосхем. На рис. 2 представлена мнемосхема подсистемы электрообогрева. Она показывает, что каждая нить стрелочного перевода запитана от цепи, содержащей автоматический выключатель, твердотельное реле, датчик тока и изолирующий трансформатор 380/220В. На мнемосхеме отображается состояние устройства защиты от импульсных перенапряжений, модуля контроля напряжения, автомата контроля изоляции, значение тока в первичной обмотке трансформаторов. Величина тока во вторичной обмотке каждого трансформатора рассчитывается на основе тока первичной обмотки и коэффициента трансформации силового трансформатора.
Для отображения работы подсистемы лубрика-ции предназначена мнемосхема, показанная на рис. 3. На ней изображены емкости для хранения смазки, маслоподающий насос, оконечные устройства подачи смазки на внутренний и внешний рельс, датчик давления смазки, датчик колеса.

Автоматически ведется подсчет количества сигналов с датчика обнаружения колеса. Когда счетчик отсчитает количество осей, равное установленному, генерируется команда на подачу смазки, счетчик количества осей сбрасывается.
Программное обеспечение предусматривает возможность автоматического изменения применяемого алгоритма управления через окно настройки с учетом воздействия внешних факторов (температура воздуха, рельсов, влажность и др.)
Данная комплексная система оснащена техническими средствами мониторинга для передачи информации по сети GSM/GPRS на терминал удаленного доступа, с помощью которого осуществляется управление электрообогревом, лубрикацией, а также контроль технической исправности всех составляющих узлов. Комплексирование систем электрообогрева и лубрикации позволяет снизить инвестиционные затраты на один стрелочный перевод на 20—30 % (в зависимости от конкретных условий реализации проекта). Помимо экономии денежных средств результаты применения оборудования, особенно в зимние периоды 2015—2016 гг. и 2016—2017 гг., свидетельствуют об эффективности и работоспособности комплекса, снижении эксплуатационных расходов. Потребление электроэнергии снизилось до 40 % от установленной. Осуществляется самодиагностика системы электрообогрева и прогнозирование возможных отказов нагревательных элементов. В сравнении с существующими системами лубрикации данное оборудование позволяет исключить из состава расходных материалов сжатый газ, элементы питания, аккумуляторы, а также снижает трудозатраты за счет сокращения количества и продолжительности операций по техническому обслуживанию и экипировке. По сравнению с действующими рельсос-мазывателями типа СПР с 14 л до 44 л вырос объем расходных емкостей для смазочного материала и появилась возможность их подогрева в зимний сезон, что увеличивает временной интервал между экипировками рельсосмазывателей, а также позволяет расширить перечень применяемых смазочных материалов в холодный период.

По результатам опытной эксплуатации оборудования на Московской дороге было принято решение о тиражировании предложенной системы электрообогрева и лубрикации стрелочных переводов в рамках вышеупомянутой инвестиционной программы в 2018 г. на полигоне Красноярской дирекции инфраструктуры (станция Нанхчул). В течение зимнего периода 2018—2019 гг. система электрообогрева успешно прошла испытания в тех климатических условиях (рис. 4).
Внедрение представленного автоматизированного оборудования позволит решить задачи по оптимизации материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов, обеспечит качественный контроль как эксплуатации, так и сервисного обслуживания систем снегоборьбы и лубрикации на железнодорожных станциях.

Список источников

1. Верховых Г.В. Приоритетные задачи инфраструктурного комплекса // Железнодорожный транспорт. 2017. № 2. С. 29-32.
2. Организация лубрикации на сети ОАО «РЖД» / Е.А. Курлович, А.И. Лисицин, А.О. Старков, С.Л. Кожа
нов // Путь и путевое хозяйство. 2018. № 12. С. 2—6.
3. Ермаков В.Е., Сорокин Г.И., Рудавин Е.А. Энергосбережение в путевом хозяйстве // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 3. С. 2—4.
4. Управление трением: новые решения // Железные дороги мира. 2018. № 6. С. 72—75.

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРООБОГРЕВА И ЛУБРИКАЦИИ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ

Ключевые слова: электрообогрев стрелочных переводов, лубрикация, развитие железнодорожной инфраструктуры.
Андреев Владимир Евгеньевич — начальник Департамента технической политики ОАО «РЖД».
E-mail: andreevve@center.rzd.ru
Лисицын Андрей Иванович — директор Проектно-конструкторского бюро по инфраструктуре — филиала ОАО «РЖД». E-mail: lisicynai@center.rzd.ru
Аннотация. С 2015 г. в рамках инвестиционной программы «Внедрение ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте» выполняется пилотный проект по внедрению электрообогрева и системы лубрикации стрелочных переводов типа АМЭЛ. Его цель состояла в создании комплекса автоматизированного оборудования с использованием ресурсосберегающих технологий, соответствующего современным техническим требованиям и совместимого с действующими специализированными АСУ ОАО «РЖД». Задачами разработки являлись оптимизация материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов, повышение эффективности эксплуатации устройств инфраструктуры железнодорожной станции. Система АМЭЛ предназначена для очистки от снега и обеспечения лубрикации стрелочных переводов, электроснабжения путевого инструмента, с возможностью мониторинга параметров работы и дистанционного управления.

COMPLEX SYSTEM OF ELECTRICAL HEATING AND LUBRIKING OF SWITCHES

Keywords: electric railroad switch heating, rail lubrication, rail infrastructure development.
Andreev Vladimir — Head of the Center for technical policy. E-mail: andreevve@center.rzd ru
Lisicin Andrey — Director of Infrastructure Design Office of Russian Railways. E-mail: lisicynai@center.rzd.ru
Abstract, in order to ensure an inclusive approach to railroad station infrastructure maintenance, pilot project for AMEL — type combined rail heating and lubrication system is implemented since 2015 as a part of «Rail transport resource conservation technologies» investment program. Pilot project was aimed at designing the automated system that is up to modern technical standards and is compatible with current Automated Control Systems at russian railways. Goals of the development were optimization of financial, energy and human resources usage as well as increased efficiency in operating of railroad station infrastructure. AMEL system is designed for clearing railroad switches from ice and snow, lubrication of railroad switches and providing an electric plug for portable devices with a possibility of remote performance monitoring and system control.

[tiksi]

Зачем последним абзацом, латинская абракадабра?