Системы диагностики и мониторинга железнодорожного подвижного состава
Справочник содержит информацию о технологиях, методах и нормативных требованиях к контролю технического состояния локомотивов и вагонов, применяемых на железных дорогах.
Основные понятия
Диагностирование – процесс определения технического состояния объекта с помощью приборов без его разборки (определение по ПКБ ЦТ.06.0039).
Стационарные средства диагностики (ССД) – комплекс оборудования, установленный на железнодорожном пути для контроля параметров подвижного состава в движении.
Методы неразрушающего контроля (НК)
Применяются при ремонте и техническом обслуживании для выявления дефектов в деталях и узлах без их демонтажа или разборки.
Магнитопорошковый контроль (МПК)
Назначение: Обнаружение поверхностных и подповерхностных дефектов (трещин, надрывов) в ферромагнитных деталях.
Объекты контроля: Оси колесных пар, детали автосцепки, элементы рам тележек, шейки осей.
Нормативный документ: Инструкция ПКБ ЦТ.25.0164 (01.07.2013) и ЦТт-18/1 (29.06.1999).
Вихретоковый контроль (ВД)
Назначение: Выявление дефектов и контроль физико-механических свойств в токопроводящих материалах.
Объекты контроля: Шейки осей, крепежные изделия, элементы подвески тяговых двигателей.
Нормативный документ: Инструкция ПКБ ЦТ.25.0163 (01.07.2013) и ЦТт-18/2 (29.12.1999).
Ультразвуковой контроль (УЗК)
Назначение: Обнаружение внутренних дефектов (раковин, расслоений) и измерение толщины стенок.
Объекты контроля: Колесные пары, бандажи, детали рамы, сварные швы.
Нормативный документ: Инструкция ЦТт-18/3 (23.06.2000) на базе дефектоскопа УД2-102.
Периодичность контроля
Согласно Приложению Д руководства ПКБ ЦТ.06.0039, магнитный или ультразвуковой контроль критически важных деталей (оси колёсных пар, элементы рам) проводится при каждом деповском ремонте (ДР).
Бортовые системы контроля на электровозах (на примере ВЛ80)
Комплекс аппаратуры, установленной на локомотиве для контроля параметров работы в реальном времени.
Система температурного контроля (СТК)
- Назначение: Защита тяговых двигателей (ТЭД НБ-418К6/К8) от перегрева.
- Датчики: Позисторы (СТ14-2А-160) с температурой срабатывания 160°C.
- Принцип работы: При превышении температуры резко возрастает сопротивление позистора, что приводит к размыканию цепи питания светодиодной индикации в кабине.
- Действия бригады: При срабатывании СТК и погасании светодиода необходимо снизить нагрузку и, при токе ≤ 1000А, отключить перегретый силовой блок.
Регистрация параметров (РПДА)
- Назначение: Автоматическая запись параметров движения и работы оборудования (скорость, ток, напряжение, давление в ТМ).
- Использование: Анализ режимов работы, расследование нарушений, планирование ремонтов.
- Правовая основа: Упоминается в ПКБ ЦТ.06.0039 как система, диагностика которой регламентируется отдельными инструкциями.
Диагностика электронного оборудования
В рамках ТО и ТР электровозов ВЛ80с/т/р проводится:
- Проверка параметров силовых тиристорных преобразователей (ВИП).
- Диагностика блоков управления (БУВИП, БУРТ) с помощью автоматизированных стендов.
- Контроль полупроводниковых ограничителей напряжения (ПОН).
Источник: Раздел 8.6 Руководства ПКБ ЦТ.06.0039.
Контролируемые параметры и предельные значения (на примере ВЛ80с)
Основные технологические параметры, за которыми ведется наблюдение для обеспечения безопасности и исправной работы.
| Контролируемый параметр / Система | Нормальное значение / Уставка | Критическое (аварийное) значение / Действие защиты | Примечание (источник данных) |
|---|---|---|---|
| Температура обмоток тягового двигателя (ТЭД) Система температурного контроля (СТК) |
Рабочая температура в пределах теплостойкости изоляции класса H (до 180°C). | Срабатывание позистора СТ14-2А-160 при температуре ~160°C → разрыв цепи светодиодной индикации в кабине. | Позистор СТ14-2А-160 имеет квалификационную температуру 160°C. При ее достижении сопротивление резко возрастает (техническое описание СТК для ВЛ80). |
| Давление в тормозной магистрали (ТМ) Пневмосистема |
Номинальное давление в магистрали: 4.8–5.2 кгс/см² (0.47–0.51 МПа). | Срабатывание ЭПК-150 (электропневматический клапан) при снижении давления в ТМ на 0.15–0.2 МПа от зарядного → экстренное торможение. | Требования к тормозному оборудованию (стандарт для подвижного состава). Уставка ЭПК-150 регламентирована. |
| Сопротивление изоляции силовых цепей Контроль при ТО и ремонте |
Не менее 0.5 МОм для цепей напряжением до 110 В и не менее 1 МОм для цепей выше 110 В (при холодном состоянии). | Значение ниже нормы требует сушки, поиска утечки или ремонта перед подачей высокого напряжения. | Приложение В руководства ПКБ ЦТ.06.0039. Проверка мегаомметром на 2500 В для силовых цепей ТЭД. |
| Сопротивление изоляции обмоток ТЭД Межвитковое замыкание, пробой на корпус |
Не менее 10 МОм (для двигателей НБ-418К6/К8) при температуре +20°C. | Значение менее 1 МОм указывает на сильное увлажнение или повреждение изоляции, требует ремонта. | Нормы по руководству ПКБ ЦТ.06.0039. Критический параметр для безопасности. |
| Износ бандажа колесной пары Контроль геометрии при ТО и ремонте |
Максимальный прокат по кругу катания: до 7 мм (допустимый). | Прокат более 10 мм (предельный) – колесная пара подлежит замене, дальнейшая эксплуатация запрещена. | Нормы допусков по Приложению А руководства ПКБ ЦТ.06.0039 и инструкциям по ремонту колесных пар. |
| Ток нагрузки тягового двигателя Защита силовых цепей |
Длительный ток для ТЭД НБ-418К6: ~720 А (при продолжительном режиме). | Срабатывание максимальной токовой защиты (быстродействующих выключателей) при коротком замыкании или значительной перегрузке. | Технические характеристики ТЭД НБ-418К6/К8. Точные уставки защиты определяются настройкой аппаратуры. |
| Параметры вибрации буксового узла Виброакустический контроль при ТР |
Уровень вибрации, не превышающий установленные для исправных подшипников эталонные спектры. | Превышение пороговых значений виброускорения или появление характерных частот износа – сигнал для ревизии подшипника. | Методики вибродиагностики, применяемые при плановом ТР. Является предупредительной диагностикой. |
Пояснение к данным
Представленные значения являются реальными нормируемыми параметрами для электровозов серии ВЛ80, приведенными в технической документации (ПКБ ЦТ.06.0039, инструкции). Они отражают предельные состояния, при которых система или узел требуют вмешательства. Частота контроля в реальной эксплуатации определяется регламентом ТО (раз в несколько суток) или работой дискретных датчиков (как СТК), а не произвольным временным интервалом.
Стационарные средства диагностики (ССД)
Комплексы, размещенные на перегонах или станциях для автоматического контроля подвижного состава в движении.
| Тип контроля (по ГОСТ 34709-2021) | Измеряемые параметры / Выявляемые неисправности | Типовое расположение |
|---|---|---|
| Тепловизионный контроль букс (Хот-боксы) | Температура буксовых узлов, превышение порога (норма до 70°C, авария >90°C). | Вход на станции, перед парками отстоя. |
| Контроль геометрии колесной пары | Прокат, ползуны, толщина гребня, износ бандажа. | Перед входными стрелками депо, на выезде с ремонтных заводов. |
| Вибрационно-акустическая диагностика | Повышенная вибрация тележек, дефекты подшипников качения. | На перегонах с устойчивым режимом движения. |
| Контроль габарита | Превышение габарита погрузки, смещение груза. | Вход на грузовые станции и мосты. |
Требования ГОСТ 34709-2021
Стандарт устанавливает общие технические требования к стационарным средствам диагностики, включая точность измерений, надежность, условия эксплуатации и формат выходных данных для интеграции с централизованными системами учета.
Нормативная и техническая документация
Государственные и отраслевые стандарты
- ГОСТ 34709-2021 – Стационарные средства диагностики железнодорожного подвижного состава на ходу поезда. Общие технические требования.
- ЦТтех-36/5 от 10.10.2006 – Руководящий документ. Неразрушающий контроль деталей и узлов локомотивов и МВПС. Общие положения.
Инструкции по неразрушающему контролю (НК)
- ПКБ ЦТ.25.0163 – Инструкция по вихревому контролю деталей и узлов локомотивов (01.07.2013).
- ПКБ ЦТ.25.0164 – Инструкция по магнитопорошковому контролю деталей и узлов локомотивов (01.07.2013).
- ЦТт-18/1, ЦТт-18/2, ЦТт-18/3 – Инструкции по МПК, ВД и УЗК методам (1999-2000 гг.).
Руководства по ремонту и ТО (на примере ВЛ80)
- ПКБ ЦТ.06.0039 – Основное Руководство по ТО и ТР электровозов ВЛ80 всех модификаций. Содержит перечни диагностируемого оборудования, нормы и периодичность контроля.
- Приложение У к ПКБ ЦТ.06.0039 – Перечень основного оборудования… подлежащего технической диагностике – ключевой документ для планирования диагностических работ.