Выполнил : Студент группы ЭС -204 Гаврилов Д. А. Диагностика устройств связи

Введение Теоретической основой разработок является область науки техническая диагностика. Основной задачей технической диагностики является определение технического состояния устройств формальными методами, не зависящими от опыта и интуиции обслуживающего персонала, с наименьшими затратами времени. Цели устройств связи на подстанциях: - обмен информацией между подстанциями; - обмен информацией между подстанцией и центром управления; - обмен информацией для распределительной автоматики; - обмен информацией по измерениям; - контроль состояния и диагностики; - обмен информацией с техническими системами для конфигурирование устройств.

Конструктивные характеристики Рис.1. Схема присоединения собственных нужд при наличии на подстанции переменного и выпрямленного оперативного тока.

Конструктивные характеристики Рис.2. Схема присоединения собственных нужд при наличии на подстанциях с постоянным оперативным током.

Конструктивные характеристики Рис.3 Профили опор воздушных линий связи

Технические характеристики Для питания устройств связи на подстанциях применяются трансформаторы ТМ -2/10 мощностью 2 кВА, номинальным напряжением 6 или 10 кВ на высшей стороне и 230 В на низшей. Согласно ПУЭ и ПТЭ сопротивление изоляции относительно « земли »: - у цепей устройств связи, питаемых оперативным током, не менее 0,5 МОм ; - для воздушных линий связи : 2 МОм / км Напряжение в проводах воздушных линий связи по отношению к земле 200 В.

Факторы, влияющие на работу и выполнение функциональных свойств Основные факторы, которые влияют на работу устройства : приспособленность помещений для эксплуатации аппаратуры ( пыль, влажность, температура и т. п.), интенсивность гроз, повышенная влажность, мерзлота. Для линий связи в цепях оперативного тока также имеет значение стойкость кабелей к воздействию высоких температур. Также кабели линий связи должны быть герметичны.

Ограничения по влияющим факторам и функциональным свойствам Кабели связи должны быть термостойкими к металлическим коротким замыканиям. Относительная влажность воздуха на подстанции, при которой обеспечивается исправная работа устройств связи при t=20° С 80%.

Перечень приборов, используемых для диагностики Е 6-36/1 Мегаомметр цифровой

Перечень приборов, используемых для диагностики Рис. 4 Е6-36/1 Мегаомметр цифровой

Перечень приборов, используемых для диагностики ADS1102CAL+ цифровой осциллограф 100 МГц Количество каналов : два Полоса пропускания : 100 МГц Частота дискретизации в реальном времени : одноканальный режим – 25 к Гц … 1 ГГц двухканальный режим – 25 к Гц … 500 МГц на канал Максимальная эквивалентная частота дискретизации : 50 ГГц Горизонтальная развертка : коэффициент развертки - 4 нс / дел … 40 с / дел глубина памяти - 40K время нарастания фронта - не более 3,5 нс Вертикальная развертка : чувствительность : 2 мВ / дел - 5 В / дел смещение : ± 400 мВ / ± 2 В / ± 40 В / ± 50 В погрешность постоянного напряжения ± 3% Внутренняя память - 20 осциллограмм, 20 настроек, 2 опорные осциллограммы Внешняя память на USB-flash носитель Регистрация данных : выборка, пиковый детектор, усреднение Кадровый регистратор : запись до 1000 осциллограмм с интервалом 1 мс с Режим самописец : длина записи во внутреннюю память 6 млн. отсчетов Характеристики входа : развязка : по постоянному току, по переменному току, заземление входной импеданс – 1 МОм ±2% параллельно с 17 ± 3 пФ коэффициент ослабления щупа : 1 Х / 10 Х / 100 Х / 1000 Х максимальное входное напряжение – 400 В ( размах + постоянное напряжение ) задержка между каналами – 500 пс ограничение полосы пропускания – 20 МГц / полная полоса

Перечень приборов, используемых для диагностики Рис. 5 ADS1102CAL+ цифровой осциллограф

Перечень приборов, используемых для диагностики Э 535 – миллиамперметр Класс точности 0,5; Наименование Условное обозначение Конечное значение диапазонов измерений Область частот, Гц Габаритные размеры, мм Масса, кг Нормаль ная Рабочая Миллиампермет ры Э5355 мА х 195 х 961,2 10 мА м АСв.65 до 1500 Класс точности 0,5;

Перечень приборов, используемых для диагностики Рис.6 Э 535 – миллиамперметр

Перечень приборов, используемых для диагностики ИПК -3 Индикатор плохих контактов ИПК -3 Поиск плохих контактов ( обрывы, холодные пайки, ослабленные соединения ). Используется при производстве и испытании радиоаппаратуры. В комплект входят : - генератор с F ( ) к Гц - приемник и выносной пробник - Питание 220 В или батарейное - Вес 9,5 кГ. Рис.8 Индикатор плохих контактов ИПК-3

Условия проведения измерений Разрядные токи через тело человека при опасном влиянии высоковольтной линии с изолированной нейтралью должно быть не более 10 мА. Для проверки термической стойкости кабельной линии рассчитывается ток металлического КЗ в конце линии с начальной температурой в 40°C.

Организация работ В зависимости от влияния надежности отдельных устройств связи на безопасность движения поездов и бесперебойность процесса перевозок могут применяться три вида обслуживания : - регламентированное ТО - периодичность регламентных работ устанавливается единой для всех однотипных устройств, независимо от их технического состояния, но с учетом сезонности и технологической нагрузки ; - обслуживание по техническому состоянию - контроль технического состояния устройств производится периодически, но не чаще 1 раза в год, а объем остальных операций ( их набор и периодичность ) устанавливается по результатам этого контроля и анализу статистики отказов за предшествующие периоды ; - восстановительное ТО - регулярные регламентные работы не проводятся, а осуществляется только оперативное восстановление устройств после отказов и проведение отдельных работ по повышению надежности техники.

Схемы подключения приборов Рис.7 Сигнализатор понижения давления Стеклянная трубочка; 2- контакты; 3- капилляр; 4- ртутные столбики. Рис.8 Автоматическое устройство; 2- добавочные сопротивления; 3-контакты сигнализаторов; 4,5,6 – сигнальные жилы

Схемы подключения приборов ТН - измерительный трансформатор напряжения ; П - предохранители ; R1- регулировочная колонка ; R2,R3 – ограничивающие резисторы ; R исп – измеряемое сопротивление цепи, mA - миллиамперметр для измерения тока утечки испытуемой изоляции ; Кн - кнопка, шунтирующая миллиамперметр для его ; защиты от перегрузки ; Р - автоматический выключатель ; 10 - вольтметр Рис. 9 Схема установки для испытания изоляции вторичных цепей повышенным напряжением переменного тока.

Схемы подключения приборов Рис. 10 Измерительная схема для определения ёмкости сети на «землю»

Измерение ёмкости на « землю » осуществляют посредством подключения резистора сопротивлением в несколько Ом между отрицательным ( положительным ) полюсом и « землёй ». По осциллограмме напряжения на резисторе определяют постоянную времени разряда сети СОПТ на « землю » τ и рассчитывают её ёмкость : C сети = τ / R

Порядок выполнения измерений При технической диагностике производится в первую очередь производится визуальный осмотр кабелей, сетей связи, шкафов. Очистка их от накопившейся грязи. Измерение ёмкости на « землю » осуществляют посредством подключения резистора сопротивлением в несколько Ом между отрицательным. Кабельные линии - Измерение постоянным током : пар кабельных вставок, вводов и пар магистральных кабелей, разделанных на боксах 10% пар магистральных и распределительных кабелей местной связи сопротивления изоляции шлангового изолирующего покрова кабеля между оболочкой и землей. - Покраска кабельных коробок, ящиков, шкафов на кабелях местной связи. - Испытание кабеля на герметичность. Проверка герметичности установок для содержания кабеля под давлением. - Осмотр состояния линии, трассы кабельных вставок путем объезда - Измерение постоянным током : а ) магистральные, дорожные и избирательные связи б ) местные связи - Осмотр состояния линии. Чистка ревизионных сжимов, кабельных ящиков, шкафов. Осмотр монтажа, предохранителей, разрядников. Проверка состояния проводов заземлений и крепления скоб. - Контрольные измерения постоянным и переменным током - - Чистка и замена изоляторов на линиях - - Измерение ёмкости на « землю » - - Проверка изоляции методом амперметра - вольтметра

Порядок выполнения измерений Аппаратура ОП, ОУП С закрытием - Чистка аппаратуры, осмотр состояния монтажа плат, блоков, проверка и регулировка ( по необходимости ) реле, испытание оборудования на выявление плохих контактов прибором ИПК - Проверка аппаратуры на соответствие установочному электрическому пас порту по технологии, разработанной для данного типа аппаратуры - Измерение и коррекция амплитудно - частотной характеристики линейного тракта между ОП и при необходимости между ОУП - Измерение АЧХ воздушной линии Без закрытия - Наружный осмотр и чистка - Измерение напряжений в гнездах - стоек аппаратуры - Проверка частоты задающих генераторов ( ЗГ ) и генераторов контрольных частот ( ГКЧ )- Проверка переключения задающего генератора на резерв - Проверка приемников тонального набора и вызова ( ПТНВ ) и генератора тонального вызова ( ГТВ )- Проверка ПВУ и шнуров для аппаратуры

Порядок выполнения измерений АППАРАТУРА ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ СВЯЗИ - Измерение рабочего затухания цепей избирательной связи переменным током на частоте 800 Гц - Измерение амплитудно - частотной характеристики всего линейного тракта круга связи - - Проверка прохождения вызова с вызывного устройства, получение контроля вызова и качества разговора с промежуточными пунктами - - Проверка исправности соединительных шнуров

Затухание определяется по формуле: где – километрический коэффициент затухания линии; – длина участка; – суммарное вносимое затухание.

Рис.11 а) Семейства АЧХ линейного тракта между ОП и ОУП при температурах грунта tmax, tcp и tmin б) процесс коррекции АЧХ корректором Для коррекции устройств ОП и ОУП каскадно с ними включают четырехполюсник называемый амплитудным корректором. Рис. 12 Амплитудный корректор

Без закрытия - Наружный осмотр и чистка - Измерение напряжений в гнездах - стоек аппаратуры - Проверка частоты задающих генераторов ( ЗГ ) и генераторов контрольных частот ( ГКЧ ) Проверка производится путём подключения к устройству ОП и ОУП измерительного генератора.

Рис.13 ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ Г4-219

Диапазон несущих частот : 1 Гц МГц. АМ : диапазон частот внутреннего модулирующего сигнала : 1 Гц к Гц ; диапазон частот внешнего модулирующего сигнала : 10 Гц - 20 к Гц ; пределы регулировки коэффиуиента АМ : 0-99 %. ЧМ : диапазон частот внутреннего модулирующего сигнала : 1 Гц к Гц ; диапазон частот внешнего модулирующего сигнала : 10 Гц - 20 к Гц ; пределы регулировки девиации : 1 Гц к Гц. ФМ : диапазон частот внутреннего модулирующего сигнала : 1 Гц к Гц ; диапазон частот внешнего модулирующего сигнала : 10 Гц - 20 к Гц ; пределы регулировки девиации : °. - Проверка переключения задающего генератора на резерв - Проверка приемников тонального набора и вызова ( ПТНВ ) и генератора тонального вызова ( ГТВ )- Проверка ПВУ и шнуров для аппаратуры

АППАРАТУРА ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ СВЯЗИ - Измерение рабочего затухания цепей избирательной связи переменным током на частоте 800 Гц Измерение амплитудно - частотной характеристики всего линейного тракта круга связи - - Проверка прохождения вызова с вызывного устройства, получение контроля вызова и качества разговора с промежуточными пунктами - Проверка исправности соединительных шнуров Рис.14 АЧХ и ФЧХ полного тракта линии связи

ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СВЯЗИ - Проверка напряжения источников питания - - Проверка надежности работы системы автоматического переключения фидеров - - Внешний осмотр, проверка надежности контактов и чистка приборов, монтажа рубильников, переключателей - - Внешний осмотр аккумуляторов, протирка банок и стеллажей - - Проверка плотности электролита во всех банках с доливкой воды или электролита ; проверка напряжения всех элементов - - Проверка емкости батарей - - Внешний осмотр и удаление пыли с поверхности, проверка напряжения и тока : - А ) в узлах связи, имеющих сменное дежурство - Б ) в узлах связи, не имеющих сменного дежурства - - Проверка работы электропитающей установки с переключением на резерв, - - Чистка и детальная проверка выпрямителей - Также проводится измерений сопротивления вторичных цепей

Статистическая обработка результатов Измерения оборудования устройств связи, полученные во время проведения диагностических мероприятий заносятся в протоколы измерений. Аккумуляторы : - Сопротивление изоляции батареи по отношению к земле при напряжении 110 В - не менее 100 к Ом ; В не менее 200 к Ом - Напряжение зарядного устройства при " буферной работе " и плотности электролита в каждом кислотном аккумуляторе 1,2 - 1,21 - 2,2 +/- 0,05 В - Напряжение кислотных аккумуляторов в конце разряда, измеренное под нагрузкой при плотности электролита 1,15 - 1,8 В - Температура электролита во время : заряда кислотных аккумуляторов Не выше 40 ° С Воздушные линии связи - сопротивление между проводом и землёй в сырую погоду – 2 МОм / км

Заключение В ходе выполнения курсовой работы, был изучен метод диагностики устройств связи в пределах тяговой подстанции, а также на линиях передач. Производился визуальный осмотр оборудования, его очистка, оценка состояния аккумуляторных батарей, выпрямляющих устройств, аппаратуры ОП и ОУП, аппаратуры избирательной связи, а также кабельных линий. Основное оборудование, использовавшееся в процессе диагностирования : мегаомметр, осциллограф, установка MMG 5/10, а также индикатор плохого контакта. Результаты диагностирования заносятся в протоколы. Полученные значения сравниваются с нормативными и делается вывод о необходимости замены или ремонта устройств связи.