Sieć sensorowa do rejestracji drgań górnej sieci trakcyjnej w celach diagnostyki eksploatacyjnej

• Autorzy: Karwowski K. , Kuciński M. , Mizan M. , Wilk A.

Warianty tytułu

EN

Sensor network for registration of overhead contact line vibration for operational diagnostics purposes

• Konferencja: XXVII cykl seminarów zorganizowanych przez PTETiS Oddział w Gdańsku ZASTOSOWANIE KOMPUTERÓW W NAUCE I TECHNICE 2017 (XXVII; 2017; Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wraz ze wzrostem prędkości kolejowych pojazdów elektrycznych zwiększają się wymagania utrzymania sieci trakcyjnej w odpowiednim stanie technicznym. Ciągły monitoring i diagnostyka pozwalają wykrywać pogarszającą się jakość odbioru prądu z sieci jezdnej. Jedną z metod jest umieszczenie czujników przyspieszenia na przewodzie jezdnym. Analiza przebiegu przyspieszenia pozwala określić jakość współpracy sieci jezdnej z pantografem. Symulacja dynamiki takiego układu ułatwia dobór parametrów akcelerometrów. Wykorzystanie bezprzewodowej sieci sensorowej redukuje konieczność izolacji elektrycznej czujników od sieci trakcyjnej. W artykule omówiono projekt i realizację sieci sensorowej do rejestracji przyspieszeń przewodów sieci jezdnej. Zaprezentowano wstępne wyniki pomiarów laboratoryjnych.

EN

Together with increasing traction vehicle’s speed a need to maintain overhead contact lines in an appropriate technical condition constantly rises. Permanent monitoring and diagnostics is necessary to detect unfavorable phenomenon deteriorating current collecting quality e.g.: excessive wear of contact strips, incorrect vehicle’s pantograph force settings. One of the methods is to place acceleration sensor on the contact wire. Analysis of measured waveforms should allow quality estimation of cooperation the overhead contact line with the pantograph. Preliminary simulation of the dynamics of such a system facilitates selection of important accelerometer parameters. Wireless network selection as sensor network communication medium bypasses necessity for electric insulation between measurement system’s elements and overhead line. The design has to take into an account low power usage and renewable sources energy harvesting methods. The paper presents the results of simulation of dynamic pantograph cooperation with the overhead contact line. The design and realization of wireless sensor network to investigate the contact line acceleration are described. Preliminary laboratory measurement’s results are presented.

Słowa kluczowe

PL

górna sieć trakcyjna; modelowanie i symulacja; analiza drgań; bezprzewodowa sieć sensorowa

EN

overhead contact line; modelling and simulation; vibration analysis; wireless sensor network

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 57
• Strony: 43--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Karwowski K.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, tel.: [phone]

autor

Kuciński M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, tel.: [phone]

autor

Mizan M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, tel.: [phone]

autor

Wilk A.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, tel.: [phone]

Bibliografia

• 1. Nåvika P., Rønnquista A., Stichelba S.: A wireless railway catenary structural monitoring system: Fullscale case study, Case Studies in Structural Engineering 6 (2016) 22–30.
• 2. Hodge V. J., O’Keefe S., Weeks M., Moulds A., Wireless Sensor Networks for Condition Monitoring in the Railway Industry: A Survey. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 16, No. 3, 2015.
• 3. Koyama T., Detection of pantograph failures using sensors fixed to the catenary system. Railway Tech. Avalanche. No. 41, December 27, 2012.
• 4. Judek S., Karwowski K., Mizan M., Wilk A., Modelowanie współpracy odbieraka prądu z siecią trakcyjną. Przegląd Elektrotechniczny, No. 12 (2015).
• 5. Wu T., Brennan M.J.: Basic analytical study of pantograph-catenary system dynamics. Journal of Vehicle System Dynamics, vol. 30, 1998, s. 443-456.
• 6. Mizan M., Karwowski K., Karkosiński D.: Monitoring odbieraków prądu w warunkach eksploatacyjnych na linii kolejowej. Przegląd Elektrotechniczny, No. 12 (2013).
• 7. PN-EN 50318:2003 Zastosowania kolejowe – Systemy odbioru prądu – Walidacja symulacji oddziaływania dynamicznego pomiędzy pantografem a siecią jezdna górną, PKN, Warszawa 2003.
• 8. Karwowski K., Mizan M., Karkosiński D.: Monitoring of current collectors on the railway line. Transport (online) 2016, s. 1-9 (e-ISSN 1648-3480).
• 9. Wilk A., Karwowski K., Judek S., Mizan M.: A new approach to determination of the two-mass model parameters of railway current collector. Twelfth International Conference MET'2015 Modern Electrified Transport 4 - 7 October 2015 Trogir – Croatia.
• 10. Wilk A., Karwowski K., Judek S., Mizan M.: Modelowanie i symulacja dynamiki ruchu trakcyjnego odbieraka prądu. Przegląd Elektrotechniczny nr 10 (2016), s.243-248 (ISSN 0033-2097).
• 11. Giętkowski Z., Karwowski K., Mizan M.: Diagnostyka sieci trakcyjnej. Wydaw. PG, Gdańsk 2009.
• 12. Ikeada M., Nagasaka S., Usuda T.: A precise contact force measuring method for overhead catenary system. World Congress on Railway Research, Köln, Germany, Sept. 2001, s. 1-12.
• 13. Usuda T., Ikeda M., Koyama T., Detecting method of pantograph failure by measuring catenary vibration. SPARK, 2013.
• 14. Usuda T., Ikeda M., Yamashita Y., Method for Detecting Step-shaped Wear on Contact Strips by Measuring Catenary Vibration. QR of RTRI, Vol. 52, No. 4, Nov. 2011.
• 15. Collina A., Fossati F., Resta F.: An innovative OHL diagnosis procedure based on the pantograph dynamics measurements. World Congress on Railway Research, Köln, Germany, Sept. 2001, s. 1-10.
• 16. Karwowski K., Kuciński M., Kulig E.: Monitoring górnej sieci trakcyjnej z wykorzystaniem bezprzewodowej sieci sensorowej – węzeł pomiarowy. TTS 12/2015.
• 17. Wilk A., Mizan M., Kaczmarek P., Karwowski K., Skibicki J.: Badania eksperymentalne i symulacyjne dynamiki modelowego odcinka sieci trakcyjnej. Zesz. Nauk. Wydz. Elektrotechniki i Automatyki PG nr 57 (2017).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).