Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological properties of materials designed for contact wire / current collector slider contacts

Posmyk Andrzej, Myalski Jerzy

Tribologia

|

2023

|

nr 4

53--58

EN

The article describes basics of production as well as a structure and tribological properties of a composite with a B101 bronze matrix and glassy carbon acting as a solid lubricant. The composite is intended for use as a sliding cover of a current collector in a rail transport. It is intended to replace the previously used carbon-copper composites, which have insufficient mechanical properties for high-speed rail. The results of comparative tribological tests of the matrix and composite material in contact with a traction copper (Cu-ETP) confirmed lower wear of the composite than that of the matrix under friction in air, without current load. The addition of 10% of a large-cell glassy carbon foam (90% porosity) reduced the wear of the contact (by 28% and 10%) but did not significantly reduce (by 8.4–5.8%) the friction forces. In the tested contacts abrasive and adhesive wear, caused by the presence of copper, dominated. Self-mated materials tend to develop adhesive bonds. Therefore, the next stage of the research optimising a composite production process, e.g. by using a glassy carbon foam with smaller elementary structure or glassy carbon microparticles will be used.

PL

W artykule opisano podstawy wytwarzania, budowę i właściwości tribologiczne kompozytu z osnową z brązu B101 i węglem szklistym pełniący rolę smaru stałego. Kompozyt jest przewidziany do zastosowania jako nakładka ślizgowa odbieraka prądowego w transporcie szynowym. Ma on zastąpić stosowane dotychczas kompozyty węglowo miedziane, które mają niewystarczające właściwości mechaniczne dla kolei wysokich prędkości. Wyniki porównawczych badań tribologicznych materiału osnowy i kompozytu we współpracy z miedzią trakcyjną (Cu-ETP) potwierdziły mniejsze zużycie kompozytu niż osnowy w warunkach tarcia technicznie suchego, bez obciążenia prądowego. Dodanie 10% wielkokomórkowej pianki (porowatość 90%) z węgla szklistego zmniejszyło zużycie skojarzenia (o 28% i 10%), ale nie zmniejszyło znacząco (o 8.4–5.8%) sił tarcia. W badanych skojarzeniach dominowały zużywanie ścierne i adhezyjne spowodowane obecnością miedzi. Materiały jednoimienne mają skłonność do sczepień adhezyjnych. Dlatego w następnym etapie badań zostanie wykorzystana optymalizacja procesu wytwarzania kompozytu, np. przez zastosowanie pianki z węgla szklistego o mniejszych wymiarach elementarnej komórki struktury oraz mikrocząstek węgla szklistego.

2

Prediction of thickness of pantograph contact strips using Artificial Neural Networks

Kuźnar Małgorzata

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 12

173--180

EN

The sliding strip of the current collector (pantograph) of a rail vehicle is an element directly cooperating with the catenary and is exposed to abrasion, electric discharge and various types of damage. It is therefore the most frequently replaced element. However, often sliding strips are exchanged before exceeding the limit thickness value, which increases the costs related to technical maintenance. Because the wear process is dependent on many factors, heuristic methods are necessary to predict the thickness of the sliding strip. Knowing the predicted thickness value, it will be possible to adapt the maintenance cycle. In the article, the results of simulations carried out based on the developed structure of the artificial neural network are also presented.

PL

Nakładka ślizgowa odbieraka prądu pojazdu szynowego jest elementem bezpośrednio współpracującym z siecią trakcyjną w związku, z czym narażona jest na zużycie ścierne, elektroerozyjne oraz różnego rodzaju uszkodzenia. Jest, zatem elementem najczęściej wymienianym. Często jednak nakładki wymieniane są przed przekroczeniem granicznej wartości grubości, co zwiększa koszty związane z obsługą techniczną. Ponieważ proces zużycia jest zależny od wielu czynników, dlatego do predykcji grubości nakładki ślizgowej niezbędne jest zastosowanie metod heurystycznych. Znając prognozowaną wartość grubości, możliwe będzie odpowiednie dostosowanie cyklu utrzymania. W artykule przedstawiono wyniki symulacji przeprowadzonych na podstawie opracowanej struktury sztucznej sieci neuronowej.

3

Zastosowanie SSN do predykcji zużycia węglowych nakładek odbieraka prądu

Kuźnar M.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2017

|

Vol. 8, nr 3-4

97--103

PL

Odbieraki prądu w pojeździe trakcyjnym służą do poboru prądu z sieci trakcyjnej. Elementem mającym bezpośredni kontakt z przewodem jezdnym jest ślizgacz, a dokładniej węglowa nakładka stykowa, narażona zarówno na zużycie eksploatacyjne, jak i różnego rodzaju uszkodzenia związane z użytkowaniem. Jest elementem odbieraka najczęściej wymienianym. W celu ustalenia przyczyny uszkodzenia nakładki konieczna jest znajomość typu uszkodzenia. Przyczyna wymiany nakładki wnioskowana może być na podstawie charakterystyki zużycia węglowych nakładek stykowych. W celu predykcji zużycia węglowych nakładek stykowych zastosowano Sztuczną Sieć Neuronową typu Feed-Forward z propagacją wsteczną o 6 warstwach ukrytych po 10 neuronów w każdej warstwie. Błąd średniokwadratowy dla procesu uczenia sieci wyniósł 0,578, a wyniki dotyczące predykcji zużycia nakładki przedstawiono w artykule.

EN

In the traction vehicles, current consumption from the overhead contact line is possible thanks to the current collectors (pantographs). An element that has a direct contact with the contact wire is a slide plate, and more specifically, a carbon contact strips. Affected by both operational wear and various types of damage related to operational maintenance, carbon strip is the element which most commonly need to be exchanged. To determine the cause of damage to the contact strip, it is necessary to know the type of damage. The reason for replacing the carbon contact strip may be claimed on the basis of the wear characteristics. In order to predict the wear of carbon strip, a Feed-Forward Artificial Neural Network with backward propagation of 6 hidden layers and 10 neurons in each layer was applied. The mean square error for the network learning process was 0.578, and the results for the pantograph contact strip wear were presented in the article.

4

Development a Forecasting Method of Friction Pairs Wear of the Current Collection

Antonov A. V., Bolshakov Y. L., Sychenko V. G.

Problemy Kolejnictwa

|

2017

|

Z. 177

13--19

EN

Purpose: Development a forecasting method of friction pairs wear of the current collection on electric rail transport. Relevance: The most costly in the operation of the electrified railway transport are maintenance and repair of contact networks and pantographs. The costs magnitude depends of the catenary type, electric rolling stock, materials of the friction pair „contact wire – contact strip” and environment parameters. For today there is no consensus regarding the choice of the pantograph contact strips type for the specific operating conditions of the electric rolling stock. Therefore, the resource elements of the friction pair ineffi ciently used. A solution to this problem would be to a forecasting method of friction pairs wear of the current collection. Scientific novelty: Developed a method forecasting wear of contact wires and contact strips basis on the of the neural network model. To build a neural network was used the experimental dependences and was taken into account the change pressing force of the pantograph along span of the catenary, current value, current collecting elements type and modify the parameters environment. Practical importance: The proposed method allows to estimate the wear of the contact pair without the necessity for additional bench tests. This will significantly increase the effectiveness of the design new and modernization of alreadyexploited contact network sections.

PL

Cel: Opracowanie metody prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierających prąd w kolejowej trakcji elektrycznej. Znaczenie: Utrzymanie i naprawa systemu sieci trakcyjnej i pantografów są najbardziej kosztowne w eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. Wielkość kosztów zależy od typu sieci trakcyjnej, elektrycznego taboru kolejowego, materiałów, z których są wykonane pary cierne, tzn. przewodu jezdnego i nakładki stykowej oraz parametrów środowiska. Do dzisiaj nie dokonano wyboru typu nakładki stykowej pantografu dla konkretnych warunków eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. W związku z tym, właściwości elementów par ciernych nie są efektywnie wykorzystywane. Rozwiązaniem tego problemu może być metoda prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierania prądu. Innowacja naukowa: Opracowana metoda prognozowania zużycia par ciernych przewodu jezdnego i nakładki stykowej jest oparta na modelu sieci neuronowej. W celu zbudowania sieci neuronowej wykorzystano zależności eksperymentalne i wzięto pod uwagę zmianę sił nacisku na pantograf wzdłuż przewodu trakcyjnego, wartość prądu, typy elementów urządzeń odbierania prądu i zmiany parametrów środowiska. Znaczenie praktyczne: Zaproponowana metoda pozwala ocenić zużycie pary ciernej przewodu bez konieczności przeprowadzenia dodatkowych badań stanowiskowych, co znacznie zwiększy efektywność projektowania nowych i modernizacji już istniejących odcinków sieci trakcyjnej.

5

Eksploatacja odbieraków prądu wyposażonych w węglowe nakładki stykowe - problematyka, pomiary, uwagi

Hełka A., Mańka A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2017

|

z. 116

83--90

PL

Na polskich liniach kolejowych w 2011 roku wprowadzono obowiązek stosowania odbieraków prądu wyposażonych w nakładki stykowe wykonane z materiału węglowego. Nakładki te zastąpiły stosowane od wielu lat nakładki miedziane. W przypadku pojazdów trakcyjnych wyposażonych w odbieraki prądu starszego typu, zastosowano specjalne adaptery, które umożliwiły zamocowanie najnowszych nakładek stykowych. Takiego problemu nie było w przypadku zastosowania na pojeździe pantografu nowego typu, konstrukcyjnie przystosowanego do węglowych nakładek. Pojazdy z odbierakami prądu obu rodzajów od tamtej pory kursują po polskich liniach kolejowych. Przez te parę lat użytkowania tego typu odbieraków prądu zaobserwowano różnego rodzaju zjawiska i sytuacje związane z ich eksploatacją. Ponieważ w niektórych sytuacjach eksploatacyjnych stwierdzono istotne problemy w związku z tym przeprowadzono szereg badań doświadczalnych. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia, które wynikają z eksploatacji odbieraków prądu wyposażonych w węglowe nakładki stykowe wraz z analizą i uwagami uwzględniającymi ich specyficzne właściwości użytkowe.

EN

The Polish railway lines in 2011 introduced the obligation to apply the current collector fitted with fishplates made of carbon material. These overlays replaced used for many years copper overlays. In the case of traction vehicles, equipped with the older type current collectors, there are special adapters that enabled fastening fishplates of a new type. There was no such problem in the case of application on a vehicle the new type of pantograph, structurally adapted to carbon overlays. Vehicles with current collectors of both types since then run on the Polish railways. During these few years of use this type of current collectors was observed different kinds of phenomena and situations related to their operation. Since in some operational situations, it was found some problems in this regard have been carried out various kinds of measurements and analyzes. The article presents selected issues that arise from the operation of current collectors equipped with carbon fishplates along with analysis and comments that take into account certain specific situations associated with them.

6

Uszkodzenia węglowych nakładek stykowych pantografów kolejowych stosowanych w Polsce

Sitarz M., Adamiec A., Mańka A.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2016

|

R. 23, nr 1-2

70--74

PL

W artykule przedstawiono klasyfikację i przyczyny najczęściej występujących uszkodzeń węglowych nakładek stykowych pantografów eksploatowanych na polskich liniach kolejowych wraz z identyfikacją przyczyn ich występowania. W artykule wskazano na najbardziej istotne elementy utrzymania odbieraków prądu, które są najczęstszą przyczyną nie tylko usterek odbieraków prądu i sieci trakcyjnej, ale również przyspieszonego zużycia współpracujących elementów i wysokich kosztów eksploatacji pojazdów trakcyjnych.

EN

The article presents the classification and the most common causes of pantographs carbon plates damage operated on Polish railways with identification of the causes of their occurrence. The article pointed out the most important elements of the maintenance of current collectors, which are the most common cause of not only the fault current collector and catenary, but they also cause accelerated wear of components and generate high operating costs of railway transport.

7

Methods of Reducing the Negative Influence of Weather Phenomena, Icing in Particular, on the Operation of an Overhead Catenary

Maciołek T., Szeląg A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

640--651

PL

Elektryczne układy napędowe w systemach transportu są dobrze znane jako środki przyjazne środowisku. Przeważnie do zasilania napędów stosowane są ze względu na ich zalety sieci trakcyjne, co wymaga dedykowanego systemu zasilania trakcji. System ten obejmuje: systemy zasilania sieci jezdnej, sieci powrotnej i źródeł energii (podstacje trakcyjne). Pojazdy trakcyjne są ruchome, a połączone do obwodu w punktach styku: sieć trakcyjna z odbierakiem prądu i koła do szyn: punkt styku z siecią powrotną. Kolejowa i tramwajowa trakcja elektryczna mają górne zasilanie wykonane jako wieloprzewodowe linie napowietrzne, a sieć powrotna obejmuje szyn toru. W zelektryfikowanych systemach transportu kolejowego, sieci trakcyjne są wrażliwe, podatne na awarie i działają bez możliwości rezerwowego dostarczania energii elektrycznej ze źródła zasilania trakcji elektrycznej (podstacji trakcyjnej) do pojazdu trakcyjnego (ruchomego pociągu). Ze względu na brak możliwości rezerwowania, wymagania eksploatacyjne nałożone na sieci trakcyjne są niezwykle wysokie, tj.:- ciągłe i niezawodne dostawy energii dla elektrycznych pojazdów w okresie eksploatacji przez kilka dziesięcioleci,- właściwa współpraca z odbierakami prądu (pantografami), które wraz z pojazdem stanowią ruchome połączenia elektryczne,- minimalizacja zużycia przewodów oraz nakładek stykowych pantografów podczas obecności zjawisk elektrycznych i mechanicznych, które wpływają na jakość prądu w punkcie styku przewodu jezdnego z pantografem ruchomego pojazdu,- wytrzymałość na zmienne temperatury i zjawiska atmosferyczne, również w ekstremalnych warunkach (temperatura, opady, wiatr, lód, mróz). Przedstawiono koncepcje rozwiązań technicznych, które mogłyby przyczynić się do ochrony sieci trakcyjnej przed lodem i szronem gromadzącym się na przewodach sieci trakcyjnej, zanim w pełni ją pokryją i uniemożliwią bieżącą eksploatację pojazdów trakcyjnych. Proponowane rozwiązania są technicznie skuteczne w stosunku do wcześniej stosowanych rozwiązań: umożliwiają monitorowanie on-line sieci trakcyjnej w zmiennych warunkach pogodowych, bez zakłócania bieżącego rozkładu jazdy pociągów, ich ruchu i zapewnią oszczędzanie energii.

8

Badanie odporności korozyjnej płyt dodatnich modyfikowanych poprodukcyjną masą odpadową do zastosowania w rozruchowych akumulatorach ołowiowych

Jankowska E., Majchrzycki W.

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

nr 11

394--398

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań elektrycznych i odporności korozyjnej ogniw ołowiowych z płytami dodatnimi wytworzonymi z wykorzystaniem odpadowego materiału elektrodowego jako domieszki do masy aktywnej. Do badań użyto nośniki mas aktywnych wykonane metodą ciętociągnioną, ze stopów PbCaSn, na które ręcznie naniesiono pastę dodatnią z różną zawartością masy odpadowej. Przeprowadzone badania pozwoliły zaobserwować różnice w zachowania ogniw w zależności od ilości wprowadzonego materiału odpadowego. Badania elektryczne wykazały, że płyty zawierające 5 i 10% dodatku odpadowej masy aktywnej wykazują pojemności wyższe niż płyty o standardowym składzie. Badania odporności korozyjnej wytworzonych płyt dodatnich z dodatkiem masy odpadowej nie wykazały śladów korozji.

EN

The paper presents electrical and corrosion resistance results of leadacid cells with positive plates produced using waste electrode material as addition to the active mass. The grids used in the study were made of PbCaSn alloy obtained by the expanded metal method. Plates preparation consisted in manual application of the paste with different waste electrode material on the grids. The study shows differences in cells behavior dependent on the amount of the introduced waste material. In addition, positive plates containing 5 and 10% wt. of waste active mass have higher capacity than a plate with standard formulation. Analyses of the produced positive plates containing waste mass that were submitted to a corrosion test showed no signs of corrosion.

9

Zastosowanie modułu symulacji dynamicznej programu Autodesk Inventor do badań właściwości dynamicznych odbieraków prądu

Wilk A., Judek S., Karwowski K., Michna M., Mizan M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 47

191--194

PL

W pracy przedstawiono wybrane zagadnienia komputerowego modelowania 3D podzespołów kolejowego odbieraka prądu typu 160 EC oraz jego złożenie jako integralnej konstrukcji w programie Autodesk Inventor. Omówiono sposób implementacji modelu 3D odbieraka w Module Symulacji Dynamicznej (MSD). W symulacji komputerowej badano proces unoszenia się odbieraka pod wpływem zadanego momentu obrotowego. Pokazano wybrane wyniki symulacji dynamicznej uzyskane w MSD, w porównaniu z wynikami uzyskanymi z niezależnego modelu tego odbieraka. Wykazano, że MSD może być przydatny do oceny właściwości dynamicznych odbieraków prądu, zwłaszcza na etapie projektowania.

EN

The paper presents the application of Dynamic Simulation Module (DSM) of Autodesk Inventor for simulation of current collector movement under influence of external forces and torques. To achieve these goal computer models of 3D components of current collector were developed and assembly of particular parts was made. Then 3D model of pantograph in DSM was implemented. Connections of the moving parts were defined in order to define degrees of freedom of the pantograph. The dynamic movement of the collector under the influence of a given external torque and periodical contact force applied to contact strips was simulated. Results derived from DSM were compared with these obtained from the model formulated on the basis of current collector differential equations. It was found that DSM can be used to evaluate the dynamic properties of the current collector, especially in the design process.

10

Diagnostyka sieci trakcyjnej i monitoring odbieraków prądu

Karwowski K.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2015

|

R. 83, nr 7

26--29

PL

Przedstawiono zakres prac naukowych i rozwojowych związanych z diagnostyką i monitoringiem sieci i odbieraków pojazdów szynowych na linii kolejowej w warunkach eksploatacyjnych, jakie są prowadzone w Katedrze Inżynierii Elektrycznej Transportu Politechniki Gdańskiej.

EN

The paper presents the scope of scientific and research works connected with diagnostics and monitoring of network and current collectors of rail vehicles on railway line in service conditions. The works mentioned are carried on at Gdańsk University of Technology, Department of Electric Engineering of Transport.

11

Przenośne stanowisko do badania odbieraków prądu taboru miejskiego i kolejowego

Judek Sławomir, Karwowski Krzysztof

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2015

|

R. 22, nr 12

1924--1929, CD

PL

Jednym z ważnych czynników niezawodnego funkcjonowania zelektryfikowanego transportu szynowego jest utrzymanie w dobrym stanie technicznym odbieraków prądu pojazdów. Uszkodzenie lub niepoprawna regulacja odbieraka pogarsza warunki odbioru prądu, a nawet może doprowadzić do awarii trakcyjnej sieci jezdnej. Rozwój techniki oraz rosnąca świadomość techniczna skłaniają do opracowywania nowych metod diagnostycznych, zwiększających zakres i precyzję kontroli odbieraków oraz skracających czas badania. Przedstawiono przegląd nowoczesnych rozwiązań stanowisk diagnostyki i monitoringu odbieraków prądu – wdrożonych do eksploatacji oraz będących efektem prac badawczych. Omówiono wymagany zakres diagnostyki. Przedstawiono stanowisko do wyznaczania charakterystyki statycznej podczas przejazdu lokomotywy przez opomiarowany odcinek toru. Zaprezentowano stanowisko monitoringu odbieraków prądu na linii kolejowej MOP. Zaproponowano wykorzystanie systemu skanowania trójwymiarowego do oceny zużycia i wykrywania uszkodzeń nakładek stykowych odbieraków WINS. Przedstawiono rozwiązanie przenośnego stanowiska do badania odbieraków prądu taboru miejskiego i kolejowego.

EN

Technical condition of vehicles’ current collectors has significant impact on safe and punctual operation of railway transportation. Failure or maladjustment of a current collector may lead to serious damage of catenary. To avoid such a situation the periodic diagnostic and service is necessary. Recent development in the field of measurement tools leads to extension of the range of diagnostics, increase of the measurement precision and shortening of maintenance time. On the other hand pantograph monitoring stands are developed in order to detect the clearly faulty current collectors. The review of modern monitoring and diagnostics stands is presented. The range of pantographs’ diagnostics was described. A test stand for determination of current collectors’ uplift when the vehicle passes a sensored railway line section was presented. For brief assessment of current collectors on vehicles passing through a check point at the rail line a specialized monitoring system was introduced. The 3D scanning tool was proposed for wear estimation and damages detection of pantographs’ contact strips. Finally the mobile stand for urban and rail transport current collectors’ was described.

12

Badania odporności korozyjnej kolektora prądowego stacjonarnych akumulatorów kwasowo ołowiowych przeznaczonych do pracy w systemach pracy rezerwowej

Majchrzycki W., Jankowska E.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 4

110--114

PL

W pracy przedstawiono badania odporności korozyjnej kolektorów prądowych akumulatorów stacjonarnych przeznaczonych do pracy w systemach pracy rezerwowej. Badano dwie grupy akumulatorów tzn. nowe oraz po pracy w systemach zasilania rezerwowego. W obu grupach akumulatorów stosowane były kolektory prądowe odlewane grawitacyjnie ze stopu Pb-Ca-Sn. Stwierdzono zwiększony ubytek masy po badaniach korozyjnych kolektorów prądowych układów po pracy w systemach zasilania rezerwowego w stosunku do nowych. Równocześnie kolektory prądowe akumulatorów po pracy w systemach zasilania rezerwowego charakteryzują się gorszą spójnością struktury w stosunku do nośników układów nowych.

EN

This paper presents a study on the corrosion resistance of a current collector of lead acid batteries designed for backup power systems. Two groups of batteries were studied i.e a group of batteries that had operated in backup power systems and a group of new ones. In both groups, the current collectors, which were made of Pb-Ca-Sn alloys and manufactured by radial cast gravity method, were used in batteries. After a corrosion, test an increased weight loss of current collectors from battery after operation in backup power systems was found. Moreover, the corrosion test showed that these current collectors had worse cohesion of the structure than the grid from new systems.

13

System monitoringu odbieraków prądu pojazdów kolejowych w aspekcie bezpieczeństwa i ciągłości ruchu

Karwowski K., Mizan M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

3950--3960, CD2

PL

Omówiono metodę monitorowania stanu technicznego odbieraków prądu w oparciu o pomiar uniesienia przewodów jezdnych sieci trakcyjnej w czasie przejazdu pociągu. Opisano konstrukcję i zasadę działania wdrożonego na linii kolejowej pilotażowego stanowiska monitoringu. Przedstawiono metodę analizy i sposób wizualizacji wyników pomiarów. Zastosowany algorytm szacowania siły statycznej odbieraka uwzględnia prędkości pociągu i działanie innych uniesionych pantografów w pociągu. Podano przykładowe wyniki dla różnych konfiguracji podniesionych pantografów w składzie pociągu, obejmujących odbieraki z prawidłowo i nieprawidłowo nastawioną wartością siły statycznej. Podstawą dla oceny efektów działania systemu są wyniki z kilkuletniego okresu jego eksploatacji. W tym czasie kilkadziesiąt tysięcy pociągów przejechało przez stanowisko monitoringu, co pozwala na sformułowanie reprezentatywnych statystycznie wyników. Wdrożenie systemu monitorowania zaowocowało już wyraźną poprawą średniego stanu technicznego odbieraków prądu w eksploatowanym taborze. Planowany jest dalszy rozwój systemu, co powinno przyczynić się do wzrostu bezpieczeństwa i ciągłości ruchu oraz obniżenia kosztów eksploatacji.

EN

The paper discusses the principle of the current collector monitoring based on the measurement of the uplift of catenary contact wires during the passage of a train. Construction and operation of the implemented monitoring system is described and method of analysis and visualization of the measurement results are presented. The algorithm for estimating the collector's static force takes into account the train speed and the influence of other raised pantographs on the train. Exemplary results for some different combinations of train pantograph setting are compared, including current collectors with properly and wrongly adjusted static force. The basis for the assessment of the effects of the system are the results of several years of its operation. During this time many thousands of current collectors were evaluated, thus it allows for the formulation of reliable statistical conclusions. The implementation of the monitoring system has already resulted in higher average level of technical condition of current collectors. Planned further development of the system will contribute to an even greater increase of traffic continuity and safety, and to reduction of exploitation cost.

14

Modelowanie dynamiki odbieraka prądu pojazdu kolejowego do celów diagnostycznych

Wilk A., Judek S., Karwowski K., Mizan M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

6566--6577, CD2

PL

Niewłaściwa współpraca odbieraka prądu i sieci trakcyjnej, w trudnych warunkach lokalnych, może prowadzić do uszkodzenia sieci trakcyjnej i pantografu. W ramach rozwoju metod monitoringu i diagnostyki dla tych podsystemów, tworzone są nowe i dokładniejsze narzędzia symulacyjne, których zakres obejmuje modelowanie zarówno napowietrznej sieci trakcyjnej i pantografu, a także ich dynamicznego oddziaływania. Głównym celem jest dokładniejsza analiza wyników pomiarów uzyskanych z pilotażowego stanowiska monitoringu odbieraków prądu, w celu poprawy wiarygodności oceny monitorowanych urządzeń. W artykule zaproponowano model odbieraka prądu, zbudowany na podstawie metody energetycznej Lagrange’a, dzieląc jego strukturę mechaniczną na zestaw skupionych elementów zachowawczych i dyssypatywnych. Komputerowy model 3D odbieraka typu 160EC powstał w programie Inventor. Przeprowadzone symulacje porównano z wynikami eksperymentalnymi.

EN

Improper cooperation of current collector and the overhead contact line, in severe local conditions, may lead to damage of the catenary or pantograph. As a part of the development of diagnostic and monitoring systems for these subsystems, the novel and more accurate simulation tools are created, the scope of which includes modeling of both the overhead catenary and the pantograph, as well as their dynamic interaction. The main objective is more accurate analysis of the measurement results to improve reliability of evaluation of the monitored devices. This paper proposes a model of the current collector, sharing its mechanical structure on a set of inertial or resilient conservative and dissipative elements a mathematical model was created based on the Lagrange energy method. 3D computer model of the current collector type 160EC was made in Inventor. Simulations were performed, the results of which were compared with the results of selected experimental tests.

15

Monitoring i diagnostyka odbieraków prądu pojazdów kolejowych

Karwowski K., Mizan M., Jarzębowicz L., Judek S.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

1505--1514, CD

PL

Jednym z ważnych czynników niezawodnego funkcjonowania zelektryfikowanego transportu szynowego jest utrzymanie w dobrym stanie technicznym odbieraków prądu pojazdów. Uszkodzenie lub niepoprawna regulacja odbieraka pogarsza warunki odbioru prądu, a nawet może doprowadzić do poważnej awarii trakcyjnej sieci jezdnej. Rozwój techniki oraz rosnąca świadomość techniczna skłaniają do opracowywania nowych metod diagnostycznych, zwiększających zakres i precyzję kontroli odbieraków oraz skracających czas badania. Powstają także stanowiska monitoringu odbieraków prądu, instalowane na liniach kolejowych, służące do zgrubnej kontroli wybranych parametrów w celu wykrycia egzemplarzy niespełniających wymagań technicznych. Dokładność pomiaru jest wówczas ograniczona, gdyż warunki jego technicznej realizacji znacznie utrudnione. Przedstawiono przegląd nowoczesnych rozwiązań stanowisk diagnostyki i monitoringu odbieraków prądu - wdrożonych do eksploatacji oraz będących efektem prac badawczych. Omówiono wymagany zakres diagnostyki. Przedstawiono stanowisko do wyznaczania charakterystyki statycznej podczas przejazdu lokomotywy przez opomiarowany odcinek toru. Omówiono wizyjną metodę diagnostyki napędu powietrznego odbieraka. Zaprezentowano stanowisko monitoringu odbieraków prądu na linii kolejowej. Zaproponowano wykorzystanie systemu skanowania trójwymiarowego do oceny zużycia i wykrywania uszkodzeń nakładek stykowych odbieraków.

EN

Technical condition of vehicles’ current collectors has significant impact on safe and punctual operation of railway transportation. Failure or maladjustment of a current collector may lead to serious damage of catenary. To avoid such a situation the periodic diagnostic and service is necessary. Recent development in the field of measurement tools leads to extension of the range of diagnostics, increase of the measurement precision and shortening of maintenance time. On the other hand current collectors monitoring stands are developed in order to detect the clearly faulty current collectors. In such a solution, the accuracy of the defined parameters is limited, but the measurement has to be performed directly on the railway line, when the vehicles pass the monitoring point with high speed. The review of modern monitoring and diagnostics stands is presented. The stands were developed during research programs or R&D contracts and implemented on the Polish railway lines and rolling stock depots. The range of current collectors’ diagnostics in accordance to the standards and service manuals was described. A test stand for determination of current collectors’ uplift when the vehicle passes a sensored railway line section was presented. The use of machine vision system for a raising mechanism diagnostics was described. For brief assessment of current collectors on vehicles passing through a check point at the rail line a specialized monitoring system was introduced. The 3D scanning tool was proposed for wear estimation and damages detection of current collectors’ contact strips.

16

Diagnostyka nakładek stykowych z wykorzystaniem systemu wizyjnego 3D

Jarzębowicz L., Judek S., Karwowski K.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

1515--1524, CD

PL

Kolejowe pojazdy szynowe są szczególnym typem ruchomych odbiorników energii elektrycznej. Zasilane są one zazwyczaj z górnej sieci jezdnej za pośrednictwem odbieraka prądu, zainstalowanego na dachu pojazdu. Istotnym elementem odbieraka jest ślizgacz, zawierający najczęściej dwie nakładki stykowe. Odbiór prądu zapewniony jest przez ruchomy zestyk pomiędzy przewodem jezdnym a nakładkami stykowymi. Poprawny odbiór prądu uwarunkowany jest odpowiednią konstrukcją tych elementów, ale także ich właściwym utrzymaniem. Istotnym problemem jest więc monitoring i diagnostyka techniczna. Ma to zasadnicze znaczenie w odniesieniu do zapewnienia wysokiego poziomu niezawodności i bezpieczeństwa elektrycznych pojazdów szynowych. Nakładki stykowe ulegają zużyciu oraz uszkodzeniom. Pogarsza to warunki odbioru prądu, a nawet może skutkować uszkodzeniem sieci i odbieraka. Istnieje więc potrzeba regularnej kontroli nakładek stykowych. Zaproponowano zastosowanie do tego celu systemu skanowania z kamerą 3D. Omówiono ideę trójwymiarowego skanowania powierzchni nakładek z wykorzystaniem specjalnej kamery oraz oświetlacza laserowego. Rozwiązanie tego typu jak dotąd nie było stosowane do diagnostyki technicznej, zwłaszcza obiektów będących w ruchu i pracujących w trudnych warunkach środowiskowych. Opisano stanowisko pomiarowe. Przedstawiono wybrane wyniki skanowania oraz analizy stopnia zużycia nakładek stykowych. Przedstawiono metodę wykrywania uszkodzeń.

EN

The current collection system, which consists of the overhead contact line and a current collector, is particularly important in electric rail vehicles, where their reliability is concerned. Proper current collection is conditioned not only by suitable construction of these elements but also by their proper maintenance. An innovative stand on the rail line has been proposed for diagnosing and monitoring of contact strips of current collectors at the time when the vehicle passes the check point. This new method makes it possible to establish the degree of wear in contact strips and detect possible damage. Thanks to the stand the condition of contact strips can be monitored much more frequently than it is prescribed in the schedule for periodic service of locomotives and EMUs. Principles of measurements with the use of 3D visual system have been described, and the structure of the elaborated stand, selected registered results, as well as the data analysis have been presented. The issue of resolution and accuracy of measurements has been also presented.

17

Badania prądowe tramwajowych odbieraków prądu

Sitarz M., Hełka A., Mańka A., Lipiński F.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 12

47--48

PL

Odpowiednie wymogi i metodyka badań dotycząca tramwajowych odbieraków prądu zawarte są w normie PN-K-92004:1997 [1]. Jednakże jeśli chodzi o badania związane z obciążalnością prądową, to zarówno wytyczne dotyczące metodyki badań, jak i kryteriów oceny są bardzo skąpe. Brakuje wielu informacji o warunkach przeprowadzania badań, a kryteria oceny odwołują się do normy PN-69/E-0612 [2], która jest już wycofana. Ponadto norma PN-K-92004:1997 [1] nie przewiduje możliwości przeprowadzenia badań obciążalności prądowej pantografów dla parametrów prądu większych niż standardowe.

18

Analiza wyników monitoringu odbieraków prądu w warunkach eksploatacyjnych na linii kolejowej

Karwowski K., Mizan M., Ochal M., Woźniak K.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 1

47-51, 60

PL

W celu oceny stanu technicznego odbieraków prądu prowadzone jest ich monitorowanie podczas przejazdu pociągu przez stanowisko kontrolne na linii kolejowej. Stanowisko monitoringu rejestruje uniesienie przewodów jezdnych wywołane oddziaływaniem odbieraka, prędkość pojazdu i jego dane identyfikacyjne. Na podstawie pomiarów i kryteriów oceny następuje klasyfikacja stanu technicznego odbieraków. Przeprowadzono weryfikację wyników monitoringu. Podano zestawienie statystyczne prowadzonych pomiarów.

19

Monitoring odbieraków prądu w warunkach eksploatacyjnych na linii kolejowej

Mizan M., Karwowski K., Karkosiński D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 12

154-160

PL

Prawidłowa współpraca odbieraków prądu pojazdów z siecią jezdną trakcji elektrycznej jest warunkiem niezawodnego i bezpiecznego funkcjonowania transportu szynowego. Stany rozregulowania lub nawet uszkodzenia odbieraków prądu mogą występować pomiędzy okresowymi przeglądami taboru. W celu ich szybkiego wykrycia opracowano stanowisko monitoringu stanu technicznego odbieraków w warunkach eksploatacyjnych. Działanie układu opiera się na analizie przebiegu uniesienia przewodów jezdnych pod wpływem oddziaływania odbieraków na sieć jezdną, podczas przejazdu pociągów przez punkt pomiarowy na linii kolejowej, co umożliwia wykrycie odbieraków o niewłaściwej sile nacisku.

EN

The proper cooperation of current collectors and the overhead catenary contact wire is a prerequisite for reliable and safe operation of the railway transport. Cases of maladjustment or even damage of the current collectors occur between periodic inspections of the rolling stock. In order to quickly detect such anomalies the test stand was developed for monitoring of the technical state of the current collectors in the operating conditions. The operation of the system is based on the analysis of contact wire uplift caused by the pressure of the current collector when trains run through the measuring point located on the railway line in the aim to detect the collectors with incorrect force value.

20

Monitoring i diagnostyka nakładek stykowych kolejowych odbieraków prądu z wykorzystaniem systemu wizyjnego 3D

Jarzębowicz L., Judek S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 8

308--312

PL

Zaproponowano zastosowanie systemu wizyjnego z kamerą 3D do monitoringu nakładek stykowych kolejowych odbieraków prądu. Omówiono zasadę trójwymiarowego skanowania powierzchni obiektu z wykorzystaniem kamery oraz oświetlacza laserowego. Zweryfikowano dokładność pomiaru. Omówiono strukturę stanowiska pomiarowego usytuowanego na linii kolejowej. Przedstawiono wybrane wyniki skanowania oraz analizy stopnia zużycia nakładek stykowych.

EN

The use of a 3D camera vision system for the diagnostics of carbon contact strips of locomotives current collectors was introduced. The principle of 3D surface scanning using a camera and a laser illuminator was presented. the resolution and accuracy of the method was discussed. The structure of a test stand located on the railway line was proposed. Selected results of scanning and analysis were given and discussed.