Мероприятия, направленные на повышение ресурса изоляции обмоток тяговых электродвигателей электровозов.

Введение………………………………………………………………………………...6
1 Теоретические исследования в области изменения ресурса изоляции
обмоток тяговых электродвигателей при тепло- и влагообмене с
окружающей средой…………………………………………………………………8
1.1 Обоснование необходимости повышения ресурса изоляции обмоток
тяговых электродвигателей электровозов………………….………………......8
1.2 Процессы, протекающие в изоляции обмоток тяговых электродвигателей при изменении её температурного режима…………………………………...17
1.3 Математическое описание процесса влагопереноса, протекающего в изоляции тягового двигателя электровоза ………………………………...…20
1.4 Определение установившегося превышения температуры обмоток якоря тягового электродвигателя……………………………………………..……...26
1.5 Влияние увлажнения изоляции на безотказность тяговых
электродвигателей электровозов……...……………………………………….36
2 Мероприятия, направленные на повышение ресурса изоляции обмоток
тяговых электродвигателей электровозов………………………………………...41
2.1 Существующие методики контроля увлажнения изоляции тяговых
электродвигателей …………...……………………………………………...…41
2.2 Перспективные методики и устройства контроля увлажнения изоляции
тяговых электродвигателей …………………………………………………....42
2.3 Мероприятия по предотвращению выдачи на линию электровозов переувлажненной изоляцией тяговых двигателей…………………………...49
3 Технико-экономическое обоснование проекта повышения ресурса изоляции обмоток тяговых двигателей электровозов ……...……………………………...57
3.1 Общие сведения………………………………………………………………...57
3.2 Определение величины капитальных вложений…...………………………...58

3.3 Определение эксплуатационных расходов, связанных с организацией и проведением контроля увлажненности изоляции тяговых двигателей...…..59
3.4 Определение выгод за счет сокращения неплановых ремонтов тяговых двигателей электровозов……………………………………………………….63
3.5 Определение показателей экономической эффективности ……………...….64
4 Безопасность и экологичность решения проекта………………………….………66
4.1 Общие характеристики электровоза…………………………………………...66
4.2 Общая характеристика и анализ потенциальных опасней и вредностей при эксплуатации электровоза………………………………………………......…68
4.3 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов при
эксплуатации электровоза………………………………….………………….71
4.4 Влияние электровоза на окружающую среду…………………………………73
4.5 Мероприятия по снижению негативного воздействия электровоза на окружающую среду…………………………………………………………… 76
4.6 Разработка мероприятий по снижению электротравматизма для
работников, обслуживающих электровозы..………………...……….……….77
Заключение…………………………………………………………………………….84
Список использованных источников………………………………………………...86

Весь текст будет доступен после покупки

Направление развития локомотивного комплекса задано Стратегией развития холдинга ОАО «РЖД» до 2030 года, основной задачей которой является переход на качественно новый уровень оказания услуг при железнодорожных перевозках грузов и пассажиров. Тяговые электрические двигатели (ТЭД) локомотивов имеют недостаточную надежность.
Прогнозирование ресурса ТЭД является актуальной задачей в транспортном электромашиностроении, решение которой позволяет определить срок восстановления ТЭД в зависимости от условий эксплуатации. Ресурс ТЭД количественно определяется совокупностью вероятностных характеристик и параметров, отражающих закономерности возникновения отказов в конкретных условиях эксплуатации. Возможность решения задачи прогнозирования ресурса ТЭД обуславливается тем обстоятельством, что в большинстве случаев их отказы являются следствием постепенного накапливания повреждений, постепенного старения и изнашивания.
Оценка ресурса становится прогнозируемой, когда на основе анализа физических процессов, изучения закономерностей, которым подчиняется процесс формирования показателей надежности, делается предположение о состоянии надежности изделия. ТЭД относятся к наиболее нагруженному оборудованию электровозов с точки зрения комплексного воздействия на них тепловых, электрических, механических и климатических факторов.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Теоретические исследования в области изменения ресурса изоляции обмоток тяговых электродвигателей при тепло- и влагообмене с окружающей средой

1.1 Обоснование необходимости повышения ресурса изоляции обмоток тяговых электродвигателей электровозов

Надежность локомотива и его узлов (рис. 1.1) обуславливается безотказностью, ремонтопригодностью, долговечностью и сохраняемостью. Безотказность определяется свойством локомотива сохранять свою работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов. При этом под наработкой понимают продолжительность или объем работы локомотива, измеряемые в часах, километрах, циклах и других единицах. Одним из основных показателей безотказности локомотива является параметр потока отказов.



Рисунок 1.1 – Диаграмма Исикавы причинно-следственных связей отказов оборудования электровозов ВЛ85
Заблаговременная подготовка ТЭД к исключению возможной аварийной ситуации, грозящей не только выходом его из строя, но и финансовыми потерями, обеспечивает контроль электрических, механических и тепловых показателей ТЭД в условиях эксплуатации. В таблице 1.1 дана статистика отказов ТЭД за один календарный год, эксплуатируемых в тяжелых природно-климатических условия (ПКУ).

Таблица 1.1 – Отказы тяговых электродвигателей электровозов Восточно-Сибирской железной дороги за один календарный год
Тип ТЭД Отказы, ед. Пробег,
10^6 км ?,?^? отказ/(10^6 км) Число ТЭД в эксплуатации, ед. Процент неисправных
НБ-514 696 63,798859 7,3 4246 6,10
НБ-418К6 44 48,773774 14,8 248 5,63
НБ-412к 26 3,784489 6,1 84 3,23
Всего 766 116,357122 28,2 4578 4,98

Анализ таблицы 1.1 показывает, что отказы ТЭД имеют также различия по микроклиматическим зонам. Увеличенному количеству отказов подвержены НБ-514 электровозов ВЛ85, так как они выполняют наибольшую работу в грузовом движении.
Установлено, что параметр потока отказов распределяется по времени эксплуатации неравномерно. Наименьшая надёжность ТЭМ наблюдается в зимний период эксплуатации, а также во время перехода температуры окружающего воздуха через нулевое значение [3,4].
Анализ статистики выходов из строя ТЭД указывает, что около 40 % отказов ТЭД возникает из-за изменения структуры изоляционных слоев, и, в конечном счете, электрического пробоя электроизоляции обмоток, являющихся одной их самых отказоопасных областей в его структуре [5, 6].
Изоляция тяговых электрических машин (ТЭМ) электровозов ОАО «РЖД», в особенности эксплуатируемых на полигонах железных дорог со сложными ПКУ, имеет недостаточную безотказность.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Сулейманов, Р.Я. Методы снижения дугообразования на коллекторе тяговых электродвигателей / Р.Я. Сулейманов, М.Г. Дурандин // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2018. – № 2 (38). – С. 35–41.
2 Серебряков, А.С. Электротехническое материаловедение. Электроизоляционные материалы : учебное пособие / А.С. Серебряков. – Москва: Маршрут, 2005. – 280 с.
3 Головаш, А.Н. Алгоритмы и технические средства для контроля изоляции электрических машин и аппаратов подвижного состава / А.Н. Головаш, Е.В. Ридигер // Омский научный вестник, 2005. – №1 (30). – С. 144–145.
4 Рыжова, Е.Л. Инновационные технологии определения состояния изоляции тяговых электрических машин / Е.Л. Рыжова // Интеллектуальная электротехника. – 2022. – №1. – C. 116 – 127.
5 Лыков, А.В. Некоторые проблемные вопросы теории тепломассопереноса / А.В. Лыков // Проблема тепло- и массопереноса: сб. науч. трудов. – Минск: Наука и тех ника, 1976. – С. 9 – 82.
6 Михайлов, М. М. Влагопроницаемость органических диэлектриков / М. М. Михайлов. – Л.: Госэнергоиздат, 1960. – 163 c.
7 Лыткин, Е.М. Основы локального метода продления ресурса изоляции электрических машин тягового подвижного состава тепловым излучением / Е.М. Лыткин, Е.Ю. Дульский, А.М. Худоногов // Известия Транссиба. – 2014. – №1 (17). – С. 26–30.

Весь текст будет доступен после покупки