Optimización del rendimiento del aislamiento de las plataformas de oruga y tecnología de prevención de fallas de aislamiento
¿Cuáles son los principales factores que inducen fallos de aislamiento en las placas base-bajo los rieles y sus riesgos para los circuitos de vía?
Los factores principales que inducen la falla del aislamiento de las placas base debajo de-rieles incluyen tres categorías: reducción de la resistencia del aislamiento causada por el envejecimiento del material, formación de canales de fuga causada por la contaminación de la superficie y daño de la capa de aislamiento causado por daños mecánicos. El envejecimiento del material se manifiesta como la degradación del elastómero de las placas base de caucho, y la resistencia de aislamiento disminuye desde los 10⁸Ω iniciales hasta menos de 10⁶Ω, sin cumplir con los requisitos de aislamiento de los circuitos de vía. La contaminación de la superficie se debe principalmente a impurezas como polvo, manchas de aceite y sal alcalina a lo largo de la pista que se adhieren a la superficie de la placa base, formando canales conductores y aumentando la corriente de fuga en la superficie de la placa base. Los daños mecánicos incluyen rayones durante la instalación de la placa base y grietas causadas por el rodamiento de trenes de transporte pesado-. Estos daños provocarán el contacto directo entre los componentes metálicos y los rieles, lo que provocará un cortocircuito en el aislamiento. Los peligros para los circuitos de vía son la interrupción de la transmisión de señales, maniobras deficientes de los circuitos de vía, fallas en la detección de ocupación de trenes, lo que causa errores de evaluación de las señales y, en casos severos, conduce a accidentes de seguridad importantes, como trenes que sobrepasan las señales y colisiones traseras-de sección.
¿Cuáles son los esquemas de modificación de materiales y los parámetros técnicos de optimización del rendimiento del aislamiento para placas base bajo-rieles de ferrocarriles de alta-velocidad?
Las placas base bajo-rieles de los ferrocarriles de alta-velocidad adoptan un material compuesto de caucho de nitrilo/nylon 66 en lugar del caucho de nitrilo puro tradicional. El Nylon 66 tiene una resistividad volumétrica mayor o igual a 10¹⁴Ω·cm y un excelente rendimiento de aislamiento. Después de combinar con caucho de nitrilo, la resistencia de aislamiento de la placa base es mayor o igual a 5×10⁷Ω. 10%. Se agrega un agente de refuerzo de fibra de vidrio al material compuesto para mejorar la resistencia mecánica de la placa base, con una resistencia a la tracción mayor o igual a 18MPa y un alargamiento a la rotura mayor o igual al 300%, resistiendo el impacto de vibración de alta-frecuencia de ferrocarriles de alta-velocidad. Durante la modificación del material se añaden agentes antienvejecimiento y absorbentes de rayos ultravioleta para retrasar el envejecimiento foto-oxidativo de la placa base. Después de la prueba de envejecimiento, la tasa de retención de la resistencia del aislamiento es mayor o igual al 80%, lo que cumple con el requisito de vida útil de 20-años de los ferrocarriles de alta-velocidad. Los parámetros técnicos principales son: resistencia de aislamiento mayor o igual a 5×10⁷Ω, rigidez dieléctrica mayor o igual a 20kV/mm, resistividad de volumen mayor o igual a 10¹³Ω·cm, prueba de resistencia a niebla salina mayor o igual a 1000 horas, cumpliendo plenamente con los estándares de aislamiento de circuitos de vías ferroviarias de alta-velocidad. El rendimiento del aislamiento de la placa base modificada es estable en condiciones de trabajo simuladas de un ferrocarril de alta velocidad y no se observa una atenuación excesiva de la resistencia del aislamiento.
¿Cuáles son las medidas de optimización anti-fugas y los efectos de implementación del diseño de la estructura de aislamiento de las placas base debajo-del riel?
El núcleo del diseño de la estructura de aislamiento de las placas base debajo-del riel es bloquear los canales de fuga. En primer lugar, se adopta un diseño de aislamiento completo-y las superficies superior e inferior y los bordes de la placa base se cubren con una capa de aislamiento con un espesor mayor o igual a 3 mm para evitar el contacto entre los componentes metálicos y los rieles y traviesas. En segundo lugar, se colocan protuberancias aislantes en el borde de la placa base, con una altura de 5 mm y un ancho de 10 mm, formando una barrera aislante para evitar que impurezas como polvo y manchas de aceite se acumulen para formar canales conductores. En tercer lugar, los orificios para los pernos de la placa base se refuerzan con manguitos aislantes hechos de nailon 66 con un espesor de 2 mm, aislando el contacto conductor entre los pernos y la placa base y evitando que los pernos se conviertan en portadores de fugas. En cuarto lugar, la superficie de la placa base adopta un diseño de textura hidrofóbica antideslizante con una profundidad de textura de 1 mm y un ancho de 2 mm, lo que acelera la evaporación de la humedad de la superficie y reduce el riesgo de fugas en ambientes húmedos. Los resultados de la implementación muestran que la tasa de fallo de aislamiento de la placa base optimizada se reduce del 8 % a menos del 0,5 %, y la sensibilidad de maniobra del circuito de vía aumenta en un 20 %, cumpliendo plenamente los requisitos del enclavamiento de señales ferroviarias de alta-velocidad.
¿Cuáles son los métodos principales y los estándares de evaluación de calidad para la detección del rendimiento del aislamiento de placas base debajo de-rieles?
El método principal para la detección del rendimiento del aislamiento de las placas base debajo de-rieles es el método de prueba de resistencia de aislamiento, que utiliza un megaóhmetro de alto-voltaje para aplicar un voltaje de 500 V CC, medir el valor de resistencia de aislamiento de la placa base, el tiempo de prueba es de 1 minuto y leer el valor estabilizado. El método de detección auxiliar es el método de prueba de rigidez dieléctrica, que utiliza una máquina de prueba de voltaje soportado de frecuencia industrial para aplicar un voltaje de CA de 50 Hz y 20 kV durante 1 minuto, y la placa base se califica si no hay averías ni descargas eléctricas. Los estándares de evaluación de calidad son: las placas base de ferrocarriles de alta-velocidad tienen una resistencia de aislamiento mayor o igual a 5 × 10⁷Ω y una rigidez dieléctrica mayor o igual a 20 kV/mm; las placas de base de ferrocarril ordinarias tienen una resistencia de aislamiento mayor o igual a 10⁷Ω y una rigidez dieléctrica mayor o igual a 15 kV/mm; Las placas base industriales y mineras tienen una resistencia de aislamiento mayor o igual a 5×10⁶Ω y una rigidez dieléctrica mayor o igual a 10kV/mm. La inspección visual debe verificar si hay grietas, rayones, burbujas y otros defectos en la superficie de la placa base, y se considera no calificada si el área del defecto es mayor o igual a 1 cm². La inspección por muestreo se adopta para pruebas por lotes con una proporción de muestreo del 5%. Si la tasa de no calificados excede el 2%, se debe volver a inspeccionar todo el lote de productos, y si la reinspección aún no está calificada, se descartará.
¿Cuáles son las estrategias constructivas y mecanismos de alerta temprana del sistema de prevención y control de fallas de aislamiento de placas base bajo-rieles?
La estrategia constructiva del sistema de control y prevención de fallas de aislamiento para placas base bajo-rieles es una trinidad de prevención + monitoreo + tratamiento. El vínculo de prevención incluye la selección de placas base de material compuesto con alto rendimiento de aislamiento, la estandarización de los procesos de instalación y la limpieza periódica de impurezas en la superficie de la placa base. El enlace de monitoreo adopta sensores inalámbricos de monitoreo de aislamiento para recopilar datos de resistencia de aislamiento de las placas base en tiempo real. Los sensores se instalan en el borde de la placa base, 20 por kilómetro, y los datos se cargan en la plataforma de seguimiento a través del Internet de las Cosas. El enlace de tratamiento establece un plan de emergencia por fallo de aislamiento. Cuando se controla que la resistencia de aislamiento de la placa base es inferior al umbral, se organiza inmediatamente personal para reemplazar la placa base para evitar la expansión de la falla del aislamiento. El mecanismo de alerta temprana establece tres-umbrales de advertencia de nivel: primer-nivel de advertencia (resistencia de aislamiento 10⁷-5×10⁷Ω), que genera una supervisión mejorada; advertencia de segundo-nivel (10⁶-10⁷Ω), organizando pruebas especiales; advertencia de tercer nivel (<10⁶Ω), reemplazando la placa base inmediatamente. Tras la implementación del sistema de prevención y control, la tasa de fallas de los circuitos de vía se reduce en un 40% y los accidentes por fallas de aislamiento se frenan de manera efectiva.