Tối ưu hóa hiệu suất cách nhiệt của Track Pad và công nghệ ngăn ngừa hư hỏng cách điện
Các yếu tố cốt lõi gây ra hư hỏng cách điện của các tấm đế dưới đường ray là gì và mối nguy hiểm của chúng đối với mạch đường ray là gì?
Các yếu tố cốt lõi gây ra hư hỏng cách nhiệt của tấm đế dưới{0}} ray bao gồm ba loại: giảm điện trở cách điện do lão hóa vật liệu, hình thành kênh rò rỉ do ô nhiễm bề mặt và hư hỏng lớp cách nhiệt do hư hỏng cơ học. Lão hóa vật liệu được biểu hiện bằng sự xuống cấp của chất đàn hồi của tấm đế cao su và điện trở cách điện giảm từ 10⁸Ω ban đầu xuống dưới 10⁶Ω, không đáp ứng yêu cầu cách điện của mạch đường ray. Ô nhiễm bề mặt chủ yếu là các tạp chất như bụi, vết dầu, muối kiềm dọc theo đường ray bám vào bề mặt tấm đế, tạo thành các kênh dẫn điện và làm tăng dòng rò trên bề mặt tấm đế. Hư hỏng cơ học bao gồm các vết trầy xước trong quá trình lắp đặt tấm đế và các vết nứt do tàu -hạng nặng lăn. Những hư hỏng này sẽ gây ra sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bộ phận kim loại và đường ray, dẫn đến đoản mạch cách điện. Các mối nguy hiểm đối với mạch đường ray là gián đoạn truyền tín hiệu, chuyển mạch kém trong mạch đường ray, không phát hiện được việc chiếm chỗ của tàu, gây ra việc đánh giá sai tín hiệu và trong những trường hợp nghiêm trọng, có thể dẫn đến các tai nạn an toàn nghiêm trọng như tín hiệu tàu vượt quá giới hạn và va chạm ở phần đuôi-.
Đề án sửa đổi vật liệu và thông số kỹ thuật để tối ưu hóa hiệu suất cách nhiệt cho các tấm đế dưới đường ray-đường sắt tốc độ cao- là gì?
-Các tấm đế dưới đường ray của đường sắt-tốc độ cao sử dụng vật liệu hỗn hợp cao su nitrile/nylon 66 thay vì cao su nitrile nguyên chất truyền thống. Nylon 66 có điện trở suất lớn hơn hoặc bằng 10¹⁴Ω·cm và hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời. Sau khi kết hợp với cao su nitrile, điện trở cách điện của tấm đế Lớn hơn hoặc bằng 5×10⁷Ω. 10% chất gia cố sợi thủy tinh được thêm vào vật liệu composite để cải thiện độ bền cơ học của tấm đế, với độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 18MPa và độ giãn dài khi đứt Lớn hơn hoặc bằng 300%, chống lại tác động của rung động tần số cao của đường sắt tốc độ cao. Các chất chống{15}}lão hóa và chất hấp thụ tia cực tím được thêm vào trong quá trình biến đổi vật liệu để làm chậm quá trình lão hóa oxy hóa do ảnh-của tấm đế. Sau khi thử nghiệm lão hóa, tỷ lệ duy trì điện trở cách điện Lớn hơn hoặc bằng 80%, đáp ứng yêu cầu về tuổi thọ sử dụng 20{20}}năm của đường sắt tốc độ cao. Các thông số kỹ thuật cốt lõi là: điện trở cách điện Lớn hơn hoặc bằng 5×10⁷Ω, độ bền điện môi Lớn hơn hoặc bằng 20kV/mm, điện trở suất lớn hơn hoặc bằng 10¹³Ω·cm, thử nghiệm khả năng chống phun muối Lớn hơn hoặc bằng 1000 giờ, tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn cách nhiệt của mạch đường ray xe lửa tốc độ cao. Hiệu suất cách nhiệt của tấm đế được sửa đổi ổn định trong điều kiện làm việc mô phỏng đường sắt tốc độ cao và không quan sát thấy sự suy giảm điện trở cách điện quá mức.
Các biện pháp tối ưu hóa chống rò rỉ và hiệu quả triển khai của thiết kế cấu trúc cách nhiệt của tấm đế bên dưới đường ray là gì?
Cốt lõi của thiết kế cấu trúc cách nhiệt của tấm đế dưới{0}}là để chặn các kênh rò rỉ. Đầu tiên, một-thiết kế cách nhiệt bọc toàn bộ được áp dụng, các bề mặt trên và dưới cũng như các cạnh của tấm đế được phủ một lớp cách nhiệt có độ dày Lớn hơn hoặc bằng 3 mm để tránh tiếp xúc giữa các bộ phận kim loại, đường ray và tà vẹt. Thứ hai, các phần nhô ra cách nhiệt được đặt trên mép của tấm đế, có chiều cao 5 mm và chiều rộng 10 mm, tạo thành một rào cản cách nhiệt để ngăn các tạp chất như bụi và vết dầu tích tụ tạo thành các kênh dẫn điện. Thứ ba, các lỗ bu lông của tấm đế được gia cố bằng ống cách nhiệt làm bằng nylon 66 dày 2 mm, cách ly tiếp xúc dẫn điện giữa bu lông và tấm đế và tránh bu lông trở thành vật mang rò rỉ. Thứ tư, bề mặt của tấm đế sử dụng thiết kế kết cấu chống trượt{11}}kỵ nước với độ sâu kết cấu 1 mm và chiều rộng 2 mm, đẩy nhanh quá trình bay hơi của độ ẩm bề mặt và giảm nguy cơ rò rỉ trong môi trường ẩm ướt. Kết quả triển khai cho thấy tỷ lệ hỏng cách điện của tấm đế được tối ưu hóa giảm từ 8% xuống dưới 0,5%, độ nhạy chuyển hướng của mạch đường ray tăng thêm 20%, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về khóa liên động tín hiệu đường sắt tốc độ cao.
Các phương pháp cốt lõi và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng để phát hiện hiệu suất cách nhiệt của các tấm đế bên dưới đường ray là gì?
Phương pháp cốt lõi để phát hiện hiệu suất cách điện của tấm đế dưới đường ray là phương pháp kiểm tra điện trở cách điện, sử dụng megohm kế điện áp cao{1}} để cấp điện áp DC 500V, đo giá trị điện trở cách điện của tấm đế, thời gian thử nghiệm là 1 phút và đọc giá trị ổn định. Phương pháp phát hiện phụ trợ là phương pháp kiểm tra độ bền điện môi, sử dụng máy kiểm tra điện áp chịu được tần số nguồn để đặt điện áp xoay chiều 50Hz, 20kV trong 1 phút và tấm đế đủ tiêu chuẩn nếu không có sự cố hoặc phóng điện. Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng là: các tấm đế đường sắt tốc độ cao-có điện trở cách điện Lớn hơn hoặc bằng 5×10⁷Ω và độ bền điện môi Lớn hơn hoặc bằng 20kV/mm; tấm đế đường sắt thông thường có điện trở cách điện Lớn hơn hoặc bằng 10⁷Ω và độ bền điện môi Lớn hơn hoặc bằng 15kV/mm; tấm đế công nghiệp và khai thác mỏ có điện trở cách điện Lớn hơn hoặc bằng 5×10⁶Ω và độ bền điện môi Lớn hơn hoặc bằng 10kV/mm. Kiểm tra bằng mắt phải kiểm tra xem có vết nứt, vết trầy xước, bong bóng và các khuyết tật khác trên bề mặt tấm đế hay không và được đánh giá là không đủ tiêu chuẩn nếu diện tích khuyết tật lớn hơn hoặc bằng 1cm². Kiểm tra lấy mẫu được áp dụng cho thử nghiệm hàng loạt với tỷ lệ lấy mẫu là 5%. Nếu tỷ lệ không đủ tiêu chuẩn vượt quá 2% thì toàn bộ lô sản phẩm cần phải được-kiểm tra lại và nếu-kiểm tra lại vẫn không đủ tiêu chuẩn thì lô sản phẩm đó sẽ bị loại bỏ.
Chiến lược xây dựng và cơ chế cảnh báo sớm của hệ thống ngăn ngừa và kiểm soát hư hỏng cách điện cho các tấm đế dưới ray là gì?
Chiến lược xây dựng hệ thống ngăn ngừa và kiểm soát hư hỏng cách nhiệt cho các tấm đế bên dưới đường ray là bộ ba gồm phòng ngừa + giám sát + xử lý. Liên kết phòng ngừa bao gồm việc lựa chọn tấm đế bằng vật liệu composite có khả năng cách nhiệt cao, tiêu chuẩn hóa quy trình lắp đặt và thường xuyên làm sạch tạp chất trên bề mặt tấm đế. Liên kết giám sát sử dụng các cảm biến giám sát cách điện không dây để thu thập dữ liệu điện trở cách điện của các tấm đế trong thời gian thực. Các cảm biến được lắp đặt ở rìa của tấm đế, 20 cảm biến trên mỗi km và dữ liệu được tải lên nền tảng giám sát thông qua Internet of Things. Liên kết xử lý thiết lập một kế hoạch khẩn cấp cho sự cố cách điện. Khi giám sát điện trở cách điện của tấm đế thấp hơn ngưỡng cho phép, nhân sự ngay lập tức được bố trí để thay thế tấm đế để tránh sự hư hỏng cách điện lan rộng. Cơ chế cảnh báo sớm đặt ra ba-ngưỡng cảnh báo cấp: cảnh báo cấp{11}}đầu tiên (điện trở cách điện 10⁷-5×10⁷Ω), nhắc nhở tăng cường giám sát; cảnh báo cấp độ-thứ hai (10⁶-10⁷Ω), sắp xếp kiểm tra đặc biệt; cảnh báo cấp ba (＜10⁶Ω), hãy thay tấm đế ngay lập tức. Sau khi triển khai hệ thống phòng ngừa và kiểm soát, tỷ lệ hỏng hóc của mạch đường ray giảm 40% và tai nạn hỏng cách điện được hạn chế một cách hiệu quả.