ТОВ «Інформаційні технології»

Останніми роками на мережі залізниць ВАТ «РЖД» широко застосовуються ізолюючі стики з композитними накладками виробництва «АПАТЕк». Застосування цих накладок вирішило ряд шляхових проблем, зокрема щодо міцності, втоми та зносу, але натомість створило нову проблему – підвищену намагніченість ізольованого стику до рівня, при якому між торцями рейок утворюються електропровідні «містки» з металевої стружки, що призводить до збою в роботі СЦБ та АЛС та виникнення помилкової зайнятості.

На сьогоднішній день досі не виявлено причин високої намагніченості в ізолюючих стиках. Також як і не розроблені методи та пристрої, які б стабільно усували намагніченість ізостиків із композитними накладками. При цьому багаторічні спостереження та дослідження намагніченості ізостиків дозволили виявити безпечний рівень, при якому відсутнє налипання стружки або її кількість не викликає закорочення ізостиків [1] (безпечним рівнем намагніченості ізолюючого стику вважається 10 мТл і менше [2]).

На даний момент методи боротьби з намагніченістю ізостиків можна розділити на три основні групи:

- Зниження магнітного поля шунтуванням (пасивний метод);

- розмагнічування чи керування величиною магнітного поля (активний метод);

- Створення штучного бар'єру від замикання стружкою.

Суть пасивного методу полягає в тому, щоб заповнити повітряний зазор у стику магнітопровідним матеріалом, так би мовити, знизити магнітний опір. Приклади використання пасивного методу - це встановлення в ізостік прокладки стикової композиційної ПСК-65, магнітошунтуючої ізоляції КМШІ-65, металополімерних або металокомпозитних бічних накладок. Пасивний метод має один основний недолік – величиназниження магнітного поля залежить від магнітних властивостей матеріалу та об'ємного вмісту магнітопровідного матеріалу в зоні стику рейок. І фактично величина зниження залежить від початкової намагніченості изостика.

В активному методі, як правило, використовують дуже складні та дорогі магнітні системи. При використанні магнітних систем магнітне поле в ізостиці перерозподіляється шляхом накладання зовнішнього магнітного поля на ізостиковому полі. За допомогою магнітної системи можна керувати величиною накладеного магнітного поля, досягаючи нормованої величини намагніченості або повного розмагнічування ізостика, незалежно від того, яка була намагніченість ізостика і як вона буде змінюватися надалі. Або, інший спосіб - ізостик піддається впливу загасаючого знакозмінного магнітного поля, яке повністю розмагнічує ізостік. Як демагнітизатор на ЖД, наприклад, використовують електробаластери, встановлені на спецвагонах. Один із недоліків – як правило, для магнітних систем необхідне зовнішнє електроживлення, процес досить енергоємний і такі магнітні системи використовуються одноразово, тобто. вони не завжди стоять у дорозі і не можуть самостійно відстежувати зміну магнітного поля.

Найпростіший спосіб – створення штучного бар'єру від замикання стружки, що не потребує високих витрат на реалізацію. Відоме одне серійне рішення - стикова прокладка з фартухом, яка "обволікає" торець рейки. На стадії дослідного зразка – ряд постійних магнітів, встановлених перед ізостиком і вловлюють стружку. І, нарешті, на мережі залізниці використовують такі способи, як фарбування торців рейок у стику.

Після проведення низки досліджень для вирішення проблеми намагніченості ізостиків спеціалістами ТОВ «НТЦІнформаційні Технології» з використанням принципу активного методу були розроблені шунт, що розмагнічує ізолюючих стиків ШРІС-65 та індикатор контролю намагніченості ізостиків, що не мають аналогів як в Україні, так і за кордоном (рис. 1).

Мал. 1. Загальний вигляд встановленого під стик шунта, що розмагнічує.

та індикатора ВКН на головці рейок

Шунт розмагнічує являє собою магнітну систему, що складається з феромагнітного сердечника, що містить потужні постійні магніти, встановлені певним чином (рис. 2). Полюсні наконечники сердечника, що контактують з підошвами рейок, ізольовані від останніх магнітодіелектричних прокладок, що знижують магнітний опір між підошвою рейок і полюсним наконечником сердечника. Для захисту елементів магнітної системи шунта від впливу довкілля та забезпечення електричних параметрів (опір) корпус шунта виконаний герметичним з діелектричного полімерного матеріалу.

Мал. 2. Пристрій шунту, що розмагнічує

При розробці конструктивні параметри пристрою визначалися, в основному, габаритами шпального ящика в місці розташування рейки ізолюючого стику з урахуванням можливої ​​несиметрії розташування стикового зазору щодо найближчих шпал, а ширина пристрою обмежена габаритами підошви рейки. Кріплення шунта до підошви рейок здійснюється за допомогою пружинних елементів (скоб), що контактують із шунтом через опорну пластину, що дозволяє монтувати та демонтувати шунт без розбирання ізостику (рис. 3).

1, 2 – напрямок переміщень скоби

Мал. 3. Встановлення шунта, що розмагнічує під стик

Завдяки постійним магнітам, розташованим певним чином у магнітній системі,шунт утворює в стику магнітне поле зворотної полярності, яке при взаємодії з магнітним полем ізостика в сумі забезпечують намагніченість у стику в межах норми (рис. 4). Потужність магнітів підібрана так, щоб у зоні підошви рейок індукція магнітного поля також не перевищувала безпечного рівня по абсолютній величині, хоча напрямок поля в голівці та підошві рейки при цьому можуть бути протилежними (рис. 4, б).

а)

б)

Мал. 4. Напрями магнітних полів шунта розмагнічує та ізостика

до взаємодії (а) та після (б)

Для визначення рівня намагніченості та спрямованості магнітного поля при встановленні шунта, що розмагнічує для ізолюючих стиків, використовується Індикатор контролю намагніченості ІКН, який також є магнітною системою (рис. 5). Над магнітною стрілкою і карткою індикатора розташовується магнітопровід, який зорієнтований вздовж зазору стику. Картушка має шкалу для визначення ступеня намагніченості рейкового ізолюючого стику. Шкала картки розділена на 3 пари сегментів, що мають певний колір (червоний, жовтий, зелений). Кожному кольору відповідає певний ступінь намагніченості. Низький ступінь намагніченості позначений зеленим кольором, середній ступінь намагніченості - жовтим, а високий ступінь намагніченості червоним.

Мал. 5. Індикатор контролю намагніченості ІЧН

При встановленні індикатора ІКН на стик (рис. 1, 6), магнітне поле ізостика та магнітне поле магнітопроводу індикатора ІКН впливають на магнітну стрілку, прагнучи зорієнтувати її в напрямку сумарного вектора індукції магнітного поля. Залежно від величини індукції магнітного поля ізолюючого стику магнітна стрілка відхиляється на певний кут івказує на певну зону картки. Чим більший рівень намагніченості ізостика, тим більший кут відхиляється стрілка індикатора ІКН. Таким чином, можна виявити рівень ступеня намагніченості рейкового ізолюючого стику при одній установці індикатора на головки рейок.

Мал. 6. Індикатор ІКН на ізостиці

На даний момент вироби експлуатується на 3-х залізницях ВАТ «РЗ» - Горьківській, Жовтневій та Свердловській залізниці. та прийнято у постійну експлуатацію.

У таблиці 1 наведено результати вимірювань індукції магнітного поля ізолюючих стиків, забезпечених різними магнітошунтуючими пристроями (наведені середні величини за даними з різних доріг).

---