Diagnostyka nakładek stykowych z wykorzystaniem systemu wizyjnego 3D

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.

---

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.