EL LLI-1 002, COCHE AUSCULT ADOR DEL EST AD O DE LA CATENARIA

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1 ESTUDIADO Y DESARROLLADO POR EL GABINETE DE INYESTIGACION Y DESARROLLO EL LLI1 002, COCHE AUSCULT ADOR DEL EST AD O DE LA CATENARIA La mportanca que tene, para el buen funconamento de las líneas electrcadas, el mantener en buen estado la catenara no necesta ser subrayada. AF]VFF dyne lel rnrhe asrtltadnr LLI1002, que ha sdo estudado y realzado por el Gabnete de Investgacón y Desarrollo, y sobre cuyas característcas escrbe Serafn Amores Martn, jefe de Materal Motor de dcho Gabnete. L AS I(nees aéreas de traccón eléctrca deben ser objeto de una vglanca y entretenmento sstemétco, con el fn de asegurar en todo el campo de velocdades comercales una captacón de corrente satsfactora por los pantógrafos de los veh(culos motores. Son numerosos los factores que nfluyen en la caldad de captacón de corrente, pero prortaramente es necesaro que los hlos de contacto ocupen sempre una poscón, con respecto al plano de rodadura, favorable a dcha captacón. EI coche LLI1002, estudado y realzado por Investgacón y Desarrollo, ha sdo nstrumentado con equpos smlares a los utlzados en los coches de auscultacón de la SNCF y JZ, para permtr a los servcos de entretenmento la observacón y el regstro contnuo de las caracter(stcas prncpales de la catenara, que defnen la poscón de los hlos de contacto. Además de la verfcacón de las caracter(stcas geométrcas de la catenara, el coche se ha prevsto para montar los dspostvos de medda y comprobacón del comportamento dnámco de la catenara: c8mara de televsón, regstro de los movmentos del pantógrafo, regstro de la caldad de captacón, etcétera (foto 11. Descrpcón general del coche.la dsposcón nteror, representada en el esquema número uno, comprende una ampla sala de meddas y de reunón, una cabna de observacón, locales de servco y dos departamentos para el personal de acompar3amento. En la sala de meddas estén ubcados, en varos racks, los dversos aparatos utlzados para el control, a pequeña velocdad, de las caracter(stcas geométrcas de la catenara, quedando racks dsponbles para recbr los aparatos necesaros para ensayos de comportamento de la catenara a las velocdades m8xmas de servco comercal. 1 El LLI1002 ha sdo estudado y realzado por Investgacbn ydesarrollo. En un cuadro de manobra estsn contendos los dspostvos de mando y control de la almentacón de energ(a. La sala de reunón está separada de la sala de meddas por un panel extensble, que permte aslarla para la dscusón de los resultados regstrados Ifoto 31. Desde la cabna se puede observar, en condcones óptmas, tanto la catenara como el pantógrafo del coche o de la locomotora de traccón, ya sea de d(a o de noche, gracas a los faros orentables de que se ha dotado al coche (foto 2). Por razones de segurdad, las ventanllas de la cabna de observacón van dotadas de crstales trplex de 13 mm. y rejllas protectoras. Por sus caracter(stcas, la cabna de observacón conŝttuye un puesto de mando para los ensayos, y a este efecto se ha prevsto unones telefóncas con la sala de meddas y con la locomotora'de traccón. En cada extremdad del coche se ha dspuesto una pequeña cúpula para stuar en ella la cámara de televsón. La dsposcón nteror comprende, asmsmo, un local para los grupos electrógenos, un taller, una cocna y dos departamentos con camas para el personal. La calefaccón es eléctrca a voltos, almentada a través de la locomotora. Tambén hay calefaccón de crcuto de agua calentada por quemador de gasol. La sala de meddas y la cabna de observacón pueden, además, ser refrgeradas por aparatos de acondconamento de are. Tócnce de maddas.este coche tene una doble fnaldad, pues se ha prevsto para: La verfcacón de las caracter(stcas geométrcas de la catenara. La realzacón de ensayos dnsmcos a las velocdades méxmas comercales (foto 4). Dspostvos de medda de las caracter(stcas geométrcas de la catenara: En su estado actual, el coche va equpado para obtener dos parámetros báscos de la geometr(a del hlo de contacto, es decr, el descentramento con respecto al eje de la 14

2 ESQUEMA 1 COCHE LABORATORIO LL I 1002 AUSCULTACION DE CATENARIA LEYENDA r2 Í Q O O p A GRUP05 ELECTROGErlOS 9 SALA DE MEDIDAS C.SALA DE TRABAJO D SALA DE VIGIA ETALLER FCOCINA G DORMITORIO N`SERVICIOS DE ASEO ( D1 ALZADO Y DISTRIBUCION INTERIOR I1 3 Sela de reunón a propósto para el análss de los resultados. 2 ls cebna ofrece condcones óptmas de vsbldad sobre la catenara y el pantógrafo. vfa y la altura en relacón al plano de rodadu ra. Ademés proporcona otros parámetros complementaros que ayudan a una nterpretacón más completa de los anterores: Descentramentos del punto medo del pantógrafo con relacbn al eje de la vfa (rouls), con coche nclnado por actuacón de la su spen són. Velocdad de marcha del vehfculo en km/h. Trayecto recorrdo con marcas en el regstro cada 20 metros. Los parámetros menconados son regs trados en papel fotosensble, medante un regstrador gráfco ultravoleta, ncorporándose al regstro, además, las referencas sobre sngulardades de la catenara o de la vfa marcadas manualmente, ben desde la cabna de observacón o desde la locomotora lfgura 4). La altura del hlo de contacto se mde con respecto al plano de rodadura, pudendo estar la catenara bajo tensón a 1,5 ó 3 kv. se utlza para ello un pantógrafo Faveley tpo AM32 con meslla especal nstalado en el techo del coche sobre la sala de meddas. Los movmentos del pantógrafo son reproducdos por un sstema reductor y regstrados de forma contnua, déspués de su transformacón en magntud eléctrca (fgura 21. Antes de ser regstrada, la señal recbda es corregda por otra señal en funcón de los desplazamentos vertcales de la caja, tomada entre los cursores de dos potencómetros montados a ambos lados de la caja del vehfculo, sobre el boge correspondente a la sala de medda. Los cursores de estos potencómetros están lgados por medo de' cadenas Galle a los balancnes del boge. 15

3 4 Dspostvos de medda de las caracterfstcas geométrcas de la catenara. ruura 4 GRAFICA DE LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA CATENARIA ( I. 2g m._ I 2 3 ' I ' I I ( I I I I I I 1: Marcado de puntos klométrcos. 2: Descentramento. 3 a 5: Referenca de altura del hlo de contacto, respectvamente, a 6 m.; 5,38 x 4,60 m. 6: Rouls del coche. 7: Marcado manual de puntos partculares de la catenara.. La señal de altura, una vez corregda, es regstrada a escala 1/10. EI descentramento del hlo de contacto se mde respecto a la perpendcular al plano de rodadura, en el eje de la vía, pudendo estar la catenara bajo tensón (fgura 31. Se utlza para ello un dspostvo que consta de un equpo de deteccón, de emsón y recepcón. Descrpcón del detector.ei detector, stuado en la cabeza del pantógrafo, lo consttuye una meslla especal de 90 cm. de longtud, provsta de 30 plots dstrbudos de forma homogénea a lo largo de la msma. Estos plots son crcutos osclantes formados por una doble bobna con núcleo y un condensador, asocados, cada uno, a un osclador. La dsposcón del crcuto es tal, que en ausenca del hlo de contacto sobre el plot, su señal de salda es cero voltos. En cambo, la presenca del hlo de contacto sobre él modfca el valor de la nductanca del crcuto osclante y aparece una tensón a la saída. Un dspostvo de códgo bnaro permte recomponer el rango del crcuto osclante nfluencado por el hlo de contacto y dar la nformacón de la medda del descentramento. Un emsor transmte por rado esta nformacbn, al nteror del coche, a un sstema receptordecodfcador que sumnstra una corrente proporconal al rango del osclador de deteccón nfluencado por el hlo de contacto. Para evtar el desplazamento lateral de la caja, el boge stuado bajo la sala de medda está equpado de un dspostvo de bloqueo de la travesa baladora. Un equpo complementaro compensa automátcamente la nclnacón del coche en las curvas (roulsl. Está consttudo por dos potencómetros montados a ambos lados de la caja del veh(culo, y acconados por cadenas fjadas a los balancnes del boge. Los potencómetros son almentados por una tensón proporconal a la altura del pantógrafo, que es sumnstrada por un potencómetro acconado por el sstema reductor utlzado en la medda de la altura. Se obtene as entre los cursores de los dos potencómetros una tensón proporconal a la dstanca entre el eje del pantógrafo y el eje de la v(a, que se combna con las señales de salda de bs codfcadores derechos e zquerdos. Las señales resultantes corresponden al descentramento del hlo de contacto con respecto al eje de la va, es decr, al descentramento real. Las señales, una vez corregdas y amplfcadas, son regstradas en papel fotosensble, lo msmo que la altura y el rouls. La escala adoptada para el descentramento y el rouls es 1/15. Otros parámetros proporconados por el coche son: La velocdad de marcha: Se obtene ésta a partr de un generador tacométrco, 16

4 I FIGURA 2 MEDIDA DE LA ALTURA DE LA CATENARIA ESQUEMA DE PRINCIPIO FIGURA 3 MEDIDA DEL DESCENTRAMIENTO DE LA CATENARIA.ESQUEMA DE PRINCIPIO I.PANTOGRAFO DE MEDIDA 2BARRA AISLANTE 3,5,6. POTENCIOMETROS 4,7. FUENTES DE ALIMENTACION ESTAB. eseñal DE ALTURA gseñal DE CORRECCION lo.sumador ANALOGICO II.AMPLIFICADOR ANALOGICO+FIlTRO 12SEÑAL DE ALTURA CORREGIDA 1.PLOTS DE DETECCION 8,9. SEÑAI.ES DE OESCENTRAMIENTp 2,7. CODIFICADORES ANALOGICO OIGITAL 10. SEÑAL DE CORRECCION 3.OSCILADORES 11.SUMADORES ANALOGICOS 4 EMISOR 12 FlLTROS S.ANTENAS 13,14. SENALES DE DESCENTRAMIENTO CORRE 6.RECEPTOR acoplando éste a uno de los ejes del veh(culo, que genera una señal de 600 mpulsos por vuelta de rueda, la cual es envada a un captador frecuencométrco de tempos ajustables. Reglando debdamente la base de tempos, según el dámetro de la rueda, la frecuenca que detecta el captador corresponde numércamente al valor de la velocdad en km/h. Trayecto recorrdo por el vehfculo: Como en el caso anteror, se parte del generador tacométrco de 600 mpulsos. Con la señal del generador se ataca a un dvsor de frecuenca con coefcente de dvsón ajustable, medante dos parámetros: el per(odo de la señal de salda y el dámetro de rueda. Estos datos se fjan sobre el módulo del conversor de frecuenca, cuya señal de salda codfcada en valor de espaco recorrdo se ntroduce drectamente en el marcador de tempos del regstrador, quedando transformada en marcas de espaco. Las señales de referenca: Se generan medante unos mpulsos asocados a los teléfonos de ntercomuncacón. AI presonar los pulsadores se cerra un crcuto en los generadores de mpulsos, dando lugar a escalones de tensón, que se Ilevan drectamente al regstrador. Dspostvos utlzados para ensayos dnsmcos.durante la crculacón a las velocdades máxmas comercales, es mportante conocer el comportamento de la catenara y del pantógrafo. La observacón drecta desde la cabna de que dspone el coche, el regstro sobre banda magnétca de una señal emtda por una c8mara de televsón, el regstro de los movmentos del pantógrafo, la determnacón de la caldad de captacón sumnstran los elementos ndspensables al estudo de los fenómenos que se producen a velocdades elevadas Ifgura 1). Con objeto de que los resultados de los regstros y de las observacones hechas en las crculacones de ensayos reflejen perfectamente los fenómenos que se producen en el curso de las crculacones comercales, es ndspensable stuarse en condcones, análogas. Por ello, se efectúan las meddas con el pantógrafo de la locomotora de traccón. Los desplazamentos en altura del pantógrafo pueden ser transformados en valor eléctrco por medo de un potencómetro cuyo cursor se une al eje nferor del pantógrafo por una bela aslante. En cambo, para obtener los movmentos y aceleracones de la meslla debe equparse el pantógrafo con captadores de desplazamento y acelerómetros cuyas señales deben transmtrse para su regstro a través de fbras óptcas, que por sus peculares caracter(stcas realzan al msmo tempo la funcón de aslamento entre los captadores y el regstro. ' Para la deteccón de los arcos que puedan producrse entre el pantógrafo y la catenara se utlza una célula especal de dos electrodos, donde la atmósfera se vuelve 17

5 FIGURA 1 conductora bajo la nfluenca de rayos ultravoleta;: emtdos por el arco. Una cadena de televsón en ENSAYOS DINAMICOS: ESQUEMA DE PRINCIPIO crcuto cerrado completa los dspostvos que pueden utlzarse en el desarrollo de ensayos de velocdad. La cámara se stúa en una de las cúpulas dspuestas a este efecto en los extre 1. POTENCIOMETRO CIRCULAR. 5. CAMARA DE TELEVISION. mos del coche, y se fja sobre 2. BARRA AISLANTE. 6.CONEXION A LA CADETIA DE TELEVISION. una torreta orentable vertcal y 3. CEWLA DE DETECCION DE POSTES. 7. LINEA DE INTERCOMUNICACION TELEFONICA horzontalmente, por medo de 4. DETECTOR DE ARCOS. CON LA LOCOMOTORA, un mando a dstanca. Asmsmo se puede telemandar el reglaje automátco del dafragma y el enfoque del objetvo (foto 51. Un montor de televsón permte observar los movmentos del pantógrafo y de la catenara. Las señales vdeo de la cámara se regstran en un magnetoscopo. De esta forma, después de los recorrdos de ensayos, puede volverse a ver con detalle el desarrollo de los msmos todas las veces que sea necesaro. Como es posble parar la magen, se puede estudar una fase muy partcular del ensayo. Este estudo puede realzarse no sólo en el coche, sno tambén en la ofcna de trabajo, puesto que el regstro magnétco puede reproducrse en un receptor comercal de televsón. Convene hacer notar que para la realzacón de ensayos dnámcos del sstema pantógrafocatenara es mprescndble el coche auscultador, pues la observacón drecta que éste permte durante el desarrollo de los ensayos da una nformacón complementara muy valosa, aparte de la facldad que aporta al montaje de la nstrumentacón. No obstante, este coche, por estar dervado del coche AAWL1033 su velocdad está lmtada a 140 km/h. DISPOSICION DE LA LOCOMOTORA Y COCHE AUSCULTADOR PARA 5 Este montor de televsón permte la observacón de pantógrafo y catenara. Las msgenes son regstradas en magnetoscopro. 18 Algunas conclusones.con este coche de auscultacón que ahora dspone RENFE, está prevsto hacer numerosas crculacones, con lo cual se conocerán mucho mejor los fenómenos complejos de la captacón de corrente. De los regstros que se obtengan se deducrán las modfcacones más smples y econbmcas que convene aportar a las catenaras y pantógrafos para hacer apto el sstema a las máxmas velocdades comercales actuales y futuras prevstas en nuestra Red. Este coche permtrá gualmente, por me. do de crculacones sstemátcas anuales, mantener la caldad de conservacón de la catenara que exge el servco comercal. n SERAFIN AMORES MARTIN.