ESTUDIADO Y DESARROLLADO POR EL GABINETE DE INYESTIGACION Y DESARROLLO

EL LLI-1 002, COCHE AUSCULTADORDEL ESTADO DE LA CATENARIA

La importancia que tiene, para el buen funcionamientode las líneas electr^cadas, el mantener en buen estado

la catenaria no necesita ser subrayada.AF]VFF di^Yn^e ilel rnrhe a^^srt^ltadnr LLI-1002,

que ha sido estudiado y realizado por el Gabinete de Investigacióny Desarrollo, y sobre cuyas características escribe

Serafin Amores Martin, jefe de Material Motor de dicho Gabinete.

LAS I(nees aéreas de tracción eléctricadeben ser objeto de una vigilancia y en-tretenimiento sistemético, con el fin de

asegurar en todo el campo de velocidadescomerciales una captaciÓn de corriente sa-tisfactoria por los pantógrafos de los veh(cu-los motores.

Son numerosos los factores que influyenen la calidad de captación de corriente, peroprioritariamente es necesario que los hilosde contacto ocupen siempre una posición,con respecto al plano de rodadura, favorablea dicha captación.

EI coche LLI-1002, estudiado y realizadopor Investigación y Desarrollo, ha sido ins-trumentado con equipos similares a los utili-zados en los coches de auscultación de laSNCF y JZ, para permitir a los servicios deentretenimiento la observación y el registrocontinuo de las caracter(sticas principalesde la catenaria, que definen la posición delos hilos de contacto.Además de la verificación de las caracter(s-ticas geométricas de la catenaria, el cochese ha previsto para montar los dispositivosde medida y comprobación del comporta-miento dinámico de la catenaria: c8mara detelevisión, registro de los movimientos delpantógrafo, registro de la calidad de capta-ción, etcétera (foto 11.

Descripción general del coche.-Ladisposición interior, representada en el es-quema número uno, comprende una ampliasala de medidas y de reunión, una cabina deobservación, locales de servicio y dos de-partamentos para el personal de acompa-r3amiento.

En la sala de medidas estén ubicados, envarios racks, los diversos aparatos utilizadospara el control, a pequeña velocidad, de lascaracter(sticas geométricas de la catenaria,quedando racks disponibles para recibir losaparatos necesarios para ensayos de com-portamiento de la catenaria a las velocida-des m8ximas de servicio comercial.

1 El LLI-1002 ha sido estudiado y realizado por Investigacibn yDesarrollo.

En un cuadro de maniobra estSn conteni-dos los dispositivos de mando y control dela alimentación de energ(a.

La sala de reunión está separada de lasala de medidas por un panel extensible,que permite aislarla para la discusión de losresultados registrados Ifoto 31.

Desde la cabina se puede observar, encondiciones óptimas, tanto la catenariacomo el pantógrafo del coche o de la loco-motora de tracción, ya sea de d(a o de no-che, gracias a los faros orientables de quese ha dotado al coche (foto 2). ^

Por razones de seguridad, las ventanillasde la cabina de observación van dotadas decristales triplex de 13 mm. y rejillas protec-toras. Por sus caracter(sticas, la cabina deobservación conŝtituye un puesto de mandopara los ensayos, y a este efecto se ha pre-visto uniones telefónicas con la sala de me-didas y con la locomotora'de tracción.

En cada extremidad del coche se ha dis-puesto una pequeña cúpula para situar enella la cámara de televisión.

La disposición interior comprende, asi-mismo, un local para los grupos electróge-nos, un taller, una cocina y dos departamen-tos con camas para el personal.

La calefacción es eléctrica a 3.000 vol-tios, alimentada a través de la locomotora.También hay calefacción de circuito de aguacalentada por quemador de gas-oil. La salade medidas y la cabina de observación pue-den, además, ser refrigeradas por aparatosde acondicionamiento de aire.

Tócnice de madidas.-Este coche tieneuna doble finalidad, pues se ha previstopara:• La verificación de las caracter(sticas geo-métricas de la catenaria.• La realización de ensayos dinSmicos a lasvelocidades méximas comerciales (foto 4).

Dispositivos de medida de las caracter(s-ticas geométricas de la catenaria:

En su estado actual, el coche va equipa-do para obtener dos parámetros básicos dela geometr(a del hilo de contacto, es decir,el descentramiento con respecto al eje de la

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ESQUEMA 1

COCHE LABORATORIO LL I- 1002AUSCULTACION DE CATENARIA

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LEYENDA

A -GRUP05 ELECTROGErlOS

9- SALA DE MEDIDASC.-SALA DE TRABAJOD- SALA DE VIGIAE-TALLERF-COCINAG - DORMITORION`SERVICIOS DE ASEO

ALZADO Y DISTRIBUCION INTERIOR

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3 Sela de reunión a propósito para el análisis de los resultados.

vfa y la altura en relación al plano de roda-du ra.

Ademés proporciona otros parámetroscomplementarios que ayudan a una inter-pretación más completa de los anteriores:• Descentramientos del punto medio delpantógrafo con relacibn al eje de la vfa (rou-lis), con coche inclinado por actuación de lasu spen sión.• Velocidad de marcha del vehfculo en km/h.• Trayecto recorrido con marcas en el re-gistro cada 20 metros.

Los parámetros mencionados son regis-

2 ls cebina ofrece condiciones óptimas de visibilidad sobre lacatenaria y el pantógrafo.

trados en papel fotosensible, mediante unregistrador gráfico ultravioleta, incorporán-dose al registro, además, las referencias so-bre singularidades de la catenaria o de la vfamarcadas manualmente, bien desde la cabi-na de observación o desde la locomotora lfi-gura 4).

La altura del hilo de contacto se mide conrespecto al plano de rodadura, pudiendo es-tar la catenaria bajo tensión a 1,5 ó 3 kV. seutiliza para ello un pantógrafo Faiveley tipoAM32 con mesilla especial instalado en eltecho del coche sobre la sala de medidas.

Los movimientos del pantógrafo son repro-ducidos por un sistema reductor y registra-dos de forma continua, déspués de su trans-formación en magnitud eléctrica (figura 21.

Antes de ser registrada, la señal recibidaes corregida por otra señal en función de losdesplazamientos verticales de la caja, toma-da entre los cursores de dos potenciómetrosmontados a ambos lados de la caja del vehf-culo, sobre el bogie correspondiente a lasala de medida. Los cursores de estos po-tenciómetros están ligados por medio de'cadenas Galle a los balancines del bogie.

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4 Dispositivos de medida de las caracterfsticas geométricas de la catenaria.

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GRAFICA DE LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA CATENARIA

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1: Marcado de puntos kilométricos. 2: Descentramiento. 3 a 5: Referencia de altura del hilo de contacto,respectivamente, a 6 m.; 5,38 x 4,60 m. 6: Roulis del coche. 7: Marcado manual de puntos particulares de

la catenaria.

La señal de altura, una vez corregida, esregistrada a escala 1/10.

EI descentramiento del hilo de contactose mide respecto a la perpendicular al pla-no de rodadura, en el eje de la vía, pudien-do estar la catenaria bajo tensión (figura 31.

Se utiliza para ello un dispositivo queconsta de un equipo de detección, de emi-sión y recepción.

Descripción del detector.-EI detector,situado en la cabeza del pantógrafo, loconstituye una mesilla especial de 90 cm.de longitud, provista de 30 plots distribui-dos de forma homogénea a lo largo de lamisma. Estos plots son circuitos oscilantesformados por una doble bobina con núcleo yun condensador, asociados, cada uno, a unoscilador. La disposición del circuito es tal,que en ausencia del hilo de contacto sobreel plot, su señal de salida es cero voltios. Encambio, la presencia del hilo de contactosobre él modifica el valor de la inductanciadel circuito oscilante y aparece una tensióna la saÍida.

Un dispositivo de código binario permiterecomponer el rango del circuito oscilanteinfluenciado por el hilo de contacto y dar lainformación de la medida del descentra-miento. Un emisor transmite por radio estainformacibn, al interior del coche, a un siste-ma receptor-decodificador que suministrauna corriente proporcional al rango del osci-lador de detección influenciado por el hilode contacto.

Para evitar el desplazamiento lateral dela caja, el bogie situado bajo la sala demedida está equipado de un dispositivo debloqueo de la traviesa bailadora. Un equipocomplementario compensa automática-mente la inclinación del coche en las curvas(roulisl. Está constituido por dos potenció-metros montados a ambos lados de la cajadel veh(culo, y accionados por cadenas fija-das a los balancines del bogie.

Los potenciómetros son alimentados poruna tensión proporcional a la altura del pan-tógrafo, que es suministrada por un poten-ciómetro accionado por el sistema reductorutilizado en la medida de la altura.

Se obtiene asi entre los cursores de losdos potenciómetros una tensión proporcio-nal a la distancia entre el eje del pantógrafoy el eje de la v(a, que se combina con las se-ñales de salida de bs codificadores dere-chos e izquierdos. Las señales resultantescorresponden al descentramiento del hilo decontacto con respecto al eje de la via, es de-cir, al descentramiento real.

Las señales, una vez corregidas y amplifi-cadas, son registradas en papel fotosensi-ble, lo mismo que la altura y el roulis.

La escala adoptada para el descentra-miento y el roulis es 1/15.

Otros parámetros proporcionados por elcoche son:• La velocidad de marcha: Se obtieneésta a partir de un generador tacométrico,

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FIGURA 2

MEDIDA DE LA ALTURA DE LA CATENARIA - ESQUEMA DE PRINCIPIO

I.PANTOGRAFO DE MEDIDA2BARRA AISLANTE3,5,6. POTENCIOMETROS4,7. FUENTES DE ALIMENTACION ESTAB.

acoplando éste a uno de los ejes del veh(cu-lo, que genera una señal de 600 impulsospor vuelta de rueda, la cual es enviada a uncaptador frecuenciométrico de tiemposajustables.• Reglando debidamente la base de tiem-pos, según el diámetro de la rueda, la fre-cuencia que detecta el captador correspon-de numéricamente al valor de la velocidaden km/h.• Trayecto recorrido por el vehfculo: Comoen el caso anterior, se parte del generadortacométrico de 600 impulsos. Con la señaldel generador se ataca a un divisor de fre-cuencia con coeficiente de división ajusta-ble, mediante dos parámetros: el per(odo dela señal de salida y el diámetro de rueda. Es-tos datos se fijan sobre el módulo del con-versor de frecuencia, cuya señal de salidacodificada en valor de espacio recorrido seintroduce directamente en el marcador detiempos del registrador, quedando transfor-mada en marcas de espacio.

esEÑAL DE ALTURAgSEÑAL DE CORRECCION

lO.SUMADOR ANALOGICOII.AMPLIFICADOR ANALOGICO+FIlTRO12SEÑAL DE ALTURA CORREGIDA

FIGURA 3

MEDIDA DEL DESCENTRAMIENTO DE LA CATENARIA.-ESQUEMA DE PRINCIPIO

1.PLOTS DE DETECCION 8,9. SEÑAI.ES DE OESCENTRAMIENTp2,7. CODIFICADORES ANALOGICO OIGITAL 10. SEÑAL DE CORRECCION3.OSCILADORES 11.SUMADORES ANALOGICOS4 EMISOR 12 FlLTROSS.ANTENAS 13,14. SENALES DE DESCENTRAMIENTO CORRE^6.RECEPTOR I

• Las señales de referencia: Se generanmediante unos impulsos asociados a los te-léfonos de intercomunicación. AI presionarlos pulsadores se cierra un circuito en losgeneradores de impulsos, dando lugar a es-calones de tensión, que se Ilevan directa-mente al registrador.

Dispositivos utilizados para ensayosdinSmicos.-Durante la circulación a las ve-locidades máximas comerciales, es impor-tante conocer el comportamiento de la ca-tenaria y del pantógrafo.

La observación directa desde la cabinade que dispone el coche, el registro sobrebanda magnética de una señal emitida poruna c8mara de televisión, el registro de losmovimientos del pantógrafo, la determina-ción de la calidad de captación suministranlos elementos indispensables al estudio delos fenómenos que se producen a velocida-des elevadas Ifigura 1).

Con objeto de que los resultados de losregistros y de las observaciones hechas en

las circulaciones de ensayos reflejen perfec-tamente los fenómenos que se producen enel curso de las circulaciones comerciales, esindispensable situarse en condiciones, aná-logas. Por ello, se efectúan las medidas conel pantógrafo de la locomotora de tracción.

Los desplazamientos en altura del pantó-grafo pueden ser transformados en valoreléctrico por medio de un potenciómetrocuyo cursor se une al eje inferior del pantó-grafo por una biela aislante.

En cambio, para obtener los movimientosy aceleraciones de la mesilla debe equiparseel pantógrafo con captadores de desplaza-miento y acelerómetros cuyas señales de-ben transmitirse para su registro a través defibras ópticas, que por sus peculiares carac-ter(sticas realizan al mismo tiempo la fun-ción de aislamiento entre los captadores y elregistro. '

Para la detección de los arcos que pue-dan producirse entre el pantógrafo y la cate-naria se utiliza una célula especial de doselectrodos, donde la atmósfera se vuelve

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FIGURA 1 conductora bajo la influencia derayos ultravioleta;: emitidos porel arco.

DISPOSICION DE LA LOCOMOTORA Y COCHE AUSCULTADOR PARA Una cadena de televisión en

ENSAYOS DINAMICOS: ESQUEMA DE PRINCIPIO circuito cerrado completa losdispositivos que pueden utilizar-se en el desarrollo de ensayosde velocidad. La cámara se sitúaen una de las cúpulas dispues-tas a este efecto en los extre-

1. POTENCIOMETRO CIRCULAR. 5. CAMARA DE TELEVISION. mos del coche, y se fija sobre2. BARRA AISLANTE. 6.CONEXION A LA CADETIA DE TELEVISION. una torreta orientable vertical y3. CEWLA DE DETECCION DE POSTES. 7. LINEA DE INTERCOMUNICACION TELEFONICA horizontalmente, por medio de

4. DETECTOR DE ARCOS. CON LA LOCOMOTORA, un mando a distancia. Asimismose puede telemandar el reglajeautomático del diafragma y elenfoque del objetivo (foto 51.

Un monitor de televisón per-mite observar los movimientosdel pantógrafo y de la catena-ria. Las señales video de la cá-mara se registran en un magne-toscopio.

De esta forma, después delos recorridos de ensayos, pue-de volverse a ver con detalle eldesarrollo de los mismos todaslas veces que sea necesario.Como es posible parar la ima-gen, se puede estudiar una fasemuy particular del ensayo. Esteestudio puede realizarse no sóloen el coche, sino también en laoficina de trabajo, puesto que elregistro magnético puede repro-ducirse en un receptor comer-cial de televisión.

Conviene hacer notar quepara la realización de ensayosdinámicos del sistema pantó-grafo-catenaria es imprescindi-ble el coche auscultador, pues laobservación directa que éstepermite durante el desarrollo delos ensayos da una información

complementaria muy valiosa, aparte de lafacilidad que aporta al montaje de la instru-mentación.^ No obstante, este coche, por estar deri-vado del coche AAWL-1033 su velocidadestá limitada a 140 km/h.

Algunas conclusiones.-Con este cochede auscultación que ahora dispone RENFE,está previsto hacer numerosas circulacio-nes, con lo cual se conocerán mucho mejorlos fenómenos complejos de la captación decorriente. De los registros que se obtenganse deducirán las modificaciones más sim-ples y econbmicas que conviene aportar alas catenarias y pantógrafos para hacer aptoel sistema a las máximas velocidades co-merciales actuales y futuras previstas ennuestra Red.

Este coche permitirá igualmente por me-,.® dio de circulaciones sistemáticas anuales,

mantener la calidad de conservación de la5 Este monitor de televisión permite la observación de pantógrafo y catenaria. Las imSgenes son

registradas en magnetoscopro.

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catenaria que exige el servicio comercial. n

SERAFIN AMORES MARTIN.