Влияния электрифицированных железных дорог

 

Опасное магнитное влияние контактной сети эл.ж.д. определяют

при вынужденном режиме работы тяговой сети, когда одна из тяговых подстанций на участке сближения с ЛС отключена. Расчет в этом слу­чае производят при двух режимах: аварийном, т. е. при коротком за­мыкании контактного провода на рельсы и землю, и рабочем (вынуж­денном).

При аварийном режиме рассчитывают кратковременное влияние, при рабочем (вынужденном) - длительное.

Опасные ЭДС и напряжения на металлическом покрове ЛС при аварийном режиме подсчитывают для наиболее неблагоприятного по­ложения точки короткого замыкания, используя метод проб и кривые токов КЗ. Значения тока задаются в задачах.

Продольную ЭДС, индуцируемую в металлических покровах ЛС с длиной ГНУ до 40 км, при аварийном режиме подсчитывают по фор­муле (4.5) при S=l. При этом следует находить максимальную ЭДС методом проб.

При определении S (формула 4.18) необходимо учитывать КЗД рельсов влияющей эл.ж.д (S).

Напряжение по отношению к земле, на изолированном конце под­верженного опасному магнитному влиянию ГНУ, может быть найдено по формуле (4.5).

При рабочем (вынужденном) режиме индуцируемую в металличес­ких покровах продольную ЭДС при длине ГНУ до 40 км определяют по формуле (4.5) с заменой тока на произведение:

где

Кф- коэффициент, характеризующий увеличение индуцируемого на­пряжения вследствие не синусоидальности тока тяговой сети, обуслов­ленной работой выпрямительных устройств электровозов (этот коэф­фициент при расчетах опасного влияния равен 1,15);

1экв - эквивалентный влияющий ток, А.

Под эквивалентным влияющим током подразумевается ток в тяговой сети, одинаковый на всем участке сближения, который ин­дуцирует в подверженной влиянию линии такое же опасное напряжение, какое возникает при действительном (ступенчатом) распределе­нии токов в тяговой сети.

При расчете опасного влияния реальное расположение электропо­ездов на участке сближения в пределах гальванически неразделенного участка ЛС заменяется условной расчетной схемой. В этой схеме при­нимается такой вариант, когда электропоезда распределены равномер­но по плечу питания и имеют одинаковую нагрузку. При такой схеме ток в контактной сети по длине плеча питания изменяется ступенями.

В расчетную формулу (4.5) опасной индуцированной ЭДС, при ра­бочем (вынужденном) режиме, подставляют вместо I, эквивалентный влияющий ток.

Величина этого тока определяется из выражения:

(4.47)

где

1 - потребляемый всеми электропоездами на участке вынужден­ного режима, А (величина этого тока может быть получена в органи­зации, проектировавшей электрификацию железной дороги, или в ор­ганизации, эксплуатирующей эл. ж. д.);

Кт - коэффициент, характеризующий уменьшение эквивалентного то­ка по сравнению с результирующим током в зависимости от количест­ва поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания,

 

(4.48)

 

где

m - количество поездов, одновременно находящихся в пределах рас­четного плеча питания в часы интенсивного движения их по участку в вынужденном режиме; величину m определяют по утвержденному графику движения поездов;

£ - расстояние от действующей ТП до начала сближения тяговой се­ти с ГНУ линии связи, км;

£ - эквивалентная длина сближения линии связи с тяговой сетью в пределах ГНУ, км;

I - длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме, км.

Расчет гальванического влияния эл. ж. д. на ЛС

Опасные напряжения, обусловленные гальваническим влиянием, рассчитывают при работе тяговой сети в вынужденном режиме. Учи­тывают два случая - аварийный режим (короткое замыкание контакт­ного провода на рельсы и землю) и рабочий режим.

При расчете гальванического влияния определяют потенциал точки М земли (см. рис. 4.7), примыкающей к наружной полиэтиленовой оболочке кабеля, и складывают с напряжением от магнитного влияния. Потенциал точки М земли, создаваемый током, поступающим в рельсы, в зависимости от проводимости земли и расположения точки М относительно тяговой подстанции или электровоза, определяют по кривым, приведенным на рис. 4.8. При этом, если потенциал создается током нагрузки (или током короткого замыкания) тяговой подстанции, то его знак условно принимают положительным, если током электро­воза (или током короткого замыкания, поступающим из контактного провода в рельсы) - отрицательным (рис. 4.7).

При аварийном режиме гальваническое влияние определяют в той же точке кабеля, в которой имело место максимальное напряжение от магнитного влияния в режиме короткого замыкания.

При рабочем (вынужденном) режиме определяют потенциал точки, расположенной вначале ГНУ, для которой определялось магнитное влияние при этом режиме.

При расположении точки М на расстоянии более 3 км от тяговой подстанции (х_м > 3 км) потенциал в этой точке определяют только от токов нагрузки электровозов: одного электровоза на однопутной эл. ж. д. и двух электровозов - на двух путной.

Ток потребляемый одним электровозом, принимаем равным:

(4.49)

где

Iрез - ток потребляемый всеми электропоездами на участке вынужден­ного режима, А; величина этого тока может быть получена в органи­зации, проектировавшей электрификацию железной дороги, или в ор­ганизации, эксплуатирующей эл. ж. д.;

m - количество электровозов на плече питания эл. ж. д. при вынуж­денном режиме.

Рис. 4.8 а. Потенциал заземления однопроводной цепи, обусловленный гальваническим влиянием в зависимости от расположения заземления цепи относительно полотна железной дороги (Q=1*10^-3См/м)

 

Рис.4.8 б. Потенциал заземления однопроводной цепи, обусловленный гальваническим влиянием в зависимости от расположения заземления цепи относительно полотна железной дороги (Q = 1,7• 10^-3 См / м)

Рис. 4.8 в. Потенциал заземления однопроводной цепи, обусловленный гальваническим влиянием в зависимости от расположения заземления цепи относительно полотна железной дороги (Q = 3,3-10^-3 См / м)

Рис. 4.8 г. Потенциал заземления однопроводной цепи, обусловленный гальваническим влиянием в зависимости от расположения заземления цепи относительно полотна железной дороги (о = 10 •10^-3 См / м)

Величины допустимых продольных ЭДС, определяемых из условий обеспечения целости изоляции жил кабеля и вводного оборудования аппаратуры, следует находить по формулам, приведенным в табл. 4.3.

Таблица 4.3

У - наименьшее допустимое рабочее напряжение между жилами кабеля и оболочкой или между входными зажимами аппаратуры и землей, ука­занное в технических условиях на кабель или аппаратуру, В_эфф;

U_сп - наименьшее испытательное напряжение между жилами кабеля и оболочкой или между входными зажимами аппаратуры и землей, указанное в технических условиях на кабель и аппаратуру, В_эфф]

У - напряжение дистанционного питания, В.

Допустимая продольная ЭДС по условиям защиты от помех через цепи дистанционного питания определяется на основании эксперимен­тально найденных значений максимально допустимых продольных то­ков частотой 50 Гц в цепи питания усилителя.

Индуцируемые напряжения по отношению к земле на металличе­ских покровах ОК и на металлических жилах ОК, представляют опас­ность поражения электрическим током обслуживающего персонала при магнитном и гальваническом влияниях. Они не должны превы­шать значений, приведенных в табл. 4.4, а на жилах симметричных и коаксиальных кабелей - определяются из табл. 4.3 [8].

Таблица 4.4

Суммарное (от магнитного и гальванического влияния) напряже­ние, кратковременно индуцируемое в металлических покровах ОК первого и второго типов (определение типов дано в разд. 4.2), при од­нофазных коротких замыканиях трехфазной ВЛ или коротком замыка­нии на рельсы (землю) контактного провода эл. ж. д., не должно пре­вышать испытательное напряжение между металлическими покровами и землей.

Величины испытательных напряжений для кабелей типов ОКЛБ-01 и ОКЛАК - 01 (ТУ 16. К71 - 79 - 90) приведены в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Суммарное напряжение, длительно индуцируемое на металличе­ских покровах как традиционных ЛС, так и ОК первого и второго ти­пов при нормальном режиме работы 3-фазной ВЛ, при влиянии 3-фаз-ной ВЛ, переведенной на работу в длительный не полно фазный режим, а также при вынужденном режиме работы эл. ж. д., не должно превы­шать рабочего напряжения между металлическими покровами и зем­лей, т. е. напряжения, которое длительно может выдержать изоляция без повреждения и уменьшения своего сопротивления. В табл. 4.6 представлены допускаемые напряжения частотой 50 Гц в цепях, уп­лотненных системами передачи при вынужденном режиме работы контактной сети.

Если данные о величине рабочего напряжения отсутствуют, то его можно принять равным 20% от испытательного напряжения.

Таблица 4.6. Допускаемые напряжения частотой 50 Гц в цепях, уплотненных системами передачи при вынужденном режиме ра­боты контактной сети

Продольная ЭДС, индуцируемая в медных жилах, используемых для дистанционного питания аппаратуры передачи, не должна превы­шать:

• длительно - 150 В_эфф,

• кратковременно - 650 В_эфф на участке любой длины в пределах регенерационного (усилительного) участка.