Имитационная модель электромагнитной совместимости смежных сооружений инфраструктуры на участках тяжеловесного движения поездов

В условиях постоянного повышения объемов движения и возрастания тяговых нагрузок увеличиваются нагрузки на инфраструктуру электроснабжения, что приводит к росту уровней электромагнитных излучений. За счёт этого возрастает вероятность аварийного режима функционирования контактной сети, вследствие которого токи достигают очень высоких величин и могут привести к серьезным авариям в смежных цепях хозяйств автоматики и телемеханики и связи. Такие аварии нередко становятся причиной различных отказов, влияющих на качество и безопасность перевозочного процесса, приводят к порче аппаратуры и могут служить причиной возгораний. Наиболее весомый вклад в общее количество аварий на кабельных линиях вносят электромагнитные влияния при прохождении тяжеловесных составов. Причем, прохождение такого состава вдоль линий связи с неисправным заземлением, привело к прожогу кабеля. На железнодорожной инфраструктуре ужесточаются требования по обеспечению электромагнитной совместимости объектов и сооружений, в том числе по соблюдению требований надежности и информационной безопасности систем связи и систем централизации и блокировки (СЦБ). Существующие методики определения наведенных токов и напряжений не учитывают нагрузок, возникающих при современных объемах движения, и не позволяют установить зависимость от параметров заземления объектов инфраструктуры. Не учитываются также параметры продольных сооружений, расположенных параллельно пути на всей протяженности железных дорог. Кроме того, параметры заземления изменяются в процессе движения тяжеловесных поездов по разным регионам. Поэтому актуальной является задача моделирования электромагнитных процессов в многопроводных системах с учетом собственных и взаимных параметров линий, а также параметров земли. Но математические модели электромагнитной совместимости на железнодорожном транспорте в силу своей сложности не всегда позволяют получить численные значения наведенных токов и напряжений в цепях связи и СЦБ. В статье предложен прикладной метод имитационного моделирования, позволяющий определить уровни наведенных токов и напряжений в продольных линиях связи и СЦБ на участках тяжеловесного движения поездов. Представлена методика имитационного моделирования, результаты моделирования для участка тяжеловесного движения и анализ влияния параметров заземления на величину наведенных напряжений. Результаты моделирования сопоставлены с данными эксперимента и признаны достоверными. Расчеты по предложено методике позволили выявить ключевые зависисмости наведенных токов и напряжений от параметров земли. Установлены нелинейные зависимости величины наведенного напряжения от сопротивления заземления, что является основой для дальнейшх исследований и сопоставления полученных данных со статистикой, накопленной в условиях эксплуатации.

электромагнитная совместимость, тяжеловесное движение поездов, имитационное моделирование

1. Инструкция по организации обращения грузовых поездов повышенной массы и длины на железнодорожных путях общего пользования. Утверждено распоряжением ОАО «РЖД» №1704р от 28.08.12г. Москва, 2012, 64с.

2. Инфраструктура железнодорожного транспорта на участках обращения грузовых поездов повышенного веса и длины. Технические требования. Утверждено распоряжением ОАО «РЖД» №2412р от 25.11.10г. Москва, 2010, 37 с.

3. ГОСТ 2584-86 «Провода контактные из меди и ее сплавов. Технические условия». Москва, 1997, 9с.

4. ГОСТ 839-80 «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия». Москва, 1981г., 26с.

5. Васько Н.М., Козельский Н.П. Электровоз ВЛ80С. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1982 г., 454 с.

6. Базелян Э.М. Вопросы практической молниезащиты. М.: «ИМАГ», 2015, 208с.

7. Рудольф Карякин. Нормы устройства сетей заземления. М.: Энергосервис, 2006, 360с.

8. Правила устройства электроустановок ПУЭ. Издание 7. Утверждены приказом Минэнерго России №204 от 08.07.12г. Москва, 2012.