Бутько С.И., Емельянов А.Г., Караев А.В.
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ГРУППОВОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА *
Аннотация:
данная статья посвящена разработке и анализу модели электрической схемы группового заземления металлических опор контактной сети переменного тока 25 кВ с применением искрового промежутка в среде виртуального имитационного моделирования «Multisim». Моделирование выполняется на основе нормативно-технической документации железнодорожного электроснабжения.
Ключевые слова:
модель, схема, железная дорога, контактная сеть, опора, заземление
Согласно инструкции ЦЭ-191 [1, с. 5] заземление опор контактной сети предназначено для надежной работы защиты от токов КЗ, обеспечения электробезопасности, нормального функционирования рельсовых цепей, а также для ограничения утечки тяговых токов и защиты от электрокоррозии. На железных дорогах переменного тока можно выделить два вида заземления опор КС: индивидуальное, когда заземляется отдельная опора, и групповое, когда несколько опор соединены заземляющим проводником, а непосредственно заземление, то есть соединение заземляющего проводника с тяговым рельсом, осуществляется на одной из опор. Групповое заземление, в свою очередь, может быть Т-образным и Г-образным. В первом случае опора, на которой происходит заземление находится в середине группы опор, а во втором случае – с краю. В данной работе рассмотрена модель группового заземления опор, выполненного по Т-образной схеме. Для моделирования используется программная среду «Multisim». Для реализации модели необходимы следующие данные: длина участка группового заземления, расстояние между опорами, электрическое сопротивление опоры, заземляющего проводника, троса заземления. Тип заземления с электротехнической точки зрения – заземление через искровой промежуток. Данное устройство предназначено для защиты металлических конструкций опор и фундаментов от блуждающих токов и пропуска тока в рельсовую цепь при пробое изоляции КС. В этом случае искровой промежуток, как и опора, оказывается под напряжением и происходит пробой его изоляции, в результате чего ток стекает в рельс.Согласно ПУТЭКС [2, с. 79] сопротивление опоры КС должно быть не менее 10 кОм, а сопротивление заземляющего проводника при групповом заземлении опор по Т-образной схеме должно быть не менее 6 Ом на 1 км. Расстояние между опорами на перегоне может составлять не более 70 м [2, с. 21], а длина группового заземления для T-образной схемы не должна превышать 400 м [1, с. 21]. Исходя из данных требований, для модели примем следующие значения: число опор в групповом заземлении – 8 шт., сопротивление одной опоры (Rop) – 15 кОм, сопротивление троса группового заземления между двумя смежными опорами (Rzl) – 0,05 Ом. Для определения сопротивления заземляющего спуска необходимо определиться с его длиной. Выберем в качестве опоры марку СС 128.7-4.1. Ее длина 12,8 м [3]. Отсюда, примерное сопротивление спуска (Rz) – 0,0036 Ом. В качестве модели искрового промежутка используем ключ, срабатывающий от приложенного напряжения. Искровые промежуток ИПМ-62 срабатывает при напряжении 800 В [4]. Такую величину напряжения срабатывания ключа и установим. Номинальное напряжение контактной сети переменного тока – 25 кВ, частота – 50 Гц. Эти данные используем для источника переменного напряжения. Кроме того, подключим вольтметр U1 для измерения напряжения на опоре, а амперметр U3 для измерения тока, протекающего по заземляющему спуску. Смоделируем ситуацию, когда на опоре наведено небольшое напряжение, при этом в цепи заземления протекает очень маленький ток. Схема для данного случая представлена на рис. 1./Рис. 1. Схема при нормальном режиме работы.Теперь подадим на опору напряжение, достаточное для срабатывания искрового промежутка. Данный случай представлен на рис. 2./Рис. 2. Схема при срабатывании искрового промежутка.Как видно по результатам опытов, при подаче напряжения 25 кВ на опору происходит пробой искрового промежутка и ток перенапряжения стекает в рельсовую цепь. Таким образом, синтезированная модель ведет себе адекватно, ее можно применять для более обширных исследований.
Номер журнала Вестник науки №12 (69) том 5 ч. 1
Ссылка для цитирования:
Бутько С.И., Емельянов А.Г., Караев А.В. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ГРУППОВОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА // Вестник науки №12 (69) том 5 ч. 1. С. 572 - 576. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/12140 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+