АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА: РАСЧЁТНАЯ ОЦЕНКА

Аннотация

На участках электрифицированной железной дороги постоянного тока часть тягового тока стекает с рельсов в землю и вызывает электрокоррозию подземных металлических сооружений, поэтому система автоматического управления электроснабжением участка должна контролировать состояние изоляции пути. Цель работы – обосновать состав измерений и правила действий системы автоматического контроля блуждающих токов на основе расчётной модели. Использована двухслойная модель «рельсы – земля» с распределёнными параметрами; продольное сопротивление рельсов (15–20 мОм/км) и переходное сопротивление рельсы – земля (от 100 до 0,4 Ом·км) приняты по нормам EN 50122-2 и опубликованным исследованиям. Рассчитаны потенциал рельсов и ток утечки при одностороннем и двустороннем питании для зон питания длиной 1–20 км, а методом Монте-Карло проверена автоматическая оценка переходного сопротивления по разности токов в рельсах в двух точках при погрешности датчиков 0,1–1 %. Расчёт для тока поезда 1000 А и зоны 10 км показал, что при уменьшении переходного сопротивления со 100 до 0,4 Ом·км наибольший потенциал рельсов снижается лишь с 99,8 до 72,2 В, тогда как ток в земле растёт с 2,5 до 409 А; следовательно, потенциал рельсов не может служить основным признаком ухудшения изоляции. Средний ток утечки 2,5 А/км достигается при переходном сопротивлении около 2,0 Ом·км для зоны 2 км и около 9,8 Ом·км для зоны 10 км; двустороннее питание снижает ток утечки примерно в четыре раза. При погрешности датчиков 0,5 % оценка по разности токов выявляет предельное состояние изоляции в зоне 10 км, а для зон около 2 км требует более точных датчиков или усреднения. Предложена структура контура автоматического контроля. Результаты получены расчётом и требуют проверки измерениями на действующем участке.