Примеры расчета магнитных напряженностей ЭМП от ТС

Однопутный участок. Однопутная контактная сеть питается напряжением U 27,5 кВ, рабочий ток I 500 А. Геометрические параметры приняты: h а 6,5 м. Требуется рассчитать напряженности м (начало координат в

точке оси пути).

Решение. При расчете воспользуемся формулами (5.21)—(5.22) при п 1 .

Двухпутный участок. Двухпутная контактная сеть питается напряжением U 27,5 кВ, рабочий ток / 500 А. Геометрические параметры в соответствии с рис. 6.8 составляют: а 6,5 м; b 6,3 м (расстояние между осями путей b d). Требуется рассчитать напряженности

Решение. Используем при расчете формулы (5.21)- (5.22) при i 1,2:

Расчет магнитных напряженностей для трехпутного участка. Трехпутная тяговая сеть питается напряжением U 27,5 кВ, рабочий ток / 500 А. Геометрические параметры те же: а 6,5 м;

b 6,3 м. Требуется рассчитать напряженности Н_v, H_z, Н₀ в т. Р х,у : у 15,0 м; z 2,9 м.

Решение. Используем при расчете формулы (5.21)- (5.22) при / 1,2,3:

Оценка точности результатов расчета

1. При расчетах влияния ТС на окружающую среду были учтены лишь контактные сети и совсем не учтены рельсовые сети, а именно, по рельсовой сети токи возвращаются к источнику. Распределение тока в тяговой сети можно (приближенно) продемонстрировать на рис. 5.9. Электрифицированные железные дороги переменного тока являются системами, у которых обратный ток возвращается по рельсам и частично по земле. Таким образом, потенциал в любой точке А х, у земли можно представить в виде потенциала U_A, создаваемого токами, непосредственно поступающими через электровоз в рельсы и с рельсов

в землю. Величина U_А определяется по формуле:

где / - рельсовый ток, A; S - площадь стекания тока с поверхности рельса, м ; у - удельная электрическая проводимость почвы под рельсами, Ом м; г₀ - эквивалентный радиус сечения рельса, м.

Рис. 5.9. Распределение тока в тяговой сети

Измерения магнитных напряженностей рельсовых сетей, выполненные сотрудниками СПб ИЗМИР АП [5.4], показали, что они мало влияют на результирующие напряженности от контактных сетей. Наши расчеты показывают, что необходимости в учете рельсовых токов при приближенной оценке напряженностей от ТС в окружающей среде нет: их учет лишь снижает результирующие напряженности, ибо созданные этими токами напряженности направлены встречно напряженностям от контактных проводов, в результате чего частично их компенсируют.

2. В некоторых районах железнодорожное полотно имеет сложный профиль. В этом случае расчётная область отличается от плоской, принятой при выполненных расчетах, и нуждается в коррекции с помощью конформных преобразований. А.Б. Косаревым [5.5] предложены расчетные формулы для нахождения параметров ЭП многопроводных ТС при произвольной конфигурации земляного полотна.

Проведенные оценочные расчеты для ряда конфигураций железнодорожного полотна не выявили существенных уточнений в расчетах. При приближении контрольных точек к контактной сети (у 3 м и более при z 2,9 м) влияние конфигурации земляного полотна на значение напряженностей ЭП уменьшается. Возможные погрешности не превысили 5-10%. Считаем, что необходимости в таком учете нет.

3. При проведении расчетов задавались произвольными токами в ТС. При проведении расчетов по участкам ТС необходимо рассчитывать тяговые токи с учетом размещения участка по дистанции тяговой сети. Основные формулы для расчета тягового тока можно использовать из [5.6].

При эквидистантном расположении поездов в пределах расчетного плеча питания /_г, превышающего 30 км, формула для / имеет вид:

где R_TC и Х_тс - сопротивления ТС в Ом/км, которые для контактной подвески М-95+МФ-100+Ф-185(у)+А185(э) равны 0.094 и

0.259 соответственно, если участок однопутный, 0.084 и 0.235, если участок двухпутный. Число m по данным проектанта равно 36.

Коэффициент К_т [5.6] может быть переписан в виде:

где 1_н - расстояние от действующей ТПС до начала сближения с ТС расчетной цепи связи в км. Остальные обозначения известны.

Эквивалентный ток находится по формуле

Последний и берётся в качестве влияющего.