Помехи при некачественном токосъёме

Можно отметить несколько физических явлений:

1. Контакт в ТС осуществляется по некоторой площадке (близкой к круговой). Не всегда контактирующие тела являются однородными и изотропными, а в зоне контакта могут иметь место как упругие, так и пластические деформации. Силы давления могут иметь, кроме нормальной составляющей к поверхностям касания, еще и касательную. При этом не всегда размеры площадки контакта малы по сравнению с размерами контактирующих тел. Все эти обстоятельства приводят к тому, что при скольжении съемного полоза по тяговому проводу меняется величина площади касания, меняется плотность тока в контакте. Наличие резонансных частот в системе токосъема (/ 1 2 Гц)

приводит к отрыву контакта пантографа от тягового провода. Возникающий зазор может составлять от десятых мм до нескольких мм. В месте токосъема возникает электрическая дуга, излучающая широкий спектр частот ЭМП.

2. При токосъеме электроэнергии с контактной сети электровозом возможен поверхностный разряд. Такие разряды в условиях экспериментов возникают в воздухе при атмосферном давлении уже при напряжении выше 6 кВ (при емкости С 1 мкФ). Поскольку напряжение в контактной сети составляет значительно большую величину (> 27,5 кВ), то возможно формирование плазменных каналов, движущихся навстречу друг другу от контактного провода и токосъемника электровоза. При определенных условиях (достаточном напряжении и емкости) плазменный лидер перекрывает весь разрядный промежуток и происходит переход к зажиганию импульсного дугового разряда. За рождение заряженных частиц в плазме такого разряда отвечают процессы термической ионизации. Распространение же фронта плазмы может быть обусловлено различными механизмами передачи энергии от разрядной плазмы к соседним слоям холодного газа: теплопроводностью, ударной волной, лучистым теплообменом, диффузией электронов и резонансного излучения.

Если напряженность приложенного ЭП лишь незначительно превышает пороговую (а это и имеет место в ТС переменного тока), то имеется аналогия с механизмом распространения фронта разряда в генераторах равновесной низкотемпературной плазмы - плазмотронах. Перенос состояния ионизации обеспечивается в таких разрядах передачей тепла благодаря теплопроводности в область холодного газа с последующей его термической ионизацией.

По мере усиления напряженности ЭП перед плазменным фронтом возможна смена механизма распространения разряда. Электроны плазмы, диффундируя в предварительно подогретую область газа с сильным ЭП, окажутся в состоянии производить ионизацию газа. Возникает режим распространения, аналогичный коронному разряду, но с эффективным отводом избыточного отрицательного заряда в проводник.

3. Дуговой разряд, возникающий между контактной сетью и токосъемом электровоза стабилизируется под влиянием ее взаимодействия с МП, созданным ТС. Однако полной стабилизации можно добиться лишь при выполнении определенных условий: при коаксиальной схеме подвода тока и определенных соотношениях между размерами электродов и проводимостями.

В реальных условиях нам приходится иметь дело с электрической дугой в нестабильном состоянии. И хотя спектр излучаемых ею частот не превышает 2,0 МГц, наложение этого спектра на спектр высокочастотных помех линий электропередач (к ним можно отнести ЛЭП, ДПР и ЛПЭ) может создать помехи телевизионных частот (до 100 МГц).

На пути распространяющихся высокочастотных ЭМП лежит разветвленная сеть ТС, которые создают на пути полей сеточный экран с ячейками больших размеров. В результате интерференции и дифракции возникают гармоники более высоких частот, которые попадают на принимающие антенные устройства телевизоров.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >