Анализ базового объекта и определение путей его совершенствования. Конструкция пассажирского купейного вагона, страница 28

На рис. 9 приведены результаты расчета напряжения U2 (x = 0; t) при втекании тока молнии с амплитудным значением 1 кА. Принято, что rп1 = 0,25 Ом·км (станция с числом путей 4) и rп1 = 1 Ом·км (перегон), длина каждого из путей не более одного километра.

Рис. 9. Импульсные напряжения в рельсовом пути

Установлено, что разветвленные рельсовые пути станции существенно изменяют картину распределения напряжений рельс — земля при стекании с них токов молнии. Применительно к рассмотренному примеру расчетное значение U2 (x = 0; t) на станции на 40...50 % меньше, чем значение U1 (x = 0; t) для однородной рельсовой цепи.

Существенный практический интерес представляет распределение напряжения во времени не только в месте втекания тока молнии, но и по длине рельсового пути. Это важно для обоснования системы обеспечения электромагнитной совместимости напольных устройств СЦБ, связи и автоблокировки, КТП, поездной радиосвязи и т. д.

Согласно [3, 4] и с учетом принятых допущений операторное выражение напряжения рельсы станции — земля имеет вид

(12)

при 

В дальнейших расчетах представим [3, 4]

(13)

где ki+2 и a — коэффициенты, полученные при аппроксимации U2 (x = 0; t) уравнением (13).

Подставляя (12) и (13) в оригинал (11), запишем [3, 4]

(14)

Входящие в выражение (14) интегралы Гаусса протабулированы [4].

Полученные выражения позволяют найти перенапряжения в рельсовом пути только при  –l < x < l (см. рис. 5). Перенапряжение на другом участке рельсового пути определяют известным способом [2, 3] как для однородной рельсовой сети при условии, что напряжение в начале рассматриваемого участка задано, т. е. получено с использованием выражений (14).

Результаты расчета по выражению (14) приведены на рис. 9. Как указано выше, кривая 1 показывает закон изменения перенапряжения в неоднородном рельсовом пути в месте втекания тока молнии в рельсовую сеть (получена с использованием выражений (9)), а кривые 2 и 3 — на расстоянии 75 и 150 м от места втекания тока молнии соответственно.

Анализ полученных результатов распределения напряжений по длине рельсового пути от токов молнии позволяет сделать ряд выводов, имеющих определенное практическое значение. Так, наряду с существенным снижением напряжения рельсы станции — земля в импульсном режиме его значение на станции имеет затухание значительно большее, чем на перегоне. Объясняется это тем, что индуктивность контура рельсы станции — земля с увеличением числа путей уменьшается значительно меньше, чем переходное сопротивление на станциях. Тем самым в спектре частот тока молнии коэффициент распространения рельсового пути станции существенно выше, чем на перегоне. По этой причине в дальнейших условиях, связанных с электромагнитным влиянием тока молнии на работу устройств железнодорожной автоматики, можно принять экспоненциальное изменение напряжения по длине пути станции.

Таким образом, по условиям электробезопасности и уровню изоляции электроустановок напряжением до 1000 В тяговые рельсы на перегонах и станциях с числом путей не более четырех, как правило, не могут быть использованы для заземления КТП. В связи с этим заземление таких сооружений и, конечно же, присоединение фазы «С» линии ДПР должно осуществляться с помощью искусственных самостоятельных заземлителей (ИСЗ), но с применением мер по ограничению токов замыкания на землю. В настоящее время такое решение реализовано с помощью предохранителей типа ПКТ-35Н с номинальным током 0,5 А, что соответствует мощности однофазных трансформаторов 13,75 кВ·А и трехфазных — до 25 кВ·А (включительно). Отключение тока короткого замыкания указанными предохранителями происходит в тысячные доли секунды до того, когда этот ток достигнет своего амплитудного значения [5, 6]. При таких предохранителях режим короткого замыкания отключается при пиковых значениях тока не более 750 А, а промежуточные их значения могут быть получены линейной интерполяцией по уравнению [1]:

iз = 0,033Iз +135,

(15)

где Iз — ток замыкания на землю в сетях ДПР, А.

Заключение. Известно, что при времени воздействия тока на человека, определяемом долями секунды, допустимое напряжение составляет не более 650 В [1]. По этим данным определено и предельно допускаемое значение сопротивления заземления ИСЗ, равное 5 Ом для установок КТП мощностью до 25 кВ·А (включительно). Это решение реализуется на практике. При мощности КТП свыше 25 кВ·А уже необходимо разработать технические решения (предохранители, автоматы и т. п.), которые позволили бы в полном объеме (до 630 кВ·А) перейти на ИСЗ с обеспечением всех мероприятий по электробезопасности и надежности работы системы электроснабжения устройств от линии ДПР. В дальнейшем следует совсем отказаться от заземления фазы «С» на рельсы и повсеместно при электротяге переменного тока переходить на систему электроснабжения нетяговых потребителей в виде трехфазной высоковольтной линии напряжением 35 кВ.

7. Расчетсебестоимостиперевозок пассажировметодомрасходныхставок

Экономическая оценка повышения эффективности работыпредприятий вагонного хозяйства

Эффективность работы предприятий вагонного хозяйства при крайней изношенности инвентарного парка пассажирских вагонов в большой степени зависит от качества технического обслуживания и ремонта вагонного парка и условий его эксплуатации.