Повышение эффективности молниезащиты тяговых сетей переменного тока

• Автор: Лосев, Виктор Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Глава 1.Теоретический анализ электромагнитных процессов в тяговой

сети при прямом ударе молнии

1.1. Фазовая скорость волны тока для одночастотной модели

длинной линии

1.2. Молния - генератор заряда

1.3. Предельные модели элементов цепи тока молнии при прямом

ударе молнии в тяговую сеть

1.3.1. Контактная сеть

1.3.2. Канал молнии

1.3.2.1. Модель канала молнии - проводник с равномерно распределенными параметрами

1.3.2.2. Модель канала молнии - проводник, емкость которого

изменяется по высоте
1.3.3. Тяговые рельсы
1.4. Расчетная форма волны тока молнии
Глава 2. Экспериментальная проверка результатов теоретического
анализа
2.1. Фазовая скорость волны в канале молнии
2.2. Основные соотношения, связывающие ток, заряд и крутизну
фронта волны тока молнии
2.3. Форма волны тока молнии
Глава 3. Критерии обеспечения защитного действия ОПН
3.1. Предельно допустимое удаление ОПН от защищаемой изоляции
3.2. Прямой удар молнии в контактную сеть

3.3. Прямой удар молнии в опору, заземленную на рельсы
Выводы и рекомендации
Список литературы

Важнейшей задачей развития железнодорожного транспорта России является обеспечение бесперебойности грузовых и пассажирских перевозок. Учитывая, что 84% объема перевозок осуществляется электротягой, полигон которой насчитывает 43 тыс. км эксплуатационной длины (118 тыс. км развернутой длины контактной сети), становится ясно, что поддержание нормальной работоспособности тяговых сетей в любое время года является непременным условием решения этой задачи. Одним из основных источников, нарушающих нормальную работу тяговых сетей электрифицированных железных дорог России в течение 7 месяцев в году, является грозовая деятельность атмосферы. По заданию Департамента электрификации и электроснабжения МПС РФ в 2000 - 2001 гг. ВНИИЖТ были проведены теоретические и практические исследования по вопросу защиты контактной сети железных дорог от атмосферных перенапряжений.
Результаты этой работы отражены в Техническом указании №К-85/01 от 12.08.01г. № ЦЭТ-2 Департамента электрификации и электроснабжения МПС России, а в уточненном виде - в 2002 г. в Правилах устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог [84]. В этих документах для ограничения влияния атмосферных перенапряжений на устройства контактной сети предлагаются ограничители перенапряжений для контактной сети (ОПНкс) с номинальным разрядным током не менее 10 кА. Для продолжения работ по замене разрядников на ограничители перенапряжений (ОПН) в соответствии с техническим указанием №К-85/01, начатых в 2002 году на электрифицированных участках сети дорог, в планах капитального ремонта на 2007 год предусмотрена установка ОПН на контактной сети новых участков, в т.ч., на участках переменного тока протяженностью 11867 км (см. Директивное письмо Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» за № ЦЭТ-31/15 от

Дополнительно введенные коэффициенты позволили записать три дополнительных уравнения, обозначив время возрастания волны тока молнии
в соответствии с (18), что позволило определить все четыре параметра волны
В диссертации предпринята попытка определения формы волны тока молнии без предварительного задания или определения этих четырех параметров Хайдлера. В основе предлагаемого решения лежит новая концепция, суть которой состоит в следующем.
Как было показано в § 1.2., молнию можно рассматривать как генератор
дискретно возникающих электрических зарядов б,б,б„. Удар молнии состоит из дискретной последовательности коротких парциальных (единичных) разрядов. Парциальный разряд представляет одиночный разряд элементарного заряда <2 или сдвинутых по времени нескольких разрядов отдельных элементарных зарядов.Как уже отмечалось, формирование фронта
волны тока, характеризуемого максимальной крутизной (—), длительностью
фронта Т] и максимальным значением тока /тах , определяется первым элементарным разрядом. Далее основной заряд сосредоточен в первом элементарном заряде ()/. И, наконец, время сдвига (запаздывания) последующих элементарных разрядов не зависит от параметров не только первого, но и последующих элементарных разрядов и носит случайный характер.
В § 1.3.2.1. было установлено, что при разряде заряда молнии (2 на заземляющее устройство с пренебрежимо малым входным сопротивлением форма волны тока в канале молнии определяется выражением:
от 0 до 0,11 в виде 1<{Тф0[, от 0 до 0,91 как К{1фо + ?фт и до максимума волны
(П), (12).
( 1.3.2.1. - 20 )