Снижение электрокоррозионной опасности для опорных конструкций контактной сети на дорогах постоянного тока

• Автор: Станкевич, Вадим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 164 с. : ил

Введение
1. Электрокоррозионное состояние железобетонных 7 опорных конструкций контактной сети
1.1 Причины, влияющие на надежность железобетонных 9 опор и фундаментов опор контактной сети

1.2 Анализ применения распределенной схемы питания тяговой сети

1.3 Распределение потенциалов в рельсах и характер стенания тока с арматуры железобетонных конструкций контактной сети на железных дорогах постоянного тока

1.4 Определение средних значений потенциалов рельс земля

1.5 Применение индивидуального и группового заземлений железобетонных опор на дорогах постоянного тока и постановка

задачи исследования

Выводы по главе 1

2. Потенциальные условия работы железобетонных опорных конструкций контактной сети

2.1 Существующая система тягового электроснабжения

2.2 Расчет потенциалов рельсов при системе питания 3,3 кВ
2.3 Потенциалы рельсов при использовании распределенной схемы питания тяговой сети
2.4 Сравнение экспериментальных данных с теоретическими величинами потенциалов рельсов
2.5 Регрессионный анализ величин потенциалов рельсов
Выводы по главе 2
3. Сопротивление изоляции железобетонных опор
контактной сети
3.1 Сертификация железобетонных опор контактной сети
3.2 Надежность изоляционных деталей железобетонных
3.3 Схемы замещения железобетонных опорных
конструкций контактной сети
3.4 Статистические характеристики сопротивлений
изоляции
3.5 Математическая обработка эмпирических результатов измерения сопротивлений новых опор
3.5 Статистические характеристики сопротивлений
изоляции эксплуатируемых опор
3.7 Анализ результатов измерения сопротивлений изоляции опорных конструкций
3.8 Методика прогнозирования состояния изоляции
Выводы по главе 3
4. Работа опор контактной сети при индивидуальных и
групповых заземлениях
4.1 Электрокоррозионпая опасность для железобетонных опорных конструкций при объединении их в групповое заземление
4.2 Физическое моделирование потенциала рельсовой сети в месте расположения группового заземления опор контактной
4.3 Исследование перетекающих токов в групповом заземлении методом математического моделирования
4.4 Исследование влияния токов утечки с изоляторов и энергии рекуперации на работу группового заземления
железобетонных опорных конструкций контактной сети
4.5 Сравнение экспериментальных данных с 3 теоретическими величинами перетекающих токов
4.6 Регрессионный анализ значений перетекающих токов в 5 групповом заземлении опор контактной сети
Выводы по главе 4
5. Снижение электрокоррозионной опасности
железобетонных опор контактной сети
5.1 Определение опасности разрушения арматуры опор 3 токами стекания при различных вариантах питания тяговой сети
5.2 Исследование неравномерности стекамия тока с 7 железобетонных элементов
5.3 Методика расчета группового заземления в условиях 0 применения распределенной системы питания тяговой сети
Выводы по главе 5
Общие выводы
Список использованных источников


Результаты проведенных испытаний 9,, показывают, что значительная, угрожающая падением конструкции, электрокоррозия возможна лишь при металлическом контакте арматуры с болтом закладной детали, хомутом или какимлибо другим элементом, связанным с цепыо заземления. Рис. Необходимо отметить, что электрокоррозия арматуры наблюдается только в подземной части опор в месте выхода тока из арматуры в землю, а в верхней части опор встречается только замыкание арматуры опор с металлическими частями, заземленными на рельс ,,,. По данным Московской железной дороги на год около всех железобетонных опор контактной сети имеют сопротивление ниже Ом и предположительно имеют металлическое касание в верхнем поясе. Причем именно в анодных зонах происходит наибольшее разрушение подземных частей железобетонных опор и фундаментов от электрокоррозии. Втекающий в железобетонные опоры ток катодно поляризует арматуру опоры, поэтому основное влияние катодного тока на железобетонные конструкции проявляется в деструкции бетона в приарматурном слое. Но до настоящего времени опасных явлений от катодного тока в опорах контактной сети не наблюдалось. Их выход из строя происходил в результате действия анодного тока в полном соответствии с законом Фарадея, а связанные с ним разрушения заключались в растворении металла и растрескивании бетона . В целях борьбы с электрокоррозией применяют защитные устройства. Применительно к опорам контактной сети они, как правило, включаются в цепь заземления. Рассматривая принцип действия защитных устройств, можно установить три основных типа защит от токов утечки. I Гервый тип защит основан на изоляции арматуры опоры от токов утечки. Это осуществляется посредством использования закладных деталей, которые изолируют корпус опоры от армировки контактной сети, или искровых промежутков, которые предназначены обеспечивать изоляцию от рельсов в нормальных режимах и соединять армировку опоры с рельсовой сетью при коротких замыканиях. Второй тип защит строится на применении полупроводниковых приборов диодных и тиристорных заземлителей. При их включении в цепь заземления ток может идти только с армировки опоры в рельс. Этот тип защит имеет существенно большую надежность, чем искровой промежуток, но, соответственно, и большую стоимость. Третий тип включает в себя защиты, принцип действия которых основан на предотвращении возможности появления электрокоррозии, в первую очередь, это защита опор с помощью их покраски и нанесения гидроизоляции на фундаментные части. Необходимо отметить, что также имеют место и другие способы защиты, но они либо получили малое распространение защита нейтральной вставкой, либо имеют другую область применения путевые источники тока, дренажные защиты . Как видно, существует достаточно много вариантов защиты железобетонных опор и фундаментов искровые промежутки, диодные и тиристорные заземлители, защиты, исключающие необходимость заземления опор на рельсы. Все они наряду с достоинствами обладают рядом существенных недостатков. Например, изза несовершенства конструкций искровые промежутки часто выходят из строя рис. На Московской дороге эксплуатируется около тыс. Из них тыс. Средний годовой выход из строя искровых промежутков, сопровождающийся завариванием электродов, составляет , что соответствует примерно 1,,4 тыс. Рис. Причины разрушения опорных конструкций контактной сети. В случае атмосферных перенапряжений появляются обратные напряжения, превышающие допустимые для диодных заземлителей значения, что приводит к повреждению последних. По данным Московской дороги на ней эксплуатируется около 6,5 тыс. З.Д. Ежегодный средний по дороге выход их из строя составляет 1,,6 . С учетом того, что диодные заземлители установлены, в основном, в групповых заземлениях опор контактной сети 5,9 тыс. Предположительно из них имеют металлическое касание в верхнем поясе и получают электрокоррозионные повреждения арматуры в месте вытекания тока в землю, способные вызвать излом 9. Рис. Применение других известных способов защит опор от элекгрокоррозии, где используется дополнительный провод, также требует повышения сопротивления опоры ,,,,,.