9.3. Потенційні діаграми однобічного живлення при зосередженому навантаженні

У випадках зосередженого навантаження, що розташоване на кінці консолі, струм в рейках в будь-якому перерізі дорівнює струму зосередженого навантаження (рис.9.4).

Рис.9.4 - Схема зосередженого розвантаження в рейковій мережі: а – схема ділянки; б – залежність ∆U_p(x); в – залежність ∆U_p-з(x).

Втрати напруги на ділянці завдовжки «х», В:

∆U_х = I · r_p· х. (9.10)

Повна втрата напруги на всій ділянці рейкової мережі, В:

∆U_р = I · r_p · L. (9.11)

Як видно із наведеного вище, втрата напруги ∆U_р змінюється пропорційно відстані «х» від пункту живлення. Лінія нульового потенціалу в цьому випадку відстає від прийнятого початку відліку на відстань 1/2·I · r_r · L. Тоді аналітичний вираз для потенційної діаграми відносно нульової лінії φ₃x₁ отримає набуде вигляду:

. (9.12)

Координата нейтрального перерізу х_о (9.6) буде дорівнювати L/2, тоді сумарне значення блукаючих струмів для ділянки в цілому:

. (9.13)

З виразів (9.9) і (9.13) випливає, що блукаючий струм при рівномірно розподіленому і зосередженому навантаженнях пропорційний довжині ділянки, втраті напруги в рейках і обернено пропорційний перехідному опору «рейки – земля». На рис.9.5 розглядалися відособлені ділянки з одностороннім живленням і з одним пунктом приєднання НЖЛ. В реальності рейкова мережа не секціонується і одна тягова підстанція може живити декілька ділянок. Тому струморозділ в рейках і негативному кабелі в зоні живлення кожної окремої підстанції розраховують незалежно від режиму роботи контактної і живильної мережі, тобто визначається тільки параметрами негативних ліній і рейкової мережі.

9.4. Потенційна діаграма схеми двостороннього живлення при зосередженому і рівномірно розподіленому навантаженні

У випадках двостороннього живлення ділянки або за наявності декількох негативних кабелів, що підключені до різних точок рейкової мережі, задача визначення блукаючих струмів зводиться до приведення загальної схеми до декількох схем, що є відособленими консольними ділянками з одним пунктом приєднання і розрахунку за виведеними раніше формулами.

Схема двостороннього живлення при одному зосередженому навантаженні легко приводиться до двох відособлених консольних ділянок, якщо прийняти, що опори тягових підстанцій, а також живильних ліній, дорівнюють нулю і напруга на шинах підстанцій однакова (рис.9.5,а). За цих умов потенціали пунктів приєднання негативних живильних ліній (ОП1 і ОП2) до рейкової мережі будуть дорівнювати один одному за будь-якого розташування зосередженого навантаження.

Рис. 9.5 - Діаграма при двох еквіпотенціальних пунктах приєднання: а) при зосередженому навантаженні; б) при рівномірно розподіленому навантаженні

Для прикладу розглянемо схему двостороннього живлення при зосередженому навантаженні і схему з двома пунктами приєднання негативних кабелів до рейкової мережі для випадку рівномірно розподіленого навантаження (рис.9.5,б).

Тоді точка струморозділу знаходитиметься посередині між пунктами ОП1 і ОП2 , а зосереджене навантаження розділиться обернено пропорційно відстані до пунктів приєднання, тобто так, що втрати напруги від точки струморозділу до підстанцій будуть однакові.

Як видно|показно| зі|із| схеми (рис.9.5,б) з однією тяговою підстанцією і двома еквіпотенціальними пунктами приєднання НЖЛ до рейкової мережі при рівномірно розподіленому навантаженні, точка струморозділу| знаходиться|перебуватиме| посередині між пунктами ОП1 і ОП2. Відповідно до цього, втрата напруги|напруження| в рейках від струморозділу | до кожного з пунктів приєднання будуть однакові. Отже, кожна половина схеми може розглядатися|розглядуватися| як відособлена консольна ділянка.

Потенційна діаграма всієї ділянки має також два нейтральні перерізи. Усередині ця діаграма розділена вертикальною лінією на рівні симетричні частини. Блукаючий струм|тік| для кожної половини ділянки розраховують за виразом|вираженню| (9.9).

Всі потенційні діаграми, розглянуті|розгледіти| вище, були побудовані|споруджені| без урахування шунтуючої дії ґрунту. Вплив ґрунту на потенційні діаграми позначається в деякому зменшенні втрати напруги|напруження| в рейках і спотворенні форми діаграми, яка одержана|отриманої| за умов, що ідеалізуються.

	На рис.9.6 приведені потенційні діаграми для рейкової мережі|сіті| ∆U(р-з)(х) і для металевої підземної споруди|спорудження| ∆Uпс-з(х), що розташована|схильного| в безпосередній близькості від рейок і неізольованого від землі|грунту| для випадку зосередженого навантаження і з урахуванням|з врахуванням| шунтуючого впливу ґрунту.
Рис. 9.6 - Потенційні діаграми з урахуванням|з врахуванням| шунтуючого впливу ґрунту

Блукаючі струми|токи|, потрапляючи|попадаючи| в металеву споруду|спорудження| і протікаючи нею, створюють в ній втрату напруги|напруження|. Отже, на всьому протязі дії блукаючого струму|токів| між спорудою|спорудженням| і ґрунтом утворюється різниця потенціалів. Потенціали рейок і споруди|спорудження| по відношенню до навколишнього|сусіднього| ґрунту звичайно протилежні. Тому сфера анодної зони для рейкової мережі|сіті| відповідає катодній зоні підземної споруди|спорудження|.