Баранова

Лабораторная работа № 2. Изучение магнитного влияния контактной сети переменного тока 27,5 кВ на линию связи

Цель работы: изучение степени магнитного влияния тяговой сети на линию связи, в зависимости от взаимных параметров линии связи и тяговой сети.

Краткие теоретические сведения

Магнитное влияние возникает при протекании по проводам контактной сети переменного тока, создающего переменное магнитное поле в окружающем пространстве, в результате чего в проводе связи индуктируется продольная электродвижущая сила, пропорциональная коэффициенту взаимной индуктивности L между проводами контактной сети и проводом линии связи и скорости изменения влияющего тока i:

. (3)

Контактная сеть электрической железной дороги является несимметричной двухпроводной цепью, в которой в качестве одного условного провода могут быть приняты провода контактной подвески, а в качестве обратного провода — рельсы и земля, причем первичные и вторичные параметры этих проводов не равны между собой. Практически контактная сеть может рассматриваться как однопроводная цепь.

В отличие от тяговой сети постоянного тока в тяговой сети переменного тока за счет наведенного напряжения в рельсовой цепи протекает значительный ток, составляющий примерно половину от тягового и уменьшающий наведенное в линии связи напряжение, т.е. рельсовая цепь оказывает существенное экранирующее действие на линию связи.

Чем хуже электрическая проводимость земли и меньше частота тока, тем глубже его проникновение в землю и больше степень влияния тока в контактной сети на линию связи, т.е. с уменьшением проводимости земли и снижением частоты влияющего тока коэффициент взаимоиндуктивности между контактной сетью и линией связи увеличивается.

Наибольшее магнитное влияние создается контактной сетью при системе 1х25 кВ. При электротяге постоянного тока магнитное влияние обусловлено только пульсациями тока в контактной сети, а строго постоянный ток создает постоянное магнитное поле, от которого ЭДС не возникает. Система тяги 2х25 кВ занимает промежуточное положение по степени опасности магнитного влияния.

Расчет опасных напряжений, обусловленных магнитным влиянием, на одном из концов линии связи при условии заземления ее на противоположном конце производят для двух режимов работы тяговой сети: режима короткого замыкания и вынужденного режима.

Для режима короткого замыкания опасные напряжения при параллельном сближении вычисляют для воздушной линии по формуле

. (4)

Для вынужденного режима работы тяговой сети опасное напряжение при параллельном сближении вычисляется по формуле:

(5)

где — угловая частота влияющего тока, рад/с;

— модуль взаимной индуктивности между контактным проводом и проводом связи, Гн/км. Эту величину находят по номограммам или графикам. С достаточной для практики точностью эту величину можно определить по формуле:

(6)

где a — ширина сближения между контактным проводом и проводом связи, м;

 — удельная проводимость земли, См/м;

— частота влияющего тока, Гц;

К_Ф — коэффициент формы влияющего тока, который характеризует увеличение индуктированного напряжения вследствие несинусоидальности тока тяговой сети, обусловленной работой выпрямителей электроподвижного состава. При расчете влияний на провода воздушных линий следует принимать К_Ф=1,15;

I_экв — эквивалентный влияющий ток при вынужденном режиме работы тяговой сети, А. Под эквивалентным влияющим током подразумевается ток в тяговой сети, одинаковый по всей длине сближения, который индуктирует в проводе линии связи такое же опасное напряжение, какое возникает при действительном распределении токов в тяговой сети.

S_р — коэффициент экранирующего действия рельсов, который для однопутного участка при  = 1x10^-3 См/м может быть принят равным 0,45  0,5;

S_о — коэффициент экранирующего действия оболочки, значения которого зависят от свойств оболочки кабеля (марка кабеля)._.

Рис. 2. Графическое отображение магнитного влияния тяговой сети на смежную линию

Таблица №1

МШС	ВЛС	ОН
3	8	6311,475
	7	6296,729
	6	6143,617
	5	5798,193
	4	5202,703
	3	4309,701
	2	3104,839

Рис.3 График зависимости f(U_м, a).

Таблица №2

ВЛС	ШСЛ	ОН
3	3	4309,701
	3,2	4231,389
	3,7	4027,758
	4	3902,027
	4,3	3775,003
	4,6	3647,676
	4,8	3563,055
	5	3478,916

Рис.4 График зависимости f(U_м, S_o).