-
Гальваническое влияние тяговой сети.
Особенности гальванического влияния
1. Гальваническому влиянию подвержены смежные линии, имеющие заземления (однопроводные цепи, проложенные в земле металлические сооружения и коммуникации, кабели). Очевидно, что для проявления влияния необходимо либо минимум две точки заземления, либо гальванический контакт с рельсом и минимум одна точка заземления.
2. Гальваническое влияние вызывается так называемыми блуждающими токами, возникающими вследствие утечки тока из рельсов в землю. Потенциалы отдельных точек земли зависят при этом от тока в контактной сети, сопротивления рельсов, переходного сопротивления рельсы – земля, удельной проводимости земли. Из-за неоднородности земли и изменения тока в рельсах потенциалы точек земли вблизи рельсов изменяются нерегулярно во времени и по поверхности земли.
3. Наибольшая величина напряжения при гальваническом влиянии наводится при расположении смежной линии перпендикулярно к оси железной дороги и в случае, когда один из заземлителей однопроводной линии находится в удаленной точке земли с нулевым потенциалом
4. Оценку величины Uг в зависимости от ширины сближения, проводимости земли и глубины заземлителя проводят для двух режимов работы тяговой сети: короткого замыкания и вынужденного.
При переменном токе с гальваническим влиянием можно не считаться, если удельная проводимость земли более 0.1 См/м, а также при наличии в тяговой сети отсасывающих трансформаторов.
5. При электрификации на постоянном токе основную опасность гальванического влияния составляет электрокоррозия подземных сооружений.
Качественная картина влияния блуждающих токов на подземные сооружения
Анализ закономерностей гальванического влияния сильно усложняется неоднородностью структуры земли, поэтому далее представлены лишь самые общие закономерности гальванического влияния на подземную коммуникацию, расположенную параллельно оси железной дороги
Влияние блуждающих токов на подземные сооружения
Почва, в которой прокладываются
коммуникации, с электрической точки
зрения представляет собою электролит,
в котором переносчиками электрического
заряда при протекании тока служат ионы.
В электролите металлический анод
подвергается интенсивной электрокоррозии,
причем убыль металла согласно первому
закону электролиза Фарадея пропорциональна
величине стекающего с анода тока. При
больших токах происходит разрушение и
в катодных зонах. Эти зоны на железной
дороге из-за перемещения электровозов
постоянно перемещаются.
Гальваническое влияние на опоры контактной сети
Хотя влияние блуждающих токов происходит на протяженные коммуникации, однако с эффектом электрокоррозии при электрификации на постоянном токе приходится считаться и для опор контактной сети. Это связано с необходимостью заземления металлических поддерживающих конструкций опоры на тяговые рельсы, поскольку в другом варианте возможное перекрытие изоляции контактной сети на опоре приведет к протеканию больших токов через самозаземление опоры.
Эти токи еще не слишком велики, чтобы сработала защита от коротких замыканий, но они очень быстро разрушат опору вплоть до ее падения. Заземляют опору обычно через искровые промежутки или защитные диоды. Необходимость установки последних и определяется тем, какая же зона преимущественно находится на рельсах – анодная или катодная. Заземлять арматуру опоры в катодной зоне можно прямо на рельс, а вот соединение на рельс в анодной зоне может привести к ускоренной коррозии арматуры опоры.
Искровые промежутки и защитные
диоды иногда выходят из строя, причиной
чего служат в основном перенапряжения
в рельсах. В таких случаях возникают
токи утечки, зависящие от напряжения
рельс – земля и сопротивления опоры.
Сопротивление железобетонной опоры складывается из двух составляющих: это сопротивление верхнего пояса (поддерживающие конструкции - арматура) и сопротивление арматура - земля. Последнее не превышает 60 Ом, а чаще находится в пределах 10...30 Ом. Сопротивление верхнего пояса зависит от контакта между хомутом и арматурой.