Определение переходного сопротивления между рельсом и землей для безбалластного пути и влияние сопротивления на растекание токов утечки в земляном полотне

Введение. Переходное сопротивление рельсовый путь — земля является важным параметром электрифицированных железных дорог, который напрямую влияет на уровень электробезопасности тяговой сети и распределение потенциала в зоне верхнего строения пути. Повышенный потенциал негативно влияет на процесс эксплуатации системы электроснабжения, безопасность пассажиров и обслуживающего персонала станции, а также может вызвать повреждение изоляции сигнального оборудования и несет угрозу безопасности движению поездов. Развитие высокоскоростного движения в России предполагает применение безбалластной конструкции пути. Переходное сопротивление безбалластного пути отличается от сопротивления балластного пути.

Материалы и методы. В статье рассмотрена математическая модель безбалластного пути для определения переходного сопротивления рельсовый путь — земля. Также представлено описание метода определения переходного сопротивления при известном входном сопротивлении рельсового пути, определенном экспериментальным путем.

Результаты. Представлены относительные значения падения напряжения на элементах строения безбалластного пути. Полученные данные будут использоваться для анализа и расчетов режимов работы системы тягового электроснабжения, возникающих в рельсовом пути при коротких замыканиях в тяговой сети, и оценки электромагнитной совместимости электроустановок.

Обсуждение и заключение. Полученные результаты позволят проводить исследования переходного сопротивления безбалластного пути при стекании с рельсов больших токов короткого замыкания, в том числе посредством имитации короткого замыкания на перегоне вблизи и в отдалении от тяговой подстанции.

1. Савин А. В. Опыт укладки и эксплуатации безбалластного пути LVT // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 2. С. 2–8.

2. Савин А. В., Разуваев А. Д. Сферы применения безбалластного пути // Техника железных дорог. 2016. № 3. С. 32–41.

3. Косарев А. Б., Барч А. В., Розенберг Е. Н. Обеспечение электробезопасности систем электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока для линий ВСМ // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2018. Т. 77, № 6. С. 337–346. https://doi.org/10.21780/222397312018776337346.

4. Pan Rui , Wu Ming li , Yang Shaobing . Performance of the integrated grounding system of hefeinanjing passenger dedicated railway [Electronic resource] // 2009 International Conference on Sustainable Power Generation and Supply, Nanjing, China, 6–7 April 2009: [coll. of articles] / IEEE. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/5348003 (access date: 10.12.2021).

5. Finite element calculation of leakage resistance and distributed capacitance of rail to earth in ballastless track [Electronic resource] / Li Teng [et al.] // International Conference on Power Systems Transients (IPST2013), Vancouver, Canada, 18–20 July 2013: [coll. of articles]. http://doi.org/10.1007/9783642537516_22"10.1007/9783642537516_22.

6. Chawl a S., Shahu J. T. Reinforcement and mudpumping benefits of geosynthetics in railway tracks: Numerical analysis // Geotextiles and Geomembranes. 2016. No. 44. P. 344–357.

7. Карякин Р. Н. Тяговые сети переменного тока. М.: Транспорт, 1987. 279 с.

8. Михайлов М. И. Влияние внешних электромагнитных полей на цепи проводной связи и защитные мероприятия. М.: Связьиздат, 1959. 583 с.

9. Косарев Б. И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного транспорта. М.: Интекст, 2008. 480 с.

10. Косарев А. Б., Косарев Б. И., Сербиненко Д. В. Электромагнитные процессы в системах энергоснабжения железных дорог переменного тока. М.: ВМГ-Принт,2015. 348 с.

11. Keller G. V. Dipole method for deep resistivity studies // Geophysics. 1966. Vol. 6, no. 31. P. 1088–1104.

12. ГОСТ 9.602–2016. Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 октября 2016 г. № 1327ст: дата введения 20170601. М.: Стандартинформ, 2016. 92 с.

13. Котельников В. А., Наумов В. А. Обратная тяговая сеть переменного тока при пропуске поездов повышенной массы // Автоматика, телемеханика и связь. 1983. № 4. С. 5–8.

14. Косарев А. Б., Косарев Б. И. Электромагнитная совместимость устройств электропитания систем железнодорожной автоматики с тяговыми сетями // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2004. № 7. С. 31–34.

15. Патент на изобретение № 2251495 Российская Федерация, МПК B60M 3/00. Устройство для снижения электромагнитных влияний электрических железных дорог на линии проводной связи: № 2003101577/11: заявл. 20.01.2003: опубл. 10.05.2005 / Косарев А. Б. [и др.]. 5 с.