Моделирование переходных процессов в тяговой сети при проходе секционного изолятора
Ключевые слова:
контактная сеть, секционный изолятор, токоприемник, переходные процессы, математическая модель, автоведение, электроподвижной составАннотация
Возникновение отказов в контактной сети, связанных с повреждением секционных изоляторов, является недопустимым, но все же остается актуальной проблемой на данный момент. Повреждения изоляторов разделяются на механические и электрические. Первые появляются в результате удара токоприемника электроподвижного состава о тело секционного изолятора, вторые – вследствие коммутаций, формирующихся в контактной сети при проходе электроподвижного состава под секционным изолятором. В данной статье авторами рассматриваются переходные процессы, возникающие в тяговой сети постоянного тока при проходе токоприемника электроподвижного состава под секционным изолятором. Составлены схема замещения схемы питания участка тяговой сети и уравнения, описывающие фазу прохождения электровоза секционного изолятора. Построена математическая модель, учитывающая токовую нагрузку электроподвижного состава, скорость его движения и тяговую характеристику. Математическая модель состоит из двух частей. В первой электровоз рассматривается как источник тока, во второй модели описывается электромеханическая схема электроподвижного состава и его движение. Рассчитана энергия дуги, которая появляется на секционном изоляторе, определена ее зависимость от скорости электроподвижного состава и величины потребляемого тока. Предложен способ, позволяющий снизить негативное влияние переходных процессов на элементы контактной сети и, соответственно, повысить надежность и безопасность системы. Результаты исследования будут полезны при разработке систем автоматизированного управления движением электроподвижных составов при переходах между секциями контактной сети.
Библиографические ссылки
Сидоров О.А., Тарабин И.В., Дербилов Е.М. Совершенствование узлов скоростных контактных подвесок // Транспорт Урала. 2007. № 2 (13). С. 6–10.
Тарабин И.В. Повышение качества токосъема в местах расположения секционных изоляторов и фиксаторных узлов скоростных контактных подвесок : автореф. дис. … канд. техн. наук. Омск, 2008. 16 с.
Сидоров О.А., Смердин А.Н., Голубков А.С. Экспериментальные исследования токосъемных устройств // Железнодорожный транспорт. 2015. № 11. С. 69–70.
Блинкова С.А., Скольский А.В. Оценка остаточного ресурса изоляторов контактной сети // Вестник Ростов. гос. ун-та путей сообщ. 2024. № 1 (93). С. 169–175.
Облегченные секционные изоляторы // Железные дороги мира. 2006. № 10. С. 39–45.
Тарабин И.В., Титова Т.С., Терехин И.А. Совершенствование конструкции секционного изолятора // Электроника и электрооборудование транспорта. 2022. № 4-5. С. 2–6.
Серкин И.Ю. Разработка устройства прохода токоприемника по секционному изолятору // Наукосфера. 2024. № 6-1. С. 318–323.
Выявление причин излома контактного провода на элементах устройств секционирования с применением фрактографического исследования и спектрального анализа / И.В. Тарабин, Д.В. Муравьев, И.А. Кремлев и др. // Бюл. результатов науч. исслед. 2024. № 2. С. 42–50.
Кузнецов С.М., Демиденко И.С., Сухарева Е.А. Исследование переходных процессов в тяговой сети при проезде электроподвижного состава через секционный изолятор и совершенствование методики настройки уставок цифровой защиты // Изв. высш. учеб. заведений. Электромеханика. 2013. № 6. С. 70–72.
Tarczynski W., Daszkiewicz T. Switching Arc Simulation // Przegląd Elektrotechniczny. 2012. Vol. 88. Iss. 7. P. 60–64.
Ruempler C., Zacharias A., Stammberger H. Low-voltage circuit breaker arc simulation including contact arm motion // The 27th International Conference on Electrical Contacts. Dresden, 2014. Р. 1-5.
Доманов В.И., Карпухин К.Е., Сергеев А.В. Разработка математической модели электрической дуги дуговой сталепла-вильной печи постоянного тока // Вестн. Ульяновск. гос. техн. ун-та. 2014. № 1 (65). С. 60–62.
Литовченко В.В., Назаров Д.В., Шаров В.А. Имитационная модель электровоза постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями // Электротехника. 2019. № 9. С. 60–66.
Будаев А.А., Третьяков Е.А. Моделирование электрической части грузового электровоза на основе технологии «Цифровой двойник» // Изв. Петербург. ун-та путей сообщ. 2025. Т. 22. № 1. С. 92–101.
Фролов Н.О., Кузнецов А.И. Моделирование режимов работы тяговых электрических двигателей постоянного тока // Транспорт Урала. 2019. № 4 (63). С. 64–68.
Кузнецов А.И., Фролов Н.О. Математическое описание переходных процессов в силовых цепях электровозов постоянного тока с различными типами тягового электропривода // Транспорт Урала. 2019. № 2 (61). С. 76–79.
Жигулин Н.А., Пудовиков О.Е. Математическая модель объекта управления и модуля задатчика напряжения СТПР-1000 для системы автоматического управления скоростью поезда с электровозом 2ЭС6 // Известия Транссиба. 2023. № 1 (53). С. 10–19.
Авдиенко Е.Г., Третьяков Е.А. Повышение эффективности использования системы автоведения грузовых электровозов по данным текущих измерений бортовых систем и мгновенных тяговых расчетов // Известия Транссиба. 2022. № 2 (50). C. 55–65.
Третьяков Е.А., Денисов И.Н., Авдиенко Е.Г. Управление электротяговыми нагрузками на основе взаимодействия с системой электроснабжения железных дорог // Транспорт Урала. 2024. № 1 (80). С. 116–123.
