Электромагнитная безопасность на трассах многопутных участков тяговых сетей 25 кВ
Ключевые слова:
тяговые сети, многопутные участки, электромагнитные поля, моделированиеАннотация
При проектировании и эксплуатации систем тягового электроснабжения особое внимание уделяется вопросам безопасности функционирования объектов транспортной электроэнергетики и снижению их негативных воздействий на персонал и окружающую среду. Один из определяющих факторов таких воздействий заключается в возможности генерации тяговыми сетями электрифицированных железных дорог значительных уровней напряженностей электромагнитных полей. Максимально допустимые уровни напряженностей, определяющие условия электромагнитной безопасности, нормируются и при превышении установленных пределов требуется разработка и внедрение специальных мероприятий. В современных условиях, характеризующихся масштабным использованием средств цифровизации, выбор таких мероприятий должен осуществляться на основе компьютерного моделирования. Поэтому необходима разработка алгоритмов определения электромагнитных полей, которые создаются тяговыми сетями. Для этого могут применяться цифровые модели, в основу которых положены методы определения режимов систем тягового электроснабжения, реализованные в программном комплексе Fazonord. На базе этих моделей реализована методика анализа электромагнитной безопасности, отличающаяся от известных подходов системностью, универсальностью и адекватностью внешней среде. Первое отличие заключается в возможности расчета электромагнитных полей на основе определения режимов сложной системы тягового электроснабжения в фазных координатах; второе – достигается возможностью моделирования тяговой сети различных конструкций: типовых 25 и 2х25 кВ, специализированных, например, оборудованных усиливающими и экранирующими проводами, а также перспективных, с повышенным напряжением в контактной сети. Третье отличие обеспечивается корректным учетом особенностей рельефа, подземных коммуникаций, а также протяженных металлических сооружений, расположенных вблизи моделируемой тяговой сети. В статье описаны компьютерные модели, позволяющие анализировать условия электромагнитной безопасности на трассах многопутных участков железных дорог на основе определения напряженностей электромагнитных полей, которые генерируются тяговыми сетями. Практическое использование этих моделей позволит обоснованно выбирать мероприятия по снижению негативных воздействий электромагнитных полей на персонал, технические средства и окружающую среду.
Библиографические ссылки
Косарев А.Б., Косарев Б.И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного транспорта. М. : Интекст, 2008. 480 с.
Мисриханов М.Ш., Рубцова Н.Б., Токарский А.Ю. Обеспечение электромагнитной безопасности электросетевых объектов. М. : Наука, 2010. 868 с.
Буякова Н.В., Закарюкин В. П., Крюков А.В. Электромагнитная безопасность в системах электроснабжения железных дорог: моделирование и управление. Ангарск : АнГТУ, 2018. 382 с.
Frey Sh. Railway Electrification Systems & Engineering. Delhi : White Word Publications, 2012. 145 p.
Energieversorgung elektrischer bannen / H. Biesenack, E. Braun, G. George, etc. Wiesbaden : B.G. Teubner Verlag, 2006, 732 p.
Блейк Левитт Б. Защита от электромагнитных полей. О влиянии на организм человека бытовых электроприборов, мобильных телефонов, линий электропередач и других электрических устройств. М. : АСТ, Астрель, 2007. 447 с.
Корсунов А.Р. Разработка метода измерения напряженности электромагнитного поля в пространстве телекоммуникационных средств комплекса электромагнитного воздействия на биоструктуры // Вестн. Национ. техн. ун-та. Сер. Информатика и моделирование. 2007. № 19. С. 111–114.
Н. В., Соловьева Е. Б., Нитч Ю. Низкочастотные помехи в нелинейных электронных устройствах при воздействии внешнего электромагнитного поля // Электричество. 2005. № 8. С. 34–40.
Гизатуллин З.М., Нуриев М.Г., Гизатуллин Р.М. Физическое моделирование электромагнитных помех в электронных средствах при воздействии электромагнитных полей высоковольтных линий электропередачи // Электротехника. 2018. № 5. С. 45–48.
Залесова О.В. Исследование уровня наведенного напряжения на отключенной линии электропередачи, находящейся в зоне влияния тяговой сети железной дороги переменного тока // Вестн. Мурман. гос. техн. ун-та. 2014. Т. 17. № 1. С. 40–45.
Мисриханов М.Ш., Мирзаабдулаев А.О. Анализ причин несчастных случаев и мер защиты от наведенного напряжения на воздушных линиях электропередачи // Электрические станции. 2008. № 11. С. 44–49.
Аполлонский С.М. Проблемы электромагнитной безопасности на электрифицированной железной дороге. Т. II. Электромагнитная безопасность на железной дороге с переменным током в тяговой сети. М. : Русайнс, 2017. 414 с.
Закирова А.Р., Буканов Ж.М. Исследования электромагнитных полей на рабочих местах персонала, обслуживающего контактную сеть // Вестн. Урал. гос. ун-та путей сообщения. 2016. № 2 (30). С. 73–83.
Ogunsola A. and Mariscotti A. Electromagnetic Compatibility in Railways. Berlin Heidelberg : Springer-Verlag 2013. 568 pp.
EMC in Rail Transportation / L. Xiaotian, Z. Haijing, Q. Bo et al. // CUE2016-Applied Energy Symposium and Forum 2016: Low carbon cities & urban energy systems. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610216316472 (access date: 02.02.2022).
Electromagnetic Fields Related to High Speed Transportation Systems / R. Kircher, J. Klühspies, R. Palka, et al. // Transportation Systems and Technology. 2018. Vol. 4(2). Р. 152–166.
EMC Analysis of Railway Power Substation Modeling and Measurements Aspects / S. Baranowski, H. Ouaddi, L. Kone et al. // Infrastructure Design, Signalling and Security in Railway. InTech. URL: https://www.intechopen.com/chapters/34794. (access date: 10.02.2022).
Oancea C. D., Calin F., Golea V. On the Electromagnetic Field in the Surrounding Area of Railway Equipment and Installations // International Conference on Electromechanical and Energy Systems (SIELMEN). Publisher: IEEE, 2019. DOI: 10.1109/SIELMEN.2019.8905871.
Simulation and Analysis for Electromagnetic Environment of Traction Network / L. Zhang, Y. Zhu, S. Chen, et al. // XXXIVth General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science (URSI GASS). Publisher: IEEE, 2021. DOI: 10.23919/URSIGASS51995.2021.9560338.
Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2005. 273 с.
Simulation of Electromagnetic Fields Generated by Overhead Power Linesand Railroad Traction Networks / N.V. Buyakova,, V.P. Zakaryukin, A.V. Kryukov et al. // Energy Systems Research. 2021. Vol. 4, №. 2. Р. 70–88.
