Измерения параметров рельсовых линий в задачах электромагнитной совместимости

Автоматика, связь, информатика. 2022. № 8. С. 10–16

Automation, communications, informatics. 2022. № 8. Р. 10–16

НОВАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

Научная статья

УДК 656.259.12

DOI: 10.34649/AT.2022.8.8.003

Измерения параметров рельсовых линий в задачах электромагнитной совместимости

Виктор Иннокентьевич Шаманов¹, Дмитрий Валерьевич Денежкин²

¹Российский университет транспорта РУТ (МИИТ), профессор, д-р техн. наук, Москва, Россия, shamanov_vi@mail.ru

²Российский университет транспорта РУТ (МИИТ), аспирант, Москва, Россия, dvd96.dom@gmail.com

Аннотация. Интенсивность помех в работе аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации и рельсовых цепей на участках с электротягой переменного тока определяется в основном величиной асимметрии тягового тока в рельсовых нитях. Эта асимметрия зависит от разности тяговых токов в рельсовых нитях, которая возникает, в первую очередь, при ухудшении состояния токопроводящих и изолирующих элементов рельсовых линий. Представлены аналитические выражения для вычисления продольных сопротивлений рельсовых нитей в рельсовой линии. Приведены результаты исследования влияния температуры рельсов и величины переменного тягового тока на продольное сопротивление рельсовых нитей и на зависящую от этого асимметрию тягового тока. Отмечено, что процесс возникновения асимметрии, ее изменения по длине рельсовой линии и во времени многофакторный. Сложность измерений параметров рельсовых линий при эксплуатации для выяснения причин повышения интенсивности сбоев в работе рассматриваемой аппаратуры заключается, прежде всего, в невозможности выделения из линий многочисленных элементов для определения их электрического сопротивления. Поэтому предложено широко использовать методы косвенных измерений и способы неразрушающего контроля, преимущественно с применением способа двух вольтметров. Рассмотрены запатентованные способы измерения и/или контроля параметров при эксплуатации тяговой рельсовой сети. В их числе абсолютное и относительное значения асимметрии тягового тока в любой точке рельсовых линий, а также сопротивления: токопроводящих и изолирующих стыков, изолирующих элементов железобетонных шпал, дроссельных перемычек и цепей заземления опор контактной сети, подключаемых к рельсам.

Ключевые слова: помехи, рельсовые линии, элементы линий, тяговые токи, электрические сопротивления, измерения

Для цитирования: Шаманов В.И., Денежкин Д.В. Измерения параметров рельсовых линий в задачах электромагнитной совместимости // Автоматика, связь, информатика. 2022. № 8. С. 10–16. DOI: 10.34649/AT.2022.8.8.003

NEW TECHNIC AND TECHNOLOGY

Original article

Measurements of rail line parameters in problems of electromagnetic compatibility

Viktor I. Shamanov¹, Dmitry V. Denezhkin²

¹Professor, Ph.D., Russian University of Transport (MIIT), Moscow, shamanov_vi@mail.ru, SPIN-code 9403-2135

²Postgraduate student, Russian University of Transport (MIIT), Moscow, dvd96.dom@gmail.com, SPIN-code 3214-3644

Abstract. The intensity of interference in the operation of automatic locomotive signaling equipment and rail circuits in areas with alternating current electric traction is mainly determined by the magnitude of the asymmetry of the traction current in the rail threads. This asymmetry depends on the quantitative value of the difference in traction currents in the rail threads, which occurs primarily when the state of the conductive and insulating elements of the rail lines deteriorates. Analytical formulas are given that make it possible to calculate the longitudinal resistances of rail threads in a rail line. The results of the study of the influence of the temperature of the rails and the magnitude of the alternating traction current on the longitudinal resistance of the rail threads and on the asymmetry of the traction current depending on it are presented. The process of occurrence of asymmetry, its changes along the length of the rail line and over time is multi-factorial, and the complexity of measuring the parameters of rail lines under operating conditions to find out the reasons for the increase in the intensity of failures in the operation of the equipment in question is, first of all, the impossibility of isolating numerous elements from the lines to measure their electrical resistance. Therefore, it is proposed to widely use methods of indirect measurements and methods of non-destructive testing with the predominant use of the method of two voltmeters. The patented methods of measuring and/or monitoring the absolute and relative values of the asymmetry of the traction current at any point of the rail lines, the resistances of conductive and insulating joints, the resistances of insulating elements of reinforced concrete sleepers, the resistances of throttle jumpers and grounding circuits of the contact network supports connected to the rails are considered.

Keywords: interference, rail lines, line elements, traction currents, electrical resistances, measurements

For citation: Shamanov V.I., Denezhkin D.V. Measurements of parameters of rail lines in problems of electromagnetic compatibility // Automation, communications, computer science. 2022. № 8. P. 10–16. DOI: 10.34649/AT.2022.8.8.003

Список источников

1. Дмитренко И.Е., Сапожников В.В., Дьяков Д.В. Измерения и диагностирование в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М.: Транспорт, 1994. 263 с.

2. Брылеев А.М., Котляренко Н.Ф. Электрические рельсовые цепи. М.: Транспорт, 1970. 256 с.

3. Shamanov V.I. Magnetic properties of rail lines and level of interferences for the apparatus of automatic control and telemechanics // Russian Electrical Engineering. 2015. Vol. 86, No. 9. P. 548–552. DOI : https://doi.org/10.3103/S1068371215090102.

4. Шаманов В. И. Электромагнитная совместимость систем железно-дорожной автоматики и телемеханики : учебное пособие. М.: УМЦ ЖДТ, 2013. 244 с.

5. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 528 с.

6. ГОСТ 9.602-2005. Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. Введ. 01.01.2007. Отм. 01.06.2017. М.: Стандартинформ, 2006. – 55 с.

7. Аркатов В.С., Кравцов Ю. А., Степенский Б. М. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. М.: Транспорт, 1990. 295 с.

8. А.с. 1798729 СССР G 01 R 27/00. Устройство для измерения сопротивления малой величины / Шаманов В.И., Мухамеджанов К.С., Михалдык В.П., Никулин Л.В., Ведерников Б.М. № 4851793/21; заявл. 16.07.1990; опубл. 28.02.1993; Бюл. № 8. С.145–146.

9. Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами : утв. МПС РФ 09.10.1997.№ ЦЭ-518. М.: Трансиздат, 1999. 124 с.

10. Пат. 2543435 РФ B61L 23/16.Способ диагностирования состояния дроссельных перемычек путевых дроссель-трансформаторов / Шаманов В.И.: патентообладатель МГУПС (МИИТ). № 2013123703/11; заявл. 24.05.2013; опубл. 27.02.2015; Бюл. № 6.

11. Пат. 2668007 РФ B61L 23/165. Устройство для контроля состояния изолирующих стыков в тональных рельсовых цепях / Шаманов В.И., Ваньшин А.Е., Кузьмин В.С, Денежкин Д.В.; патентообладатель МГУПС (МИИТ). № 2017139555; заявл. 14.11.2014; опубл. 25.09.2018; Бюл. № 27.

12. Технологические карты на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог. Книга II. Техническое обслуживание и текущий ремонт. М.: Трансиздат, 1999. 427 с.

13. Пат.33844 KZ B61L 23/16. Способ контроля состояния цепей заземления, подключаемых к рельсам / Шаманов В.И., Ведерников Б.М., Тасболатова Л.Т. № 2018/0122.1; заявл. 23.02.2018; опубл. 16.08.2019; Бюл. № 33.

14. Пат. 2369506 РФ B61L 23/16. Способ диагностирования состояния электроизолирующих элементов железобетонных шпал / Шаманов В.И., Пультяков А.В., Трофимов Ю.А., Шаманова С.И.; патентообладатель ИрГУПС. № 2007144810/11; заявл. 13.12.2007; опубл. 10.10.2009; Бюл. № 28.

© Москва «Автоматика, связь, информатика» 2022