Определение переходного сопротивления в местах контакта щебня с рельсом

В статье рассматривается важная научно-техническая проблема определения переходного сопротивления в системе «рельс - земля», которая имеет критическое значение для обеспечения безопасности и эффективности работы железнодорожного транспорта. Предметом исследования выступает механизм растекания электрического тока через балластный слой с учетом особенностей контактного взаимодействия между рельсом и щебнем. Целью исследования является разработка комплексной методики расчета электротехнических параметров железнодорожного пути. Для достижения поставленной цели применяется методология аналитического моделирования, учитывающая механические характеристики системы, удельное сопротивление материалов и влияние водного слоя. В ходе исследования разработана математическая модель, позволяющая учитывать различные конфигурации контакта щебня с рельсом, включая боковое касание и зажатие под рельсом. Особое внимание в исследовании уделяется анализу влияния механического напряжения в зоне контакта, поверхностной и объемной проводимости, а также воздействию загрязнения и увлажнения балластного слоя. В результате проведенного исследования разработаны методики расчета переходного сопротивления с учетом различных факторов, построены графики зависимости сопротивления от ключевых параметров системы. Практическая значимость работы заключается в возможности применения полученных результатов для прогнозирования электротехнических характеристик железнодорожных путей, оптимизации их эксплуатации и повышения электробезопасности. Разработанная методика позволяет учитывать ключевые факторы, влияющие на переходное сопротивление: состояние поверхности щебня, объемную и поверхностную проводимость, механическое напряжение в зоне контакта. Это дает возможность более точно оценивать электротехнические характеристики железнодорожного пути и принимать обоснованные решения по его обслуживанию и ремонту. Исследование показало, что поверхностная проводимость (обусловленная загрязнением и пленкой воды) часто оказывает более значительное влияние на общее сопротивление системы, чем объемная проводимость материала.