Результаты поиска

Предложен способ выбора рациональных сочетаний скорости электроподвижного состава по условиям максимального пробега при заданном износе контактах вставок токоприемника и регулировки подвески контактной сети действующих и проектируемых участков электроснабжения. Рассмотрен принцип работы и функциональные возможности программного обеспечения для ЭВМ «Программа для моделирования контактного нажатия с помощью нелинейной авторегрессионной нейронной сети с экзогенными входами».

В статье рассмотрено совершенствование электрической составляющей модели изнашивания элементов контактных пар устройств токосъема в условиях высокоскоростного движения. Приведены гистограммы электрического изнашивания контактных элементов, полученные расчетным путем по существующей и усовершенствованной математическим моделям. Анализ полученных гистограмм позволяет сделать заключение о повышении точности расчета по усовершенствованной математической модели за счет учета влияния аэродинамического воздействия воздушного потока и скорости движения подвижного состава.

В статье рассмотрены новые разработки в области надежности работы скоростных токоприемников. Приведено описание принципа работы предохранительных устройств токоприемника нового поколения, рассмотрена методика и приведены результаты расчета характеристик и параметров предохранительных устройств. Представлена методика испытаний предохранительных устройств токоприемника на ударно-колебательном комплексе для исследования взаимодействия токоприемника с контактной сетью.

Нагрев полоза токоприемника электроподвижного состава происходит в результате съема тягового электрического тока. Увеличение температуры контактных и токопроводящих материалов подвески и токоприемника обусловлено их характеристиками. Низкое качество токосъема также приводит к перегреву контактных материалов и ограничивает пропуск максимально допустимого длительного тока при движении электровоза. Неравномерность распределения температуры приводит к локальным точкам перегрева и нерациональному использованию поверхности контактных вставок. Приведенные графики распределения зигзага контактного провода указывают на зависимость плотности распределения зигзага от профиля участка пути и типа контактной подвески, обусловливающих теплораспределение по полозу. Предлагаемая методика факторного анализа влияния на нагрев полоза токоприемника позволяет определить причины его неравномерного нагрева и предложить мероприятия по снижению доли влияния каждого из факторов и обеспечить увеличение съема тягового тока.

Рассмотрен вариант применения цепной контактной компенсированной подвески с рычагами и боковым токосъемом для трехфазной системы тягового электроснабжения (ТСТЭ). Две разнофазные контактные подвески располагаются с разных сторон от оси пути. Электроподвижной состав должен иметь два токоприемника, которые давят на контактный провод от оси пути в противоположные стороны. Произведено описание конструкции контактной подвески в целом и основных узлов, в частности крепление стержней, что позволяет обеспечить вертикальный зигзаг и ограничить поперечное перемещение контактного провода. В точках у опор рычаги соединены с консолями и имеют узел для создания угловой жесткости. Кроме этого поворот данных рычагов ограничен в сторону к оси пути и в противоположную сторону. Этим самым предотвращается возможность схлестывания разнофазных контактных проводов. В соответствии с указанной конструкцией была разработана математическая модель данной контактной подвески на основе метода конечных элементов, обеспечивающая расчет в статике и динамике с учетом токоприемника. Для описания токоприемника используется распространенная трехмассовая модель. На основе анализа результатов, полученных с помощью данной модели, определено влияние конструктивных параметров подвески, поперечного ветра и скорости движения токоприемника на качество токосъема, установлены границы применимости рассматриваемой подвески в зависимости от величины данных параметров. Определено, что в отличие от обычной контактной подвески с вертикальным токосъемом для подвесок с боковым токосъемом значительное влияние на качество токосъема оказывает боковой ветер. Именно скорость ветра является основным фактором, ограничивающим возможность применения подвески с боковым токосъемом.

В статье приведено описание построения математической модели электромеханиче-ского изнашивания контактных пар устройств токосъема электрического транспорта в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации. Созданная мате-матическая модель позволяет учесть тепловые процессы, возникающие в скользящем кон-такте при пропускании электрического тока через скользящий контакт. Приведено сравне-ние результатов расчетов и экспериментальных исследований износа контактных пар.

В статье рассмотрены приоритетные задачи в сфера токосъема для повышения безопас-ности движения, развития скоростного и высокоскоростного движения. Для обеспечения движения и нормального функционирования железнодорожного транспорта необходима бесперебойная передача электроэнергии. Диагностирование элементов контактной сети является важной задачей для предупреждения неисправностей системы электроснабжения, в том числе тех, которые могут привести к аварийной ситуации. В статье рассмотрены системы встроенного диагностирования, принципы их работы, представлен вариант их применения.

Рассмотрено состояние производственного травматизма при эксплуатации и технологии ремонта устройств электроснабжения в энергетическом комплексе ОАО «РЖД», которое подтверждает актуальность развития и внедрения способов и технических средств защиты электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» от электрического травмирования. Проведен анализ существующих способов технического обслуживания, эксплуатации и технологии ремонта контактной сети. Предложено инновационное решение в области обеспечения электробезопасности персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» за счет создания единого высокоточного координатного пространства устройств электроснабжения, реализуемого на основе механизмов использования глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. Рассмотрена реализация схем питания и секционирования и главных электрических соединений в виде цифровой модели, которая имеет математическое описание геометрических характеристик и пространственного положения контактной сети; питающих фидеров; воздушных линий: продольного электроснабжения, автоблокировки, централизации и блокировки, линий «два провода - рельс», освещения; волновода и других объектов электроснабжения и электрификации железных дорог. На основе моделирования опасных ситуаций поражения электрическим током электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» при обслуживании и ремонте устройств контактной сети по всем категориям работ обоснована эффективность внедрения базы пространственных данных в виде цифровой модели устройств контактной сети. Применение цифровой модели контактной сети повысит уровень электробезопасности при обслуживании и ремонте устройств контактной сети и снизит уровень электрического травмирования работников энергетического комплекса ОАО «РЖД».

Контактная сеть является одним из наиболее уязвимых элементов системы тягового электроснабжения. Превалирующее число событий в хозяйстве электроснабжения связано именно с контактной сетью. Статья посвящена методике бесконтактной диагностики контактной сети электрифицированных железных дорог. В работе предлагается использовать способ диагностики контактной сети на основе оптических элементов с последующей цифровой обработкой данных и расчетом геометрических параметров. Данный способ отличается невысокой стоимостью устройства в отличие от аналогов и высокой точностью расчета. Приводятся анализ и выбор оптимальных мест установки оптических устройств. Представлена методика бесконтактной диагностики проводов контактной сети электрифицированных железных дорог.

В соответствии с долгосрочной программой развития ОАО «Российские железные дороги» до 2025 года предполагается повышение уровня экономической связанности территории России посредством расширения сети скоростных и высокоскоростных перевозок. Это предполагает не только строительство новых высокоскоростных магистралей, но и модернизацию конструкций отдельных узлов подвижного состава, а также внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий. Применение контактных элементов с увеличенным сроком службы является одним из наиболее экономичных и наименее затратных способов обеспечения надежной, экономичной и экологичной передачи электроэнергии на подвижной состав. Увеличения срока службы токосъемного элемента можно достичь в том числе за счет снижения износа путем корректного подбора элементов контактной пары как с точки зрения их трибосовместимости, так и способности обеспечения качественного токосъема. В ОмГУПСе разработана и успешно апробирована методика проведения экспериментальных исследований контактных пар устройств токосъема, предполагающая проведение стендовых испытаний для каждой пары контактных материалов «контактная вставка - контактный провод» с целью определения их оптимального сочетания для снижения износа и увеличения ресурса. Оценка величины износа и прогнозирование ресурса элементов контактной пары производятся в том числе с помощью математических моделей. Однако применение существующих моделей для прогнозирования износа в условиях высокоскоростного движения является не достаточно точным из-за отсутствия учета аэродинамического воздействия и скорости движения подвижного состава на процессы токосъема. В данной статье рассмотрено совершенствование механической составляющей модели изнашивания элементов контактных пар устройств токосъема в условиях высокоскоростного движения. Приведены графики механического изнашивания контактных элементов, полученные экспериментально и в результате расчета по математической модели. Анализ графиков позволяет сделать вывод о возможности применения усовершенствованной математической модели для моделирования механической составляющей процесса изнашивания элементов контактных пар при максимальном значении погрешности не более 5 %.

В статье рассмотрены основные виды повреждений изоляторов контактной сети, приведена статис-тика по их отказам. Выявленные недостатки в существующих методах диагностирования говорят об ак-туальности проблемы, особенно на участках железных дорог постоянного тока. Произведены экспериментальные исследования по измерению напряженности электростатического поля на гирляндах изоляторов. Анализ проведенных исследований показал, что наличие в гирлянде неисправных изоляторов приводит к увеличению напряженности электростатического поля вокруг них. Предложены техническое устройство бесконтактного измерения электростатического поля и методика определения неисправного изолятора в гирлянде.

Контактная подвеска является линией электропередач особого рода с множественными электрическими соединениями проводов, которые образуют сложную топологию линейной электрической цепи. Аналитические модели расчета упрощают реальную топологию контактной подвески, что ограничивает их функциональное применение. Учет топологических особенностей возможен при использовании средств компьютерного моделирования, что влечет за собой усложнение расчетных алгоритмов моделей. Целью проведенного исследования являлось определение условий применения моделей токораспределения и перспективы развития в этой области. В статье рассмотрены существующие модели расчета токораспределения в контактных подвесках постоянного тока: модель естественного токораспределения, линейные аналитические модели, модель с бесконечным числом струн, модели с непосредственным применением законов Кирхгофа в матричном виде, конечно-элементная модель. Изложены основные положения и описаны расчетные возможности каждой модели. Сравнение расчетных моделей производилось для контактной подвески постоянного тока КС-250-3, предназначенной для высокоскоростного движения. Результаты работы могут использоваться для выбора оптимальной расчетной модели токораспределения при проектировании контактной подвески, тепловом анализе, расчете токонесущей способности, выявлении и устранении «узких мест» в контактной сети.

Рассмотрены условия работы проводов контактной сети в части термомеханических нагрузок. Проанализированы результаты испытаний проводов контактной сети с целью определения относительной скорости удлинения провода. Представлены результаты испытаний контактных проводов и несущих тросов по определению разрывного усилия при различной температуре. Предложены допустимые зна-чения температуры нагрева для медных и бронзовых проводов в условиях эксплуатации и коэффициенты запаса прочности для них.

В статье предложена конечно-элементная модель работы электрического контакта между контактным проводом и токосъемной пластиной токоприемника, учитывающая сложную взаимосвязь электрических и тепловых процессов. Исследовались контактные пары, состоящие из изношенного контактного провода МФ-100 и токосъемных пластин из металлокерамики ВЖ3П или графита. Микрогеометрия поверхности тел в месте контакта получена на основе модели Гринвуда - Вильямсона. Было рассмотрено два крайних возможных случая соприкосновения контактного провода с пластиной. Результаты были проанализированы и сравнены с известными опытными данными. Рассчитано, при каких соотношениях контактного нажатия и тока из-за выгорания контактов возникнет искровой или дуговой разряд. Определены пути совершенствования модели.

В статье рассмотрены критерии, используемые для расчета вероятности возникновения отказов устройств системы токосъема по причине гололедно-изморозевых отложений на контактной подвеске. Целью работы является определение влияния климатических и эксплуатационных факторов (в т. ч. количество вибропантографов, пневмобарабанов на электровозах в границах дирекции по энергообеспечению и устройств для механической очистки гололеда в дистанциях электроснабжения) на вероятность наступления отказов системы токосъема и их тяжести, что позволит повысить надежность работы устройств тягового электроснабжения в условиях гололедообразования и эффективность капиталовложений Трансэнерго и Дирекции тяги на приобретение указанных средств. Для определения вероятности возникновения отказов устройств токосъема вследствие образования гололеда на проводах контактной сети предложено разделение всех факторов на климатические и эксплуатационные. Выбор факторов при прогнозировании отказов проведен с помощью вероятностной сети Байеса на основе статистических методов обработки данных, а также корреляционного и регрессионного анализа. В результате проведенных исследований определены факторы, оказывающие влияние на вероятность возникновения отказов устройств токосъема, выполнена оценка их значимости с помощью рассчитанных дисперсий. Приведена методика расчета вероятности возникновения отказов для условной дистанции электроснабжения, позволяющая оценить достаточность оснащенности подразделений Трансэнерго и Дирекции тяги устройствами для механической очистки гололеда с контактного провода, вибропантографами и пневмобарабанами.

В статье рассмотрены особенности расчета нестационарных волновых процессов в системе тягового электроснабжения. Математическая модель для расчета волновых процессов в контактных сетях построена на основе модификации преобразования Лапласа в сочетании с использованием рядов Фурье. Осуществлено моделирование системы электроснабжения для выявления особенностей волновых процессов в тяговых сетях.

Предложена методика дистанционного диагностирования подвесных фарфоровых изоляторов на основе импульсного метода. Определена форма испытательных импульсов для диагностирования изоляторов на участке контактной сети постоянного тока. Приведены и рассчитаны основные диагностические параметры подаваемых и регистрируемых импульсов. Выявлена возможность определения расстояния до неисправной гирлянды в зависимости от амплитудного значения диагностического импульса. Рассмотрено изменение пикового значения спада импульса в зависимости от сопротивления гирлянды изоляторов. Предложенная методика позволяет локализовать положение неисправной гирлянды изоляторов на участке электроснабжения постоянного тока и в последующем достоверно определять неисправный изолятор в гирлянде.

Целью данной статьи является анализ снижения напряжения в контактной сети от некачественной работы электровоза переменного тока при пропуске тяжеловесных поездов. Тяжеловесное движение сегодня рассматривается как действующий и необходимый инструмент для повышения весовых норм и увеличения пропускной способности участков железной дороги. В статье приведена статистика пропуска тяжеловесных и соединенных поездов по Красноярской железной дороге за 2019 и 2020 годы. Для эффективного использования тяжеловесного движения необходимо решить ряд проблем, одна из которых заключается в снижении напряжения в контактной сети при пропуске тяжеловесных поездов, это негативно сказывается на скорости движения поезда по перегону, ухудшаются условия охлаждения силового оборудования электровоза и т.д. В результате анализа работы тиристорного выпрямительно-инверторного преобразователя выявлен ряд недостатков. Причина низкого коэффициента мощности электровоза заключается в использовании устаревшей элементной базы на основе тиристоров, их закрытие осуществляется только в следующем полупериоде напряжения, длительная коммутация и большой угол открытия тиристоров приводят к значительному реактивному току в контактной сети. На основе анализа потерь напряжения на токоприемнике сделан вывод о необходимости уменьшения длительности процесса коммутации плеч ВИПа, при котором происходит короткое замыкание вторичной обмотки тягового трансформатора. Предложен альтернативный вариант преобразователя на основе полностью управляемых полупроводниковых приборов - IGBT-транзисторов. Возможность открытия и закрытия в любой момент времени таких элементов позволяет максимально уменьшить угол сдвига фаз и повысить коэффициент мощности. За счет практически мгновенной коммутации транзисторов искажение в контактной сети минимизировано.

Целью статьи является рассмотрение вопроса расчета и выбора уставок срабатывания короткозамыкателя КЗКС-3,3 при организации защиты контактной сети постоянного тока в вынужденном режиме. Измерительным органом короткозамыкателя является модуль напряжения. При выполнении условий срабатывания именно модуль напряжения собирает цепь на включение коммутационного аппарата короткозамыкателя. Важным является вопрос выбора оптимального места установки короткозамыкателей и уставки срабатывания по напряжению. Определена исходная информация, необходимая для проведения расчета уставок. Приведены порядок расчета токов короткого замыкания и схемы замещения для наиболее распространенных схем питания и секционирования контактной сети. Для токовых защит быстродействующих выключателей фидеров контактной сети приведены формулы определения зон чувствительности. Для выбора оптимального места установки короткозамыкателя и выбора уставки срабатывания по напряжению из допустимого диапазона построена потенциальная диаграмма участка контактной сети. Анализ, проведенный на основании потенциальной диаграммы, позволяет сделать вывод об эффективности организации защиты контактной сети в вынужденном режиме с использованием короткозамыкателей.

В статье рассмотрено влияние угла наклона опоры на положение контактного провода относительно уровня головки рельса. Предложено учитывать изменение состояния опорно-поддерживающих конструкций в конечном расчете статических параметров контактной подвески на скоростных и высокоскоростных участках железнодорожных магистралей.

В статье выполнен анализ влияния параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на величину полезного использования энергии рекуперации и величину потерь электроэнергии, обусловленных протеканием энергии рекуперации по системе тягового электроснабжения к различным потребителям. Величина потерь энергии рекуперации определяет степень эффективности ее использования. Предлагаются подходы к последовательному определению эффективности использования энергии рекуперации и расчету численных значений величин, характеризующих параметры системы тягового электроснабжения, учет которых необходим для адекватного анализа потокораспределения энергии рекуперации. Определено, что для оценки влияния параметров и режимов работы системы тягового электроснабжения на эффективность использования энергии рекуперации достаточно использовать метод регрессионного анализа. Рассчитаны значения относительного сопротивления контактной сети в зависимости от типа контактной подвески и от схем питания тяговой сети. Показано, что параметры и режимы работы системы тягового электроснабжения оказывают влияние на потери в контактной сети, в выпрямительно-инверторных преобразователях и тяговых трансформаторах тяговых подстанций постоянного тока, на величину возврата энергии рекуперации по шинам тяговых подстанций и на относительное изменение потерь в системе тягового электроснабжения при применении рекуперативного торможения.

Необходимость применения различных способов прогнозирования технического состояния железобетонных опор контактной сети в настоящее время является необходимым условием обеспечения безопасности движения поездов. Такая необходимость возникла из-за наличия в эксплуатации опор с повышенными сроками эксплуатации, при отсутствии снижения нагрузок, без наличия различного рода резервирования. В статье рассмотрена возможность моделирования процесса изменения несущей способности опоры контактной сети. Применен вероятностно-статистический подход для прогнозирования технического состояния опор контактной сети с учетом постепенных и внезапных переходов в состояние отказа. Определена функция надежности на основе данных, полученных в результате наблюдений за изменением значений несущей способности.

В статье рассмотрен вопрос обеспечения защиты контактной сети при выводе в ремонт оборудования распределительных устройств напряжением 3,3 кВ тяговых подстанций постоянного тока Называевского направления Омской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги. При выводе в ремонт оборудования распределительных устройств напряжением 3,3 кВ происходит увеличение зоны защиты для присоединений контактной сети смежных объектов системы тягового электроснабжения (тяговые подстанции, посты секционирования, пункты параллельного соединения). Для обеспечения защиты контактной сети постоянного тока вводятся в работу пониженные уставки срабатывания быстродействующих автоматических выключателей, которые неизбежно ограничивают пропускную способность участка для пропуска грузовых поездов. Рассмотрен существующий порядок вывода оборудования в ремонт с включением у тяговой подстанции поста секционирования. Оценены ограничения пропуска грузовых поездов при реализации существующей схемы. Просчитаны токи короткого замыкания и выбраны уставки защит быстродействующих выключателей при отключении поста секционирования и включении секционных разъединителей станции. Выявлено невыполнение условия выбора уставок защит при отстройке от минимального значения тока короткого замыкания. Для снижения ограничений разработан опытный образец короткозамыкателя контактной сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ. Применение короткозамыкателя позволило осуществлять защиту контактной сети на время вывода в ремонт оборудования распределительного устройства без перевода на пониженные уставки срабатывания автоматических выключателей. Приведены технические характеристики и особенности предлагаемой конструкции устройства. Представлены результаты проведенного испытания короткозамыкателя контактной сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ на участке Драгунская - Новокиевская - Любинская. Определены основные направления для дальнейших работы авторов.

Повышение скоростей движения на железнодорожных магистралях предъявляет жесткие требования к опорным и поддерживающим конструкциям контактной сети, а также к параметрам и показателям контактной подвески. Наличие сухого трения в узлах крепления консолей оказывает отрицательное влияние на точность регулировки проводов контактной подвески и на ее параметры. В статье приведены результаты исследований величины сухого трения в узлах крепления консоли в зависимости от типа контактной подвески и предложен способ уменьшения трения в узлах крепления консоли. Представлены результаты расчетов влияния трения в узлах крепления консоли на изменение натяжения по длине анкерного участка.

Эксплуатационная надежность хозяйства электрификации и электроснабжения и связанная с ней безопасность движения в основном определяются техническим состоянием контактной сети - элемента, который чрезвычайно сложно каким-либо образом резервировать. Состояние устройств контактной сети Восточно-Сибирской железной дороги косвенно характеризуется периодами электрификации участков. Оборудование контактной сети, введенное в эксплуатацию в 1960 - 1970 гг., выработало свой проектный ресурс, не в достаточной мере обладает требуемой нагрузочной способностью и снижает надежность работы электрифицированного участка. В статье представлено, что целью повышения надежности работы электрооборудования в процессе эксплуатации устройств электроснабжения является прогнозирование состояния ее элементов, в частности, металлических опор контактной сети, как объекта исследования. Корректно оценить состояние и ресурс устройств контактной сети позволит применение на практике новейших систем диагностики с использованием математического аппарата и методов моделирования. Показано, что, проводя мониторинг различных параметров, характеризующих опору, можно вовремя обнаружить изменение технического состояния объекта исследования и провести техническое обслуживание в тот промежуток времени, когда возникают отклонения параметров от допустимых пределов. Обобщены статистические данные о состоянии опорного хозяйства на ВСЖД, приведены основные виды повреждений металлических опорных и поддерживающих конструкций. Показано, что выявляются новые виды повреждений металлических конструкций, не классифицирующиеся ранее, что качественная и количественная оценка состояния металлических опор контактной сети, которые имеют различные повреждения конструкции, возможна с использованием методов моделирования, имитации и оценки состояния конструкций. В качестве независимой полнофункциональной среды для моделирования, имитации и оценки результатов анализа характеристик металлических опор модели М6/10 использована система FEMAP - независимая система автоматизированного проектирования от компании Siemens PLM.