ПЗ Романенко Н.П (Обеспечение электромагнитной совместимости тяговой сети со смежными линиями продольного электроснабжения), страница 4

Продолжение таблицы 3.4

Продолжение таблицы 3.4

Окончание таблицы 3.4

Для системы из семи проводов, представленных на рис. 3.1.2 с зарядами на единицу длины ₁, ₂, ₃, ₄, ₅, ₆, ₇ и потенциалами ₁, ₂, _3, _4, _5, _6, _7, уравнения Максвелла запишутся в виде:

(3.1.6)

Потенциалы уравнения Максвелла имеют значения , так как , – напряжения двух плеч питания тяговой подстанции, угол между которыми 120 градусов и от которых питаются провода 3 и 4 линии ДПР.

3.2 Расчет наведенных потенциалов на смежные линии при разных вариантах отключении проводов

Как было сказано в пункте 3.1 настоящей дипломной работы, значения наведенных потенциалов могут изменяться в зависимости включения/отключения проводов системы. Исходя из этого, произведем расчет наиболее опасных электрических влияний на смежные линии.

3.2.1 Расчет наведенного потенциала на отключенный контактный провод первого пути, при условии работы всех оставшихся проводов системы

Контактный провод первого пути (далее 1) обесточен и изолирован, а оставшиеся провода: контактный провод второго пути, линия ДПР и линия СЦБ подключены к источнику питания (далее 2, 3, 4, 5, 6 и 7), то ₁=0. Из системы уравнений (3.1.6) следует:

(3.2.1)

Для упрощения нахождения заряда на единицу длины , использовано программное обеспечение «Mathcad-15». Найденные значения записаны в следующей форме:

;

;

;

;

;

.

Подставив эти значения в первое уравнение системы 3.1.6, получаем формулу для нахождения наведенного потенциала на контактный провод первого пути:

(3.2.2)

Следовательно, потенциал точки 1 будет равен:

кВ.

3.2.2 Расчет наведенного потенциала на контактный провод второго пути, при условии работы всех оставшихся проводов системы

Контактный провод второго пути (далее 2) обесточен и изолирован, а оставшиеся провода: контактный провод первого пути, линия ДПР и линия СЦБ подключены к источнику питания (далее 1, 3, 4, 5, 6 и 7), то ₂=0. Из системы уравнений (3.1.6) следует:

(3.2.3)

Для упрощения нахождения заряда на единицу длины , использовано программное обеспечение «Mathcad-15». Найденные значения запишем в следующей форме:

;

;

;

;

;

.

Подставив эти значения во второе уравнение системы 3.1.6, получаем формулу для нахождения наведенного потенциала на контактный провод второго пути:

(3.2.4)

Следовательно, потенциал точки 2 будет равен:

кВ.

3.2.3 Расчет наведенного потенциала на линию ДПР при работе контактной сети и линии СЦБ.

Рассмотрим случай отключения линии ДПР, для нахождения наведенного потенциала от смежных линий, подключенных к источникам питания.

Линия ДПР (далее точки 3 и 4) отключена и изолирована от источника питания. Контактные провода двух путей (далее точки 1 и 2) и линия СЦБ (далее точки 5, 6 и 7) подключены к источнику питания, то ₃=0 и ₄=0. Система уравнений Максвелла (3.1.6 ) примет вид:

(3.2.5)

Для упрощения нахождения заряда на единицу длины , используем программное обеспечение «Mathcad-15». Найденные значения запишем в следующей форме:

;

;

;

;

.

Подставив эти значения в третье и четвертое уравнение системы 3.1.6, получаем формулы для нахождения наведенного потенциала на линию ДПР:

(3.2.6)

(3.2.7)

Следовательно, потенциалы точек 3 и 4 будут равны:

кВ;

кВ.

3.2.4 Расчет наведенного потенциала на линию СЦБ при работе контактной сети и линии ДПР.

Рассмотрим случай отключения линии СЦБ, для нахождения наведенного потенциала от смежных линий, подключенных к источникам питания.

Линия СЦБ (далее точки 5, 6 и 7) отключена и изолирована от источника питания. Контактные провода двух путей (далее точки 1 и 2) и линия ДПР (далее точки 3 и 4) подключены к источнику питания, то ₅=0, ₆=0 и ₇=0. Система уравнений Максвелла (3.1.6 ) примет вид:

(3.2.8)

Для упрощения нахождения заряда на единицу длины , используем программное обеспечение «Mathcad-15». Найденные значения запишем в следующей форме:

;

;

;

.

Подставив эти значения в пятое, шестое и седьмое уравнение системы 3.1.6, получаем формулы для нахождения наведенного потенциала на линию СЦБ:

(3.2.9)

(3.2.10)

(3.2.11)

Следовательно, потенциалы точек 5, 6 и 7 будут равны:

кВ.

кВ.

кВ.

В данном пункте мы рассмотрели наиболее опасные варианты включение/отключение проводов контактной сети и смежных линий: линия ДПР и линия СЦБ. Из рассматриваемых вариантов видно, что максимальный потенциал будет наводиться на контактный провод, находящийся в центре системы проводов. В нашем случае это контактный провод второго пути кВ. Значение потенциалов может меняться в зависимости от ширины сближения между рассматриваемыми проводами, вариантов подвеса проводов и от величины напряжения в сети. На отключенные для работ линии может наводиться большой потенциал в несколько киловольт, поэтому место работы с обеих сторон должно быть ограждено заземлениями. Но индуктированный потенциал появляется также на незаземленных металлических сооружениях, находящихся вблизи железной дороги; поэтому все металлические конструкции (мосты путепроводы, светофоры, отдельно стоящие опоры, гидроколонки, крыши зданий и т.п.), расположенные ближе 10 м от контактной сети переменного тока, должны быть заземлены[2].

3.3 Расчет напряженности электрического поля контактной сети переменного тока наводимой на оперативный персонал.

Оперативный персонал, работающий в электрическом поле, наводимом контактной сетью переменного тока, должен подвергаться воздействию этого поля не превышающих установленных норм.

Рассмотрим вариант работы оперативного персонала под контактной сетью, при включении всех проводов системы. Этот вариант будет являться наиболее опасным, так как напряженность поля будет иметь максимальное значение.

Рисунок 3.3 - Расчетная схема для определения

Е_у для двухпутного участка.

Для определения напряженности электрического поля мы используем уравнения максвелла, учитывая, что в точке М нет заряда, следовательно, уравнение примет вид:

(3.3.1)

Для упрощения нахождения заряда на единицу длины , используем программное обеспечение «Mathcad-15». Найденные значения запишем в следующей форме:

;

;

;

;

;

;

.

Для нахождения Е_у распишем _м через координаты точки М:

(3.3.2)

На человека находящегося перпендикулярно проводам, действует вертикальная составляющая E_y, (ток, протекающий через человека, создается именно этой составляющей), поэтому необходимо определить только E_y.

Продифференцируем по y, уравнение (3.3.2)

(3.3.3)

Рассчитаем Е_у на уровне головы человека, стоящего на земле (у=1,8 м), и на уровне головы человека, работающего под напряжением, с изолированной вышки(у = 6,24 м).

Расчеты запишем в таблицу 3.5

Продолжение таблицы 3.5

Продолжение таблицы 3.5

Окончание таблицы 3.5