Пояснительная записка (1195473), страница 5
Текст из файла (страница 5)
. (3.7)
Для упрощения расчётов зарядов на единицу длины используем программно-вычислительный комплекс «Mathcad-15». Найденные значения записаны в форме:
;
;
;
;
;
.
Затем, подставив полученные значения в первое уравнение системы 3.6, получим формулу для нахождения наведенного потенциала на контактный провод первого пути:
. (3.8)
Таким образом, потенциал точки 1 будет равен:
кВ.
3.2.2 Расчет наведенного потенциала на контактный провод второго пути, все остальные провода системы находятся в работе
Контактный провод второго пути (далее 2) изолирован и обесточен, остальные 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. Тогда система уравнений (3.6) примет вид:
. (3.9)
Для упрощения расчётов зарядов на единицу длины используем программно-вычислительный комплекс «Mathcad-15». Найденные значения записаны в форме:
;
;
;
;
;
.
Затем, подставив полученные значения во второе уравнение системы 3.6, получим формулу для нахождения наведенного потенциала на контактный провод второго пути:
. (3.10)
Таким образом, потенциал точки 2 будет равен:
кВ.
3.2.3 Расчет наведенного потенциала на линию ДПР, контактная сеть и линия СЦБ в работе
Рассмотрим случай отключения линии ДПР, для нахождения наведенного потенциала от смежных линий, подключенных к источникам питания.
Линия ДПР (далее 3 и 4) изолирована и отключена от источника питания. Контактные провода двух путей (далее 1 и 2) и линия СЦБ (далее 5, 6, 7) подключены к источнику питания, тогда 3=0 и 4=0. Система уравнений (3.6) запишется как:
. (3.11)
Для упрощения расчётов используем программно-вычислительный комплекс «Mathcad-15». Найденные значения запишем в форме:
;
;
;
;
.
Затем, подставив полученные значения в третье и четвёртое уравнение системы 3.6, получим формулу для нахождения наведенного потенциала на линию ДПР:
; (3.12)
. (3.13)
Потенциалы в точках3 и 4 будут равны:
кВ;
кВ.
3.2.4 Расчет наведенного потенциала на линию СЦБ, контактная сеть и линия ДПР находится в работе
Рассмотрим случай, когда отключена линия СЦБ, для нахождения наведенного потенциала от смежных линий, подключенных к источникам питания.
Линия СЦБ (далее 5, 6, 7) изолирована и отключена от источника питания. Контактные провода двух путей (далее 1 и 2) и линия ДПР (далее 3 и 4) подключены к источнику питания, 5=0, 6=0 и 7=0. Система уравнений Максвелла (3.6) примет следующий вид:
. (3.14)
Для упрощения расчётов используем программно-вычислительный комплекс «Mathcad 15». Найденные значения запишем в форме:
;
;
;
.
Подставляя эти значения в пятое, шестое и седьмое уравнения системы 3.6, получаем следующие формулы для нахождения наведенного потенциала на линию СЦБ:
; (3.15)
; (3.16)
. (3.17)
Потенциалы в точках 5, 6 и 7 будут равны:
кВ;
кВ;
кВ.
В этом пункте выпускной квалификационной работы рассмотрены наиболее опасные варианты включения или отключения проводов контактной сети и смежных линий: линия СЦБ и линия ДПР. Из рассмотренных вариантов видно, что наибольший потенциал наводится в точке 3, которая является проводом ДПР. Потенциал равен
кВ. Значение потенциалов может изменяться, в зависимости от ширины сближения между рассматриваемыми проводами, разных вариантов подвеса проводов, а также от значения напряжения в сети. На отключенные линии может наводиться большой потенциал, некоторые значения достигают нескольких киловольт, поэтому место работы должно быть ограждено заземлениями с обеих сторон. Но индуктированный потенциал появляется и на незаземленных металлических сооружениях, находящихся рядом с железной дорогой. Поэтому все металлические конструкции (мосты путепроводы, отдельно стоящие опоры, светофоры, крыши зданий и т.п.), расположенные ближе, чем 10 метров от контактной сети переменного тока, должны быть заземлены [10].
3.3 Расчет напряженности электрического поля контактной сети переменного тока наводимой на оперативный персонал
Оперативный персонал, производящий работы в зоне электрического поля, наводящегося контактной сетью переменного тока, не должен подвергаться воздействию превышающих установленных норм этого поля.
Необходимо рассмотреть вариант работы оперативного персонала непосредственно под контактной сетью, при условии, что все провода системы включены. Такой вариант является наиболее опасным, так как напряженность поля имеет максимальное значение.
Рисунок 3.3 - Расчетная схема для определения
для двухпутного участка
Для определения напряженности электрического поля также воспользуемся уравнением Максвелла, учитывая, что в точке М нет заряда. Уравнение примет вид:
. (3.18)
Для упрощения нахождения зарядов на единицу длины , используем программно-вычислительный комплекс «Mathcad-15». Найденные значения записаны в форме:
;
;
;
;
;
;
.
Запишем м через координаты точки М, чтобы найти
:
. (3.19)
На человека находящегося к проводам перпендикулярно, действует вертикальная составляющая, значит нужно определить только
.
Вертикальная составляющая напряженности электрического поля, исходя из формулы (3.19), продифференцированная по y, будет равна:
. (3.20)
Рассчитаем
на высоте уровня головы человека, стоящего на земле (у=1,8 м), и на высоте уровне головы человека, работающего под напряжением, с изолированной вышки (у = 6,24 м). Результаты расчетов запишем в таблицу 3.6.
По данным, приведённым в таблице 3.6, построим графики напряжённости электрического поля, в зависимости от расстояния до оси путей (у=1,8 м и у = 6,24 м).
Рисунок 3.4 - Кривые зависимости напряженности электрического
поля от расстояния до оси путей
Электрическое поле зависимо от расстояния от источника излучения. В результате чего, персонал, производящий работы на железнодорожных путях не находится под воздействием электрического поля, превышающего допустимое значение, равное 5 кВ/м. При работах на изолированной вышке, эксплуатационный персонал контактной сети подвергается воздействию электрического поля выше допустимого значения. Но только при работе на расстоянии менее 0,5 м от контактного провода. Время проведения таких работ должно быть ограничено в соответствии с санитарными нормами, что составляет не более 180 мин. Также необходимо обеспечить персоналу средства индивидуальной защиты (специальные костюмы).
Таблица 3.6 – Значения напряженности электрического поля
| Напряженность кВ/м | Расстояние x, м | |||||||||||||||||||||||||
| -30 | -29 | -28 | -27 | -26 | -25 | -24 | -23 | -22 | -21 | -20 | -19 | -18 | -17 | -16 | -15 | -14 | ||||||||||
|
| 0,19 | 0,20 | 0,22 | 0,24 | 0,27 | 0,29 | 0,32 | 0,36 | 0,39 | 0,44 | 0,5 | 0,56 | 0,63 | 0,72 | 0,83 | 0,96 | 1,11 | |||||||||
|
| 0,16 | 0,17 | 0,18 | 0,2 | 0,21 | 0,29 | 0,25 | 0,27 | 0,29 | 0,31 | 0,34 | 0,37 | 0,4 | 0,44 | 0,47 | 0,52 | 0,58 | |||||||||
| Напряженность кВ/м | Расстояние x, м | |||||||||||||||||||||||||
| -13 | -12 | -11 | -10 | -9 | -8 | -7 | -6 | -5 | -4 | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 | ||||||||||
|
| 1,29 | 1,5 | 1,74 | 1,98 | 2,2 | 2,37 | 2,45 | 2,47 | 2,41 | 2,28 | 2,08 | 1,86 | 1,65 | 1,47 | 1,33 | 1,2 | 1,07 | |||||||||
|
| 0,65 | 0,74 | 0,91 | 1,31 | 3,02 | 8,34 | 2,6 | 1,76 | 2,9 | 9,51 | 2,52 | 1,03 | 1,81 | 2,98 | 1,8 | 2,47 | 1,35 | |||||||||
| Напряженность кВ/м | Расстояние x, м | |||||||||||||||||||||||||
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | ||||||||||
|
| 0,95 | 0,88 | 0,85 | 0,87 | 0,88 | 0,86 | 0,79 | 0,69 | 0,59 | 0,5 | 0,43 | 0,37 | 0,32 | 0,27 | 0,24 | 0,21 | 0,19 | |||||||||
|
| 0,81 | 0,6 | 0,5 | 0,84 | 0,43 | 2,71 | 0,3 | 0,28 | 0,26 | 0,24 | 0,23 | 0,21 | 0,19 | 0,18 | 0,17 | 0,16 | 0,15 | |||||||||
| Напряженность кВ/м | Расстояние x, м | |||||||||||||||||||||||||
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |||||||||||||||||
|
| 0,17 | 0,16 | 0,14 | 0,13 | 0,12 | 0,11 | 0,11 | 0,1 | 0,09 | 0,09 | ||||||||||||||||
|
| 0,14 | 0,13 | 0,12 | 0,11 | 0,11 | 0,1 | 0,09 | 0,08 | 0,08 | 0,08 | ||||||||||||||||
4 РАСЧЕТ МАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ РАБОТЫ СМЕЖНЫХ ЛИНИЙ
4.1 Выбор исходных данных для расчета опасных напряжений
Влияние считается опасным, если напряжения в цепи, подверженной влиянию достигают величин, представляющих опасность для здоровья и жизни людей, обслуживающих её, а также для целостности включенных в цепь аппаратов и приборов, изоляции проводов [5].
,












