Record Details

Simulation model of electromagnetic compatibility of neighboring infrastructure facilities on lines with heavy trains traffic

Dependability

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Simulation model of electromagnetic compatibility of neighboring infrastructure facilities on lines with heavy trains traffic
Имитационная модель электромагнитной совместимости смежных сооружений инфраструктуры на участках тяжеловесного движения поездов
 
Creator V. Poliyanov V.; Omsk State Transport University, Omsk
V. Mitrokhin E.; Omsk State Transport University, Omsk
В. Польянов В.; Омский государственный университет путей сообщения
В. Митрохин Е.; Омский государственный университет путей сообщения
 
Subject electromagnetic compatibility; heavy train movement; simulation modeling
электромагнитная совместимость; тяжеловесное движение поездов; имитационное моделирование
 
Description The continuous increase of traffic and traction loads cause the increase of loads on power supply infrastructure that leads to the growth of levels of electromagnetic emission. It results in the growth of probability of emergency functioning of overhead system because of which currents achieve very high levels that may lead to serious accidents in related circuits of signalling and remote control facilities. Such accidents often cause different failures affecting the quality and safety of railway traffic, they lead to equipment damages, as well be a reason for fire. The strongest contribution to the total number of accidents with cable lines is made by electromagnetic influence in case of heavy train movement. And as the result of such train passing along the lines with failed grounding a cable is burnt through. The requirements for EMC of infrastructure facilities are getting stricter, including the requirements for reliability and information security of communication and signalling systems. Existing methods used to define induced currents and voltages do not take into account loads that occur in today’s volume of traffic, and do not allow to define the dependence on the parameters of grounding of infrastructure facilities. The parameters of lateral facilities are not taken into account as well. These facilities are located along the track on the whole length of railways. Besides, the grounding parameters change in the course of heavy train moving in different areas. That has become very important to simulate electromagnetic processes in multi-wire systems with consideration of inherent and mutual parameters of lines, as well as ground parameters. But mathematical models of electromagnetic compatibility on railway transport due to its complexity do not always help to obtain the numerical values of induced currents and voltages in the communication circuits and signalling. This article describes an application method of simulation modeling that helps to define the levels of induced currents and voltages in the lateral lines of communication and signalling on the sections of heavy train movement. The paper offers the procedure of simulation modeling, simulation results for a line of heavy train movement and the analysis of the impact of grounding parameters on induced voltages. The simulation results were correlated with the experiment data and admitted to be consistent. The calculations made by the suggested procedure helped to reveal the key dependences of induced currents and voltages on ground parameters, as well as nonlinear dependencies of the induced voltage on ground resistance that forms the basis for further studies and correlation of the obtained data with the statistics accumulated during operation.
В условиях постоянного повышения объемов движения и возрастания тяговых нагрузок увеличиваются нагрузки на инфраструктуру электроснабжения, что приводит к росту уровней электромагнитных излучений. За счёт этого возрастает вероятность аварийного режима функционирования контактной сети, вследствие которого токи достигают очень высоких величин и могут привести к серьезным авариям в смежных цепях хозяйств автоматики и телемеханики и связи. Такие аварии нередко становятся причиной различных отказов, влияющих на качество и безопасность перевозочного процесса, приводят к порче аппаратуры и могут служить причиной возгораний. Наиболее весомый вклад в общее количество аварий на кабельных линиях вносят электромагнитные влияния при прохождении тяжеловесных составов. Причем, прохождение такого состава вдоль линий связи с неисправным заземлением, привело к прожогу кабеля. На железнодорожной инфраструктуре ужесточаются требования по обеспечению электромагнитной совместимости объектов и сооружений, в том числе по соблюдению требований надежности и информационной безопасности систем связи и систем централизации и блокировки (СЦБ). Существующие методики определения наведенных токов и напряжений не учитывают нагрузок, возникающих при современных объемах движения, и не позволяют установить зависимость от параметров заземления объектов инфраструктуры. Не учитываются также параметры продольных сооружений, расположенных параллельно пути на всей протяженности железных дорог. Кроме того, параметры заземления изменяются в процессе движения тяжеловесных поездов по разным регионам. Поэтому актуальной является задача моделирования электромагнитных процессов в многопроводных системах с учетом собственных и взаимных параметров линий, а также параметров земли. Но математические модели электромагнитной совместимости на железнодорожном транспорте в силу своей сложности не всегда позволяют получить численные значения наведенных токов и напряжений в цепях связи и СЦБ. В статье предложен прикладной метод имитационного моделирования, позволяющий определить уровни наведенных токов и напряжений в продольных линиях связи и СЦБ на участках тяжеловесного движения поездов. Представлена методика имитационного моделирования, результаты моделирования для участка тяжеловесного движения и анализ влияния параметров заземления на величину наведенных напряжений. Результаты моделирования сопоставлены с данными эксперимента и признаны достоверными. Расчеты по предложено методике позволили выявить ключевые зависисмости наведенных токов и напряжений от параметров земли. Установлены нелинейные зависимости величины наведенного напряжения от сопротивления заземления, что является основой для дальнейшх исследований и сопоставления полученных данных со статистикой, накопленной в условиях эксплуатации.
 
Publisher LLC Journal Dependability
 
Contributor —
—
 
Date 2016-11-02
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://www.dependability.ru/jour/article/view/167
10.21683/1729-2640-2016-16-3-59-62
 
Source Dependability; № 3 (2016); 59-62
Надежность; № 3 (2016); 59-62
1729-2646
 
Language rus
eng
 
Relation http://www.dependability.ru/jour/article/view/167/330
http://www.dependability.ru/jour/article/view/167/331
Инструкция по организации обращения грузовых поездов повышенной массы и длины на железнодорожных путях общего пользования. Утверждено распоряжением ОАО «РЖД» №1704р от 28.08.12г. Москва, 2012, 64с.
Инфраструктура железнодорожного транспорта на участках обращения грузовых поездов повышенного веса и длины. Технические требования. Утверждено распоряжением ОАО «РЖД» №2412р от 25.11.10г. Москва, 2010, 37 с.
ГОСТ 2584-86 «Провода контактные из меди и ее сплавов. Технические условия». Москва, 1997, 9с.
ГОСТ 839-80 «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия». Москва, 1981г., 26с.
Васько Н.М., Козельский Н.П. Электровоз ВЛ80С. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1982 г., 454 с.
Базелян Э.М. Вопросы практической молниезащиты. М.: «ИМАГ», 2015, 208с.
Рудольф Карякин. Нормы устройства сетей заземления. М.: Энергосервис, 2006, 360с.
Правила устройства электроустановок ПУЭ. Издание 7. Утверждены приказом Минэнерго России №204 от 08.07.12г. Москва, 2012.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).