2.5.3. Влияние тока утечки из рельсов на опоры и
фундаменты контактной сети
Ток утечки из рельса выходит в грунт также через заземление, арматуру железобетонных или болты фундаментов металлических опор, где создаются анодные зоны. В этих местах наблюдается повышенный вынос ионов металла из металлических подземных сооружений, что приводит к интенсивной коррозии эксплуатируемых сооружений и снижению их долговечности. Схема протекания тока утечки из рельса приведена на рис. 2.17.
Рис. 2.17. Схема протекания тока утечки из рельса:
1 – фундамент; 2 – анкерный болт; 3 – опора; 4 – заземление; 5 – тяговый рельс
Для защиты опор и фундаментов разработаны различные технические мероприятия:
изоляция заземляющего провода от опоры и земли;
включение в рассечку заземляющего провода искровых промежутков;
изоляция анкерных болтов от опор и оснований металлических опор от фундаментов;
изолирующее покрытие (битум) заглубленной части железобетонных опор;
установка железобетонных опор в бетонных стаканах;
двойная изоляция гибких поперечин и др.
3. Качество электрической энергии.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
В любой электрической сети показатели качества электрической энергии (ПКЭ) в силу изменения нагрузки не остаются постоянными. В связи с этим Международный совет по стандартизации, метрологии и сертификации принял в качестве официального документа ГОСТ 13109-97, определяющий нормы качества электрической энергии [3].
Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии (точки общего при-соединения).
Под системой электроснабжения общего назначения понимается совокупность электроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей (приемников электрической энергии).
3.1. Качество электрической энергии и его показатели
Согласно требованиям стандарта [3] качество электрической энергии определяется качеством частоты и напряжения (рис. 3.1).
Качество частоты представляется отклонением частоты напряжения f. Отклонение частоты напряжения переменного тока в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты, для которого установлены следующие нормы: нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равны 0,2 и 0,4 Гц соответственно.
Качество напряжения оценивается следующими параметрами.
1. Отклонением напряжения, которое характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения. Приняты следующие нормы: нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения Uу на выводах приемников электрической энергии равны соответственно 5 и 10 % от номинального.
Показатели качества
электрической
энергии
Качество
частоты
Качество
напряжения
Норма КЭ
Рис. 3.1. Показатели качества электрической энергии
Названные показатели в точках общего присоединения устанавливаются в договорах.
2. Колебанием напряжения, которое характеризуются размахом изменения напряжения Ut и дозой фликера Pt.
Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения Ut в точках общего присоединения к электрическим сетям при колебаниях напряжения нормируются в зависимости от частоты повторения и составляют 10 % от номинального напряжения.
Предельно допустимое значение для кратковременной дозы фликера PSt равно 1,38 (интервал наблюдения – 10 мин), а для длительной дозы фликера PLt при тех же колебаниях напряжения равно 1,00.
Фликер – субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети, питающей эти источники.
3. Несинусоидальностью напряжения, которая характеризуется коэффициентами искажения синусоидальности кривой напряжения kU и n-й гармонической составляющей напряжения kU(n).
Нормально допустимое и предельно допустимое значения этих коэффициентов регламентируется стандартом [3].
4. Несимметрией напряжения, которая характеризуется коэффициентами несимметрии напряжения по обратной последовательности k2U и несимметрии напряжения по нулевой последовательности k0U.
Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии по обратной последовательности в точках общего присоединения к электрическим сетям равны 2 и 4 % соответственно.
По нулевой последовательности к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента также равны 2 и 4 % соответственно.
5. Провалом напряжения, который характеризуется длительностью провала напряжения tn, для него установлена следующая норма: предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электрических сетях напряжением до 20 кВ включительно равно 30 с.
Для других сетей провал напряжения определяется выдержками времени защиты и автоматики.
6. Импульсом напряжения, который характеризуется показателем импульсного напряжения Uимп. Значения импульсного напряжения для грозовых и коммутационных импульсов приведены в стандарте [3].
7. Временным перенапряжением, которое характеризуется коэффициентом временного перенапряжения kперU. Значения временного перенапряжения определены стандартом [3].
Если в течение 95 % времени суток (22 ч 48 мин), в которые осуществляется контроль качества электрической энергии, значение ПКЭ не выходит за пределы нормального, а остальные 5 % времени (1 ч 12 мин) не превышает предельно допускаемого, качество электроэнергии считается удовлетворительным.
В системе тягового электроснабжения переменного тока важнейшими показателями качества электрической энергии являются отклонение напряжения и коэффициенты несимметрии напряжений по обратной последовательности, искажения синусоидальности формы кривой напряжения и n-й гармонической составляющей напряжения.
В наибольшей степени изменение показателей напряжения проявляется в контактной сети, взаимодействующей с электрическим локомотивом.