Порівняльний аналіз методів розрахунку імпедансу рейок типу Р65 колії 1520 мм в тональному діапазоні частот
DOI:
https://doi.org/10.15802/ecsrt2017/136818Ключові слова:
імпеданс рейки, тональні рейкові кола, метод Карсона, метод комплексного зображення, тональна частотаАнотація
Знання імпедансу рейки на змінному струмі в широкому діапазоні частот необхідно для розробки і моделювання тональних рейкових кіл, визначення розподілу зворотного тягового струму в рейках високошвидкісних залізниць, тестування нових типів рухомого складу на електромагнітну сумісність з рейковими колами і т.п.
Метою роботи є проведення порівняльного аналізу методів розрахунку імпедансу рейок типу Р65 колії 1520 мм на змінному струмі в діапазоні тональних частот.
Наведено короткий огляд результатів вимірювань імпедансу рейок на змінному струмі і розглянуто теоретичний опис частотної залежності імпедансу провідників розташованих над поверхнею землі з урахуванням електромагнітних втрат в поверхневому шарі грунту. Наведено математичну формулювання методу Карсона і методу комплексного зображення, запропонованого Дері із співаторами для визначення імпедансу ліній електропередачі. Опір рейок типу Р65 колії 1520 мм було розраховано з використанням методу Карсона і методу комплексного зображення. Внаслідок недостатньої кількості літературних даних по вимірах імпедансу рейок типу Р65 на змінному струмі, результати розрахунків для цього типу рейок були зіставлені з виміряними значеннями як для рейок типу Р65 колії 1520 мм, так і для рейок типу UIC 60 колії 1435 мм. Розраховані частотні залежності імпедансу рейок типу Р65 на змінному струмі в діапазоні частот Гц в якісному відношенні задовільно узгоджуються з літературними даними, наведеними для рейок типу UIC60.
Результати для рейок типу Р65 колії 1520 мм, розраховані за методом Карсона і методом комплексного зображення, відрізняються від довідкових даних, представлених в літературі, і ці відмінності збільшуються зі збільшенням частоти. Така поведінка може бути пов'язано з помилкою методів розрахунку, викликаної малою висотою рейок над поверхнею землі, що має електричні втратами і високою електропровідністю між рейками і грунтом.
Посилання
Mariscotti, A. Modeling of audiofrequency track circuits for validation, tuning, and conducted interference prediction /
A. Mariscotti, M. Ruscelli, M. Vanti // IEEE transactions on intelligent transportation systems. – 2010. – Vol. 11. – No. 1. – P. 52-60.
Havryliuk, V. I. Modelling of traction current influence on tonal frequency rail circuits. Electromagnetic compatibility and safety on railway transport. – 2011. – No 2. – P. 6-10.
Wen Huang. Study on Distribution Coeffi-cient of Traction Return Current in High-Speed Railway / Wen Huang, Zhengyou He, Haitao Hu, Qi Wang // Energy and Power Engineerings. – 2013. – No 5. – P. 1253–1258
Гаврилюк, В. І. Анализ электромагнитного влияния системы тягового электроснабжения на рельсовые цепи / В. І. Гаврилюк // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту. – 2003. – No 1. – P. 6-10.
Гаврилюк, В. І., Щека В. І., Мелешко В. В. Испытания новых типов подвижного состава на электромагнитную совместимость с устройствами сигнализации и связи / В. І. Гаврилюк, В. І. Щека, В. В. Мелешко // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспортую – 2015. – № 5(59). – С. 7-15.
Гаврилюк, В. И. // Нормы и методы испы-тания подвижного состава на электромаг-нитную совместимость с системами сигнализации и связи / В. И. Гаврилюк // ЭМС 2016.
Lin–Hai Zhao. Induction coupling between jointless track circuits and track–circuit–reader antenna / Lin–Hai Zhao, Wei–Shi Shi. // Progress in electromagnetics research. – 2013. – Vol. – 138. – P. 173-196.
Carpenter, D.C. Railroad track electrical impedance and adjacent track crosstalk modeling using the finite–element method of electromagnetic systems analysis / D.C. Carpenter, R. J. Hill // EEE transactions on vehicular technology. – 1993. –Vol. 42. – No. 4. – P. 555-560.
Hill, R. J. Rail Track Distributed Trans-mission Line Impedance and Admittance: Theoretical Modeling and Experimental Results / R. J. Hill, D.C. Carpenter / IEEE transactions on vehicular technology. – 1993. – Vol. 42. – No. 2. – P. 225-230.
Mariscotti, A. Measurement of the Internal Impedance of Traction Rails at 50 Hz / A. Mariscotti, P. Pozzobon // IEEE transac-tions on instrumentation and measurement. – 2000. – Vol. 49. – No. 2. – P. 294-299.
Mariscotti, A. Determination of the Electrical Parameters of Railway Traction Lines: Calculation, Measurement, and Reference Data / A. Mariscotti, P. Pozzobon // IEEE transactions on power delivery. – 2004. – Vol. 19. – No. 4. – P. 1538-1546.
Carson, J. R. Wave propagation in overhead wires with ground return / J. R. Carson // Bell Syst. Tech. J. – 1926. – Nr. 5. – P. 539-554.
Pollaczek, F. On the field produced by an infinitely long wire carrying alternating current / F. Pollaczek // Elekztrische Nachtrichten Technik. – 1926 .– Vol. III. – No. 9. – P. 339-359.
Wise, W. H. Propagation of High Frequency Currents in Ground Return Circuits / W. H. Wise // Proc. Inst. Radio Engrs. – 1934. – Nr. 22. –P. 522-527,
Wise, W. H. Effect of Ground Permeability on Ground Return Circuits / W. H. Wise // Bell Syst. Tech. J. – 1931. – Nr. 10. – P. 472–484.
Sunde, E. D. Earth conduction effects in transmission systems, 2nd ed. Dover Publications, 1968. – P. 99–139.
Gary, C. Approche comple`te de la propagation multifilaire en haute fre´quence par l’utilisation des matrices complexe / C. Gary // EDF Bull. de la direction des e´tudes et recherches Se´rie B. – 1976. – No. ¾. – P. 5-20.
Deri, A. The complex ground return plane. A simplified model for homogenous and multilayer earth return / A. Deri, G. Tevan, A. Semlyen, A. Castanheira // IEEE trans. on power systems. – 1981. – Vol. 100. – Nr. 8. – P. 3686-3693.
Rachidi, F. Transient analysis of multiconductor lines above a lossy ground / F. Rachidi, C. A. Nucci, M. Ianoz // IEEE trans. power delivery. – 1999. – Vol 14. – Nr. 1. – P. 294-302.
Аркатов, В. С. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник. – 3–е изд. / В. С. Аркатов, Ю. В. Аркатов, С. В. Казеев, Ю. В. Ободовский Изд–во «Миссия–М», 2006. – 496 с.
Yaw–Juen Wang. A Review of Methods for Calculation of Frequency–dependent Impedance of Overhead Power Transmission Lines // Yaw–Juen Wang, Shi–Jie Liu // Proc. Natl. Sci. Counc. ROC(A).– 2001. – Vol. 25. – No. 6. – P. 329-338.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
