Вплив внутрішньої мінливості імпедансу рейки на функціонування залізничного транс-порту, електромагнітну сумісність і безпеку
DOI:
https://doi.org/10.15802/ecsrt2019/244925Ключові слова:
рейки, опір, індуктивність, індукція, блукаючий струмАнотація
У даній роботі представлені та обговорені експериментальні значення опору постійному і змінному струму і внутрішньої індуктивності рейкових ліній, отримані з різних джерел. Незважаючи на свою актуальність як елемент сполучення в усіх системах транспортування, ходові рейки рідко характеризуються своїми електричними параметрами.
Їх електрична поведінка має відношення до деяких електричних інтерфейсів і явищ, таких як визначення корисного напруги, мінливість часу наростання сигналів короткого замикання, паразитний струм, моделювання та налаштування рейкових кіл. Існують ситуації, в яких необхідні більш повні, точні і надійні моделі і розрахунки, в основному для забезпечення надійного функціонування системи, безпеки і оцінки ефективності. Це має на увазі не тільки наявність доступного діапазону значень електричних параметрів рейок, але і можливість враховувати їх мінливість в остаточному звіті про відповідність вимогам.
Таким чином, ця робота організувала і обговорила актуальність параметрів ходових рейок для визначення їх електричних характеристик як сучасної електричної транспортної системи (корисна напруга, напруга дотику, поведінка при короткочасному короткому замиканні, настройка і аналіз паразитних струмів і рейкових кіл), що відносяться до електромагнітної сумісності, експлуатації і продуктивності системи, а також безпеки.
Завдання. Представлення та обговорення впливу мінливості електричних параметрів рейок (постійний струм і опір, внутрішня індуктивність) на деякі електричні параметри, типові для сучасних транспортних систем. Методологія (методика). Результати. У статті зібрані доступні
довідкові дані для виміряних електричних параметрів ходових рейок, а також якісно і кількісно обговорюються чинники впливу на оцінку корисної напруги, напруги дотику, індукції, паразитного струму і моделювання рейкового кола. Наукова новизна. Практична цінність. Ця робота включає велику кількість бібліографічних посилань, обговорюються джерела даних вимірювань і представляються основні значення в табличних формах. Посилання на вихідні дані є максимально точними і повними.
Посилання
Railway Applications - Power supply and rolling stock - Technical criteria for the coordination between power supply (sub-station) and rolling stock to achieve in-teroperability [Text] / CENELEC EN 50388, 2012.
Brown, J. C. Calculation of remote short circuit fault currents for DC railways [Text] / J.C. Brown, J. Allan, B. Mellitt, // IEE Proceedings B. – 1992.– Vol. 139.– No. 4, July. –P. 289-294.
Brown, J. C. Calculation and measurement of rail impedances applicable to remote short circuit fault currents [Text] / J.C. Brown, J. Allan, B. Mellitt, // IEE Proceedings B. – 1992.– Vol. 139.– No. 4, July. –P. 295-302.
Pires, C. L. Second-order model for re-mote and close-up short-circuit faults cur-rents on DC traction supply [Text] / C. L. Pires, S. I. Nabeta, J. R. Cardoso // IET Power Electronics. – 2008.– Vol. 1.– No. 3, March. – P. 348-355.
Mariscotti, A. Induced voltage calculation in electric traction systems: simplified methods, screening factors and accuracy Text / A. Mariscotti // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. – 2011. – Vol. 12. – No. 1, March. – P. 201-210.
Ogunsola, A. Evaluation of stray current from a dc electrified railway with inte-grated electric-electromechanical modeling and traffic simulation [Text] / A. Ogunsola, L. Sandrolini, A. Mariscotti // IEEE Trans. on Industry Applications. – 2015. – Vol. 51. – No. 6, Nov. – P. 5431-5441.
Ogunsola, A. Estimation of Stray Current from a DC Electrified Railway and Im-pressed Potential on a Buried Pipe [Text] / A. Ogunsola, L. Sandrolini, A. Mariscotti // IEEE Trans. on Power Delivery. – 2012. – Vol. 27. – No. 4, Oct. – P. 2238-2246.
Cotton, I. Stray Current Control in DC Mass Transit Systems [Text] / I. Cotton, C. Charalambous, P. Aylott, P. Ernst // IEEE Transactions on Vehicular Technol-ogy. – 2005. – Vol. 54. – No. 2, March. – P. 722-730.
Zaboli, A. Evaluation and Control of Stray Current in DC-Electrified Railway Systems [Text] / A. Zaboli, B. Vahidi, S. Yousefi, M.M. Hosseini-Biyouki // IEEE Trans. on Vehicular Technology. – 2016. – Vol. 66 – No. 2, April. – P. 974-980.
Mariscotti, A. Mitigation of electromag-netic interference generated by stray cur-rent from a dc rail traction system [Text] / A. Mariscotti, A. Ogunsola, U. Reggiani, L. Sandrolini // IEEE Intern. Symp. on EMC Europe. – Sept. 17-21, 2012. – Ro-ma, Italy.
Mariscotti, A. Modeling of audiofrequen-cy track circuits for validation, tuning and conducted interference prediction Text / A. Mariscotti, M. Ruscelli, M. Vanti // IEEE Trans. on Intelligent Transportation Systems. – 2010. – Vol. 11. – No. 1, March. – P. 52-60.
CCITT. Directives concerning the protec-tion of telecommunication lines against harmful effects from electric power and electrified rail-way lines – Volume II [Text] / CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee). – Geneva, Switzerland, 1989.
Hill, R. J. Railway track transmission line parameters from finite element field mod-elling: series impedance [Text] / R. J. Hill, S. Brillante, P. J. Leonard // IEE Proc.: Electrical Power Applications. – 1999. – Vol. 146 – No. 6, Dec. – P 647-660.
D’Addio G. Sensitivity analysis of railway line impedance to variations of electrical and geometrical parameters [Text] / G. D'Addio, M. Fracchia, A. Mariscotti, P. Pozzobon // World Congress on Railway Research WCRR 99.– Oct. 19-23, 1999. – Tokyo, Japan.
Garg, R. Sensitivity Analysis of Charac-teristic Parameters of Railway Electric Traction System [Text] / International Journal of Electronics and Electrical En-gineering. – 2014. – Vol. 2 – No. 1, March – P 8-14.
Mariscotti, A. Resistance and internal in-ductance of traction rails: a survey [Text] / A. Mariscotti, P. Pozzobon // IEEE Trans. on Vehicular Technology. – 2004. – Vol. 53. – No. 4, July. – P. 1069-1075.
Mariscotti, A. Measurement of the Inter-nal Impedance of traction rails at 50 Hz [Text] / A. Mariscotti, P. Pozzobon // IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. – 2000. – Vol. 49. – No. 2, April. – P. 294-299.
Mariscotti, A. Measurement of the internal impedance of traction rails at audiof-requency [Text] / A. Mariscotti, P. Pozzo-bon // IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. – 2004. – Vol. 53. – No. 3, July. – P. 792-797.
Filippone, F. The Internal Impedance of traction rails for dc railways in the 1-100 kHz frequency range [Text] / F. Filippone, A. Mariscotti, P. Pozzobon // IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. – 2006. – Vol. 55. – No. 5, Oct. – P. 1616-1619.
Kennelly, E. Experimental researches on the skin effect in steel rails [Text] / E. Kennelly, F. H. Achard, S. Dana // Journal of the Franklin Institute. – 1916. – Aug.
Trueblood, H. M. Investigation of rail im-pedances [Text] / H. M. Trueblood, G. Wascheck // Electrical Engineering. – 1933. – P. 898-907.
Holmstrom, F. R. The model of conduc-tive interference in rapid transit signaling system Text / F. R. Holmstrom // IEEE Trans. on Industry Applications. – 1986. – Vol. 22. – No. 4, July. – P. 756-762.
Hill, R. J. Determination of rail internal impedance for electric railway traction system simulation [Text] / R. J. Hill, D. C. Carpenter // IEE Proc.: Electrical Power Applications. – 1991. – Vol. 138 – No. 6, Nov. – P 311-321.
Mariscotti, A. Simplified modelling of 2x25 kV AT Railway System for the solu-tion of low frequency and large scale problems [Text] / A. Mariscotti, P. Pozzo-bon, M. Vanti // IEEE Trans. on Power Delivery. – 2007. – Vol. 22. – No. 1, Jan. – P. 296-301.
Mariscotti, A. On the common mode to differential mode transformation of con-ducted disturbance in double track traction lines Text / A. Mariscotti // IEEE Intern. Conf. on Electrical Systems for Aircraft, Railways and Ships ESARS. – Oct. 17-19, 2012. – Bologna, Italy.
Carpenter, D. C. Railroad Track Electrical Impedance and Adjacent Track Crosstalk Modeling Using the Finite-Element Meth-od of Electromagnetic Systems Analysis [Text] / D. C. Carpenter, R. J. Hill // IEEE Trans. on Vehicular Technology. – 1993. – Vol. 42. – No. 4, Nov. – P. 555-562.
Kiesslieng F. Contact Lines for Electric Railways: Planning, Design, Implementa-tion, Maintenance [Text] / F. Kiessling, R. Puschmann, A. Schmieder, E. Schneider – Siemens, Publicis Corporate Publishing, 2009 – 994 p.
Kolar V. Measurement of current flowing through a rail with the use of Ohm’s method; determination of the impedance of a rail [text] / V. Kolář, P. Bojko, R. Hrbáč // Przegląd Elektrotechniczny. – 2013. – Vol. 89. – No. 6 – P. 118-120.
Rails [Electronic Resource] / Nippon Steel & Sumitomo Metal. – 2014 – URL: https://www.nssmc.com/product/catalog_download/pdf/K003en.pdf
Szychta, E. Application of 3D Simulation Methods to the Process of Induction Heating of Rail Turnouts [Text] / E. Szychta, L. Szychta, M. Luft, K. Kiraga // Infrastructure Design, Signalling and Security in Railway. – IntechOpen. – 2012.
SPG 0709 – Traction return, track circuits and bonding [Electronic Resource] / NSW Transport Rail Corp. – 2017. – URL: www.transport.nsw.gov.au/system/files/media/asa_standards/2017/spg-0709.pdf
Railway applications - Fixed installations - Electrical safety, earthing and the return circuit – Part 2: Provisions against the ef-fects of stray currents caused by dc trac-tion systems [Text] / CENELEC EN 50122-2, 2010.
Railway applications - Power supply and rolling stock — Technical criteria for the coordination between power supply (sub-station) and rolling stock to achieve in-teroperability [Text] / CENELEC EN 50388, 2013.
Du, G. Evaluation of Rail Potential Based on Power Distribution in DC Traction Power Systems [Text] / G. Du, D. Zhang, G. Li, C. Wang, J. Liu // Energies. – 2016. – Vol. 9. – No. 9, Sept. – P. 729.
Chen, T. H. Modelling, simulation, and verification for detailed short-circuit anal-ysis of a 1x25 kV railway traction system [Text] / T. H. Chen, R. N. Liao // IET Generation, Transmission and Distribu-tion. – 2016. – Vol. 10. – No. 5, Oct. – P. 1124-1135.
Havryliuk, V.I. Modeling of the traction current harmonics distribution in rails [Text] / V. I. Havryliuk // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, 2017. – №13. – С. 20-27.
Fichera, F. Evaluating Stray Current from DC Electrified Transit Systems with Lumped Parameter and Multi-Layer Soil Models [Text] / F. Fichera, A. Mariscotti, A. Ogunsola // 15th IEEE Region 8 Euro-Con 2013 Conference. – July. 1-4, 2013. – Zagreb, Croatia.
Railway applications - Compatibility be-tween rolling stock and train detection systems - Part 3: Compatibility with axle counters [Text] / CENELEC CLC/TS 50238-3, 2015.
##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).
