CC BY
564
Общетехнические и социальные проблемы
107
УДК 629.423.32
А. Ю. Попов
СНИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ НА ЛИНИИ ПИТАНИЯ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 6(10) кВ СО СТОРОНЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 27,5 кВ
Рассчитаны параметры схемы замещения трехфазных линий питания автоблокировки 6(10) кВ, расположенных на опорах контактной сети с полевой стороны, находящихся в зоне электромагнитного влияния со стороны тяговой сети переменного тока 27,5 кВ. На математических моделях определены значения напряжений и токов в нормальных и аварийных режимах работы линий 6(10) кВ при подключенных устройствах снижения влияния.
электромагнитное влияние, нетяговые потребители, тяговая сеть, линии электропередачи.
Введение
Высоковольтные трехфазные линии электропередачи 6(10) кВ питания нетяговых потребителей с изолированной нейтралью (далее -ЛЭП 10 кВ) предназначены для электроснабжения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
К особенностями ЛЭП 10 кВ автоблокировки относятся:
значительная длина ЛЭП 10 кВ;
питание ЛЭП 10 кВ через разделительный повышающий трансформатор;
большое разнообразие схем питания (двустороннее, встречноконсольное с секционированием в середине зоны, одностороннее); наибольшее распространение получила схема одностороннего питания ЛЭП 10 кВ;
подключение к ЛЭП 10 кВ рассредоточенных нагрузок малой мощности;
выбор сечения проводов ЛЭП 10 кВ исходя не из электрических нагрузок, а из механической стойкости и гололедной нагрузки;
работа ЛЭП 10 кВ в непосредственной близости от тяговой сети; для снижения капитальных затрат провода ЛЭП 10 кВ размещают на опорах контактной сети с полевой стороны.
Расположение проводов линий на опорах контактной сети с полевой стороны и значительная длина сближения обусловливают увеличение электромагнитного влияния со стороны тяговой сети на ЛЭП 10 кВ.
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
(ПЭ8цетехнические и социальные проблемы
В ЛЭП 10 кВ возможно появление напряжений, превышающих номинальное как в рабочих режимах, так и при отсутствии нагрузки. Это происходит под воздействием разных факторов: режимов работы источников питания;
режимов работы потребителей, подключенных к ЛЭП 10 кВ; величин наводимых напряжений от тяговой сети переменного тока; расстояний между проводами контактной сети и ЛЭП 10 кВ; наличия экранированных проводов; нелинейности тяговой нагрузки и т. д.
При повышенных напряжениях происходит ускоренное старение изоляции трансформаторов и другого электрооборудования, подключенного к ЛЭП 10 кВ.
Режимы работы ЛЭП 10 кВ имеют свои особенности. Для линии на холостом ходу при нормальной нагрузке и при аварийных режимах по-разному проявится электромагнитное влияние со стороны тяговой сети переменного тока 27,5 кВ.
1 Особенности работы смежной ЛЭП 10 кВ, находящейся в зоне электромагнитного влияния со стороны тяговой сети переменного тока 27,5 кВ
Смежная ЛЭП 10 кВ, расположенная в непосредственной близости от контактной сети переменного тока 27,5 кВ, испытывает электромагнитное влияние. По механизму влияния различают три вида: электрическое, магнитное и гальваническое [1]. Электрическое влияние появляется за счет электрического поля контактной сети переменного тока 27,5 кВ (влияющей линии), т. е. за счет емкостной связи между проводами контактной сети и проводами ЛЭП 10 кВ. Магнитное влияние обусловлено наведением ЭДС в замкнутых контурах при пересечении их переменным магнитным полем. Ток, протекающий в контактной сети 27,5 кВ, создает магнитное поле в окружающем пространстве, в контуре провод ЛЭП 10 кВ - земля переменным магнитным полем наводится ЭДС, величина которой определяется законом электромагнитной индукции. Г альваническое влияние возникает за счет токов, протекающих в земле на объектах, имеющих заземление.
Схема сближения контактной сети КС и смежной ЛЭП 10 кВ приведена на рис. 1, схема замещения - на рис. 2.
На рис. 1 и 2 обозначено:
a - ширина сближения контактной сети и ЛЭП 10 кВ; l - длина сближения;
Zi и Z2 - сопротивления на концах ЛЭП 10 кВ;
Zkc и ^кс - сопротивление взаимоиндукции и взаимная проводимость между контактной сетью и ЛЭП 10 кВ;
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
109
Zc и Yc - сопротивление и проводимость смежной ЛЭП 10 кВ; Uk и 1к - напряжение и ток в контактном проводе;
Ucx и /сх - напряжение и ток в смежной ЛЭП 10 кВ;
ZM - нагрузка контактной сети.
КС I к
Рис. 2. Схема замещения сближения контактной сети КС и смежной ЛЭП 10 кВ для расчета электрических влияний
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
Для схемы рис. 1 и 2 составлена система дифференциальных уравнений:
~Ua=ZKCII+ZcIa,
ах
~Ia=-YnP'+Y'Uer
ах
Из системы уравнений получены аналитические выражения для напряжения и тока в смежной ЛЭП 10 кВ [1], [2].
Из общих решений получены частные решения с простыми формулами, по которым можно рассчитать максимальные значения наводимых напряжений токами в контактной сети на смежную ЛЭП 10 кВ, появляющихся под воздействием электрического влияния контактной сети [2], [3]:
Г
ис = кс ■ с +с
Напряжение, наводимое током /к в контактной сети l на смежную ЛЭП 10 кВ, определится по выражению [3]:
U = ZKCIJ = -jaiMIJ = Ем,
где взаимная индукция М между контактной сетью и смежной ЛЭП 10 кВ рассчитывается по упрощенной формуле Поллячека:
М
1,78(2^10710)73
где приняты следующие обозначения:
а - расстояние между контактной сетью и смежной ЛЭП 10 кВ, м; ю - угловая частота, рад/с;
7з - удельная проводимость земли, См/м.
Схема замещения для расчетов взаимных влияний в одной фазе ЛЭП 10 кВ приведена на рис. 3. В этой схеме распределенные нагрузки индуктивности контактной сети и ЛЭП 10 кВ заменены сосредоточенными Lkc и ^лэп. Аналогично заменены и активные сопротивления. Ток /дэп в замкнутой цепи ЛЭП 10 кВ появляется из-за магнитного влияния, создаваемого током /Кс. Рис. 3 соответствует случаю, когда одна фаза линии заземлена с двух сторон.
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
111
Рис. 3. Схема замещения сближения контактной сети КС и смежной ЛЭП 10 кВ для расчета магнитных влияний
С достаточной для инженерных расчетов точностью модуль взаимной индукции можно определять по упрощенной формуле [4], [5]:
f
М = 1(Г4 In
где f - частота влияющего тока, Гц.
5 Л
1 +
V
6-10
Я2Уз/
2 Определение параметров ЛЭП 10 кВ, находящейся в зоне электромагнитного влияния со стороны тяговой сети переменного тока 27,5 кВ
При вычислении емкостей пользуются вспомогательным приемом, называемом методом зеркальных изображений зарядов [6]. Связь между зарядами и потенциалами выражается при помощи так называемых частичных емкостей (рис. 4).
Величины емкостей между проводами контактной сети и ЛЭП 10 кВ определяются по формуле:
C
КС D
ln
где D - расстояние между проводами, м;
гь г2~ радиусы проводов контактной сети и ЛЭП 10 кВ, м;
80 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума,
80 =8,85-10”9 Ф/км.
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
С
Рис. 4. Связь между зарядами и потенциалами проводов контактной сети и смежной ЛЭП 10 кВ
Средний радиус контактного провода определяется из выражения
А + Н
ri =
4
где А и Н - соответственно ширина и высота профиля провода.
Радиус несущего троса определяется из [7]. Среднее расстояние между контактным проводом и несущим тросом принимается, согласно [7], равным минимальному расстоянию между ними (0,95 м) плюс 1/3 максимальной стрелы провеса несущего троса.
Расчетные значения эквивалентного радиуса для контактной подвески М-95+МФ-100 следующие:
А = 12,8 мм, Н = 11,8 мм, Т\ = 6,15 мм, гт = 6,3 мм, Нкт = 1230 мм, гэ = 87,5 мм.
Активное сопротивление 1 км тяговой сети однопутного участка [8] гкс = 0,190 Ом/км, индуктивность Ькс = 1,588-10-3 Гн/км.
Емкость между проводами ЛЭП 10 кВ
_ 27Г80
с_ D ’ ln ^ r
где r - радиус проводов ЛЭП 10 кВ, мм;
Оср - расстояние между проводами, мм,
(1)
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
113
АР - рп' Аз ■ А
'13 ’
где D12, D23, D13 - расстояния между каждой парой проводов трехфазной
линии, мм.
Между проводами ЛЭП 10 кВ и землей
2тГ8п
С,
С 0
ln
2 h
r
(2)
где h - высота подвеса провода относительно земли, мм.
Расчетные значения для активного сопротивления и индуктивностей одного километра для ЛЭП 10 кВ, выполненной проводом АС-50, расположенной на опорах контактной сети, определяются из [3] и [7]:
r = 0,631 Ом/км, L = 9,075-10-3 Гн/км.
При наличии транспозиции величина наведенного напряжения в каждом проводе ЛЭП 10 кВ приблизительно одинакова и линейное напряжение не изменяется. Если линия смонтирована без транспозиции, то расстояние от каждого провода до источника электромагнитного излучения (контактной сети) не одинаково и линейное напряжение изменяется, что является более плохим режимом для подключенных к линии трансформаторов ОМ.
Значения емкостей для ЛЭП 10 кВ без транспозиции при высоте подвеса контактного провода 9 м над землей, проводов ЛЭП 10 кВ - 12 м, горизонтальном расположении проводов с расстоянием между соседними проводами 0,867 м, расстояниях от контактного повода до проводов ЛЭП 10 кВ фаз А, В и С - 5,83 м, 6,50 м и 7,37 м соответственно (данные для консоли типа КС-160) по выражениям (1) и (2) следующие:
СС = С12 = С23 = С31 = 10,245-10-9 Ф/км;
Ссо = С10 = С20 = Сзо = 8,003-10 9 Ф/км;
Скс1 = 9,840-10-9 Ф/км;
Скс2 = 9,651 •Ю-9 Ф/км;
Скс3 = 9,449-10-9 Ф/км;
Скс0 = 10,440•Ю-9 Ф/км.
В качестве нагрузки на ЛЭП 10 кВ используются однофазные трансформаторы типа ОМ-1,25. Для модели применена Т-образная схема замещения трансформатора [9], схема замещения учитывает также межобмоточную емкость трансформатора, которая определяется следующим образом:
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Обцетехнические и социальные проблемы
_ 27T8q/
Т In—
где l - высота катушки, мм;
Т\ - средний радиус наружной катушки, мм;
Г2 - средний радиус внутренней катушки, мм.
Основные электрические параметры и размеры трансформатора определены по каталогу [10]:
параметры цепи намагничивания Rm = 62 кОм, Lm = 1900 Гн; межобмоточная емкость Ст = 4,11*10 Ф.
3 Работа ЛЭП 10 кВ при отсутствии электромагнитного влияния со стороны тяговой сети переменного тока 27,5 кВ
Подробно режимы работы ЛЭП 10 кВ с изолированной нейтралью при отсутствии электромагнитного влияния со стороны тяговой сети 27,5 кВ (такой режим может возникнуть при отключении напряжения в контактной сети) рассмотрены в литературе [3], [11], [12].
Особенностью работы ЛЭП 10 кВ ВЛ СЦБ является выраженный емкостный характер нагрузок, вызывающий повышение напряжения в линии при ее включении.
Опасным режимом работы ЛЭП 10 кВ является режим дугового однофазного короткого замыкания [12], т. к. при перемежающейся дуге и небольших токах до 10 А возникают дуговые перенапряжения, значения амплитуды которых может достигать 3,5-4 значений фазного напряжения линии.
При увеличении тока замыкания дуговые перенапряжения снижаются. Это связано с тем, что дуга носит более устойчивый характер, а при больших токах вообще не обрывается. Основными факторами, определяющими максимум перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях, являются: напряжения на аварийной фазе в момент
первичного зажигания дуги, момент погасания дуги и напряжение повторного зажигания дуги.
Повышение перенапряжений при дуговом замыкании на землю обусловлено тем, что вторичный пробой происходит при ненулевом значении напряжения на нейтрали сети, которое зависит от условий гашения дуги после первого пробоя и составляет 0,5-1,4 фазного.
Максимальные величины перенапряжений возникают, если наблюдается погасание дуги. При быстром погасании дуги происходит заряд емкостей неповрежденных фаз до напряжения, превышающего фазное, и появляется напряжения на нейтрали. Последующие зажигания дуги в момент максимума напряжения аварийной фазы приводят к
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
115
поэтапному нарастанию напряжения на нейтрали и к перенапряжениям на неповрежденных фазах.
По условиям длительной работы линий в режиме однофазных коротких замыканий на время поиска и отключения поврежденного присоединения оперативным персоналом наиболее оптимальными являются сети с высокоомным заземлением нейтрали, где обычно используется резистор, создающий по условию эффективного ограничения дуговых перенапряжений и феррорезонансных явлений активный ток, равный емкостному (от 1 до 10 А).
Резистор подключается к сети с помощью трансформатора со схемой соединения обмоток «звезда» / «треугольник» одним из двух способов:
резистор включается между нулевой точкой обмотки высокого напряжения трансформатора и контуром заземления;
нейтраль обмотки высокого напряжения соединяют с землей, а резистор включается во вторичную обмотку «разомкнутый треугольник» трансформатора.
Также известны схемы [12], где вместо резистора подключается дугогасящий реактор или емкость.
Подключение этих схем по-разному влияет на режим напряжений ЛЭП 10 кВ с емкостным характером нагрузки линии, устройства могут быть подключены у источника питания и в конце линии (в случае консольного питания). Подключение устройств в начале линии практически не влияет на уровни напряжения у потребителей, подключенных к этой ЛЭП 10 кВ. Подключение устройства с емкостью в конце линии может существенно влиять на напряжения в ЛЭП 10 кВ [13], но возможно появление перенапряжений. Подключение устройства с резистором в конце линии позволяет избежать появления перенапряжений в линии.
4 Работа ЛЭП 10 кВ при электрическом влиянии со стороны тяговой сети переменного тока 27,5 кВ
Режимы работы ЛЭП 10 кВ при электрическом влиянии со стороны тяговой сети 27,5 кВ рассмотрены в литературе [1], [3].
Особенностью является то, что схема электроснабжения ЛЭП 10 кВ с изолированной нейтралью представляет собой систему, имеющую в нормальном режиме единственную гальваническую связь с землей - через первичную обмотку трансформатора напряжения, который устанавливается на подстанции после трансформатора СЦБ.
Трансформатор напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу, и мало нагружает источник питания из-за высокого индуктивноактивного сопротивления его первичной обмотки, что приводит к возможности резонансных явлений в колебательном контуре с индуктивностью трансформатора напряжения и емкостью ЛЭП 10 кВ.
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
Близкое расположение ЛЭП 10 кВ к тяговой сети приводит к увеличению напряжения из-за электрических и магнитных влияний, т. к. изменяются соотношения емкостей между проводами ЛЭП 10 кВ и контактной сети и коэффициенты взаимоиндукции.
Измерения, выполненные ДЭЛ Северной и Октябрьской железных дорог, показали, что на незагруженной ЛЭП 10 кВ наведенное фазное напряжение от контактной сети может достигать значений более 8 кВ.
Повышение напряжения на отключенной линии получается из-за резонанса между трансформатором напряжения и емкостью линии либо между трансформатором напряжения и емкостью проводов контактной сети к проводам линии. Для определения параметров, при которых возникает резонанс, построены математические модели.
Схема модели ЛЭП 10 кВ, находящейся в зоне электрического влияния со стороны контактной сети переменного тока с двухсторонним питанием, приведена на рис. 5. Время распространения электромагнитного поля вдоль линий намного меньше времени существенного изменения синусоидальных напряжения или тока между проводами линий, между проводами и землей, вдоль линии, поэтому в моделях линий распределенные параметры заменены сосредоточенными [1].
Рис. 5. Схема модели ЛЭП 10 кВ, находящейся в зоне электрического влияния со стороны контактной сети переменного тока
По заданию Департамента электрификации и электроснабжения ОАО РЖД в настоящее время в НИИЭФА-ЭНЕРГО выполняется разработка устройства снижения электромагнитного влияния (УСЭВ-25), принцип действия которого основан на результатах, изложенных в литературе [13], [14], со следующими отличиями: во вторичной обмотке «разомкнутый
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
117
треугольник», куда подключен резистор, выполнена установка устройств регулирования сопротивления резистора. Это позволяет менять параметры компенсации наведенных напряжений и тока нулевой последовательности при изменении параметров линии, например при изменении конфигурации сети 10 кВ: включении или отключении секционирования, переходе на встречно-консольное питание и т. д.
Математическое моделирование различных режимов работы ЛЭП 10 кВ в зоне электрического влияния со стороны тяговой сети переменного тока проводилось в пакете программ Matlab с помощью библиотеки электротехнических элементов SimPowerSystems и пакете Electronics Workbench. Трансформаторы ОМ подключаются через каждые два километра линии и создают неравномерную нагрузку линии.
Моделирование выполнялось для ЛЭП 10 кВ длиной 50 км при следующих режимах работы:
1) линия отключена от источника питания;
2) холостой ход - линия находится под рабочим напряжением (одностороннее питание), трансформаторы ОМ не нагружены;
3) режим номинальной нагрузки - линия находится под рабочим напряжением (одностороннее питание), трансформаторы ОМ - в режиме номинальной нагрузки;
4) режим однофазного короткого замыкания - линия находится под рабочим напряжением (одностороннее питание), трансформаторы ОМ - в режиме номинальной нагрузки, одна из фаз линии замкнута на землю.
Моделирование выполнено также при подключении двух устройств снижения электрического влияния по концам линий. Каждое устройство представляет собой трансформатор 10/0,4 кВ мощностью 25 кВА со схемой соединения обмоток «звезда» / «треугольник», нейтраль обмотки высокого напряжения трансформатора соединена с землей через конденсатор емкостью 6•Ю-6 Ф, а резистор сопротивлением до 10 Ом, регулируемый в сторону уменьшения своего значения в функции напряжения нулевой последовательности, включается во вторичную обмотку «разомкнутый треугольник» трансформатора.
В результате моделирования установлено, что в перечисленных режимах работы линий при подключении устройств наведенное напряжение снижается до уровня менее 1 кВ, а токи однофазных замыканий на землю не превышают 5 А.
5 Работа ЛЭП 10 кВ при магнитном влиянии со стороны тяговой сети переменного тока 27,5 кВ
Режимы работы ЛЭП 10 кВ при магнитном влиянии со стороны тяговой сети 27,5 кВ рассмотрены в литературе [1], [3].
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
ОбВцетехнические и социальные проблемы
Схема модели ЛЭП 10 кВ, находящейся в зоне магнитного влияния со стороны контактной сети переменного тока с двухсторонним питанием, приведена на рис. 6.
Рис. 6. Схема модели ЛЭП 10 кВ, находящейся в зоне магнитного влияния со стороны контактной сети переменного тока
Моделирование проводилось для условий, аналогичных ЛЭП 10 кВ при электрическом влиянии со стороны тяговой сети (см. п. 4). В результате моделирования установлено, что при подключении устройств снижения влияния наведенное напряжение снижается до уровня менее 1 кВ, а токи однофазных замыканий на землю не превышают 5 А.
Заключение
По рассчитанным параметрам схем замещения высоковольтных линий питания автоблокировки 10 кВ, расположенных на опорах контактной сети переменного тока с полевой стороны, с учетом распределенной емкостной нагрузки линии и подключенных устройств снижения влияния на математических моделях определены значения напряжений и токов в нормальных и аварийных режимах работы линий 10 кВ при электрическом и магнитном влияниях со стороны тяговой сети.
Моделирование показало, что снижение наведенных фазных напряжений эффективно достигается путем подключения к линиям устройства, состоящего из трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 25 кВА со схемой соединения обмоток «звезда» / «треугольник»; нейтраль трансформатора соединена с землей через конденсатор емкостью 6-10-6 Ф; во вторичной обмотке «разомкнутый треугольник» установлен регулируемый резистор сопротивлением до 10 Ом.
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
Общетехнические и социальные проблемы
119
Регулирование величины сопротивления резистора позволяет корректировать параметры устройства компенсации наведенных напряжений и тока нулевой последовательности при изменении параметров линии. При подключении устройств наведенное напряжение снижается до уровня менее 1 кВ, а токи однофазных замыканий на землю не превышают 5 А.
Полученные в результате моделирования данные возможно использовать для разработки методик и рекомендаций для проектных институтов по расчету параметров и для определения схем подключения устройств снижения влияния к линиям 6(10) кВ электроснабжения нетяговых потребителей при выполнении работ по реконструкции и новому строительству линий.
Библиографический список
1. Электромагнитная совместимость / М. П. Бадер. - М. : УМК МПС, 2002. -638 с. - ISBN 5-89035-065-X.
2. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К. Г. Марквардт. -М. : Транспорт, 1982. - 528 с.
3. Электроснабжение нетяговых потребителей железных дорог / М. П. Ратнер, Е. Л. Могилевский. - М. : Транспорт, 1985. - 295 с.
4. Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока. - М. : Транспорт, 1989. - 134 с.
5. Правила защиты устройств проводной связи от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока. - М. : Транспорт, 1977. - 44 с.
6. Теоретические основы электротехники. Т. 3 / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. - СПб. : Питер, 2003. - 377 с. - ISBN 5-94723-522-6.
7. Контактная сеть / Ю. И. Горшков, Н. А. Бондарев. - М. : Транспорт, 1990. -
399 с.
8. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 1 / ред. К. Г. Марквардт. -М. : Транспорт, 1980. - 256 с.
9. Теоретические основы электротехники. Т. 1 / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. - СПб. : Питер, 2004. - 463 с. - ISBN 5-94723-479-3.
10. Каталоги оборудования, изоляторов, арматуры, средств малой механизации, машин и механизмов, применяемых при электроснабжении железных дорог / ОАО РЖД. Департамент электрификации и электроснабжения. - М. : Трансиздат, 2004. - 508 с.
11. Электрические сети и энергосистемы / Р. И. Караев, С. Д. Волобринский, И. Н. Ковалев. - М. : Транспорт, 1988. - 326 с.
12. Методы и средства борьбы с замыканиями на землю в высоковольтных системах горных предприятий / В. И. Серов, В. И. Щуцкий, Б. М. Ягудаев. - М. : Наука, 1985. - 136 с.
13. Электромагнитная совместимость расположенных на опорах контактной сети проводов высоковольтных линий с системой тягового электроснабжения переменного тока / А. Б. Косарев, А. В. Симаков, А. Е. Вржесинский // Вестник ВНИИЖТа. - 2009. - № 1. - С. 3-9.
14. Свидетельство на полезную модель RU80146. Устройство электроснабжения высоковольтной линии автоблокировки в зонах электромагнитного влияния тяговых
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
ОЗЩетехнические и социальные проблемы
сетей переменного тока / Вржесинский А. Е., Косарев Б. И., Москвин С. Л., Попов Ю. Б., Симаков А. В., Хананов В. В. - http://www1.fips_serv1/fips_servlet.
Статья поступила в редакцию 02.04.2010;
представлена к публикации членом редколлегии А. Н. Марикиным.
УДК 629.4.063.7 Е. В. Самойлова
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ СМАЗЫВАНИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ТЯГОВЫХ РЕДУКТОРОВ ТЕПЛОВОЗОВ
В статье описана разработанная система смазывания зубчатых передач, позволяющая повысить эффективность работы тяговых редукторов тепловозов. Представлены некоторые результаты испытаний и расчеты.
смазочные материалы, зубчатые передачи, система смазывания, тяговый редуктор тепловоза.
Введение
Тяговые зубчатые колеса и шестерни являются теми элементами конструкции локомотивов, работоспособность которых надо повышать. Продолжительность исправной работы тягового редуктора в редких случаях превышает 1,5 млн км пробега вместо 2,5 млн км, необходимых по условию равнопрочности всех элементов колесной пары до капитального ремонта. Из статистических данных известно, что тяговые редукторы тепловозов с односторонней прямозубой зубчатой передачей изнашиваются примерно в два раза быстрее электровозных [1].
Зубчатая передача тягового редуктора тепловоза работает в тяжелых условиях, связанных с повышенным трением между зубчатыми колёсами вследствие интенсивного выдавливания смазочного материала из зоны контакта. Недостаточное количество смазки потенциально вызывает появление сухого трения, что ведёт к повышению температуры и износа подвижных сопряжений. Эти негативные моменты приводят к отказам зубчатых передач в виде выкрашивания, схватывания, изменения формы зубьев, излома, снижения КПД.
Технически грамотная система смазывания тяговых редукторов тепловозов, обеспечивающая постоянное присутствие смазочного материала в зубчатых сопряжениях, за счёт резкого снижения износа деталей позволит сократить простои из-за преждевременных замен или ремонтов деталей, повысить надёжность эксплуатации.
ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС
2010/2
