Задачи концепции защиты от перенапряжений инфраструктуры обеспечения движения поездов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Надежность, живучесть, безопасность

5

Надежность, живучесть, безопасность

УДК 656.25

Задачи концепции защиты от перенапряжений инфраструктуры обеспечения движения поездов

А. Д. Манаков, А. Б. Никитин, О. А. Наседкин, В. А. Шатохин Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»

Аннотация. На этапе широкого применения компьютерных и микропроцессорных устройств на железнодорожном транспорте сформулированы задачи концепции защиты инфраструктуры обеспечения движения поездов от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Ключевые слова: концепция; инфраструктура; опасные электромагнитные воздействия; перенапряжения; устройства защиты от импульсных перенапряжений.

1 Введение

Железнодорожный транспорт России представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества хозяйств, технологических подразделений и технических средств. Структурные изменения в открытом акционерном обществе «Российские железные дороги» (ОАО РЖД) позволяют перейти от управленческой деятельности «по хозяйствам» к комплексной инфраструктурной управленческой модели.

В инфраструктуру железнодорожного транспорта входят подсистемы обеспечения движения поездов: электрификации и электроснабжения (Э); автоматики и телемеханики (Ш); информатизации и связи (НИС).

Технологические объекты этих хозяйств расположены в узкой полосе железной дороги, рассредоточены по всей ее длине и подвержены воздействию атмосферного электричества. Отказы технических средств в подсистемах Э, Ш и НИС связаны с задержками поездов и приводят к большим экономическим потерям ОАО РЖД. Так, опасные отказы технических средств в подсистеме Ш могут спровоцировать аварии и привести к человеческим жертвам.

Высокое напряжение и большие тяговые и аварийные токи в подсистеме Э на участках с электрической тягой поездов опасно воздействуют на устройства подсистем Ш и НИС и оказывают на них мешающее влияние. Подсистема Э обеспечивает электрической энергией устройства подсистем Ш и НИС. Распределенные сети систем электроснабжения возвышаются над поверхностью земли и наиболее подвержены прямым ударам молнии. Сети электроснабжения являются направляющими системами для волн атмосферных перенапряжений. Такие перенапряжения воздействуют на все технические средства, подключенные к распределительным сетям электроснабжения. Технические средства подсистем Ш и НИС могут располагаться как в отдельных зданиях, так и в одном служебно-техническом здании.

Все подсистемы обеспечения движения поездов широко используют для управления, сбора, обработки, хранения и передачи информации персональные компьютеры и микропроцессорные устройства. В подсистеме Э это: системы учета электрической энергии, телемеханические системы управления и контроля объектами электроснабжения, системы защиты от токов короткого замыкания тяговых сетей; в подсистеме Ш - системы управления стрелками и сигналами: микропроцессорные централизации, компьютерные диспетчерские централизации, электронные системы автоблокировки, автоматизированные системы диспетчерского контроля; в подсистеме НИС - системы передачи данных и организации всех видов связи.

Микроэлектронные устройства снизили уровни допустимых перенапряжений, дей-

6

Надежность, живучесть, безопасность

ствующих на изоляцию устройств и на вводы устройств, за счет уменьшения междуэлектродного пространства, а также допустимых токов перегрузки (сверхток), действующих на вводы устройств, за счет уменьшения рабочей поверхности микроэлектронных компонентов. Традиционные методы и способы защиты технических средств и служебно-технических зданий от воздействий атмосферного электричества и коммутационных перенапряжений на железных дорогах России пришли в противоречие с допустимыми уровнями перенапряжений для микроэлектронных устройств. Для устранения этого противоречия требуется разработка новых нормативных документов, методов и средств защиты от перенапряжений.

Целью данной работы является постановка задач концепции защиты инфраструктуры обеспечения движения поездов от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

2 Воздействие перенапряжений на устройства

Атмосферное электричество в результате прямого удара молнии в тяговую сеть, высоковольтные линии (ВЛ) электроснабжения, рельсовую линию, а также в результате электростатической индукции электрически заряженных облаков и электромагнитной индукции тока молнии при близких разрядах молнии в землю и между облаками создает в электропроводных цепях напряжения и токи, которые опасно воздействуют на устройства инфраструктуры обеспечения движения поездов и оказывают на них мешающее влияние.

Опасные электромагнитные воздействия (ОЭМВ) - напряжения и токи в цепях устройств, вызывающие повреждение технических средств (пробой изоляции, тепловое и (или) динамическое разрушение вводов), а также поражение электрической энергией обслуживающего персонала [1].

Опасное воздействие на техническое средство - это такое воздействие, которое связано с появлением недопустимо высоких напряжений и (или) токов в цепях технических средств, вызывающих необратимые процессы и повреждения в этих средствах [2].

Мешающие электромагнитные влияния (МЭМВ) - напряжения и токи в цепях устройств, в результате действия которых происходит ложное срабатывание и сбои в работе устройств [1].

В результате ОЭМВ происходит пробой изоляции в обмотках реле и трансформаторов, кабельных или воздушных линиях; соединение линейных проводов; сообщение линейных проводов с корпусом; расплавление кристалла полупроводника (короткое замыкание цепи) или испарение рабочей поверхности полупроводника (разрыв цепи).

На рис. 1 показана схема участка железной дороги с электрической тягой поездов на переменном токе, где ТП - тяговая подстанция; Т1...Т4 - трансформаторы питания линейных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) типа ОЛ, ОМ, ЗНОЛ и ЗНОМ; РШ - релейный шкаф; Н, Ч, Ч1, Ч3, ... - светофоры системы микропроцессорной централизации (МПЦ); СП1 и СП2 - стрелочные приводы; ДГА - резервная электростанция (дизель-генераторный агрегат); ЛАЗ - линейно-аппаратный зал; ОУП - обслуживаемый усилительный пункт; ВЛ АБ 6(10) кВ - высоковольтная линия автоблокировки напряжением 6(10) кВ; ВЛ ПЭ 6(10) кВ - высоковольтная линия продольного электроснабжения напряжением 6(10) кВ; КЗ - место короткого замыкания контактного провода на рельс. Также на рис. 1 показаны: отрицательно заряженное грозовое облако, места прямых ударов молнии в ВЛ 110(220) кВ, ВЛ 6(10) кВ, контактный провод, ТП, ЛАЗ, пост МПЦ и ОУП; бегущие волны атмосферных перенапряжений на ВЛ 110(220) кВ и ВЛ 6(10) кВ; коэффициент магнитной связи (МР_К) обратного тягового тока в рельсах и магистрального кабеля связи. Величина бегущей волны атмосферных перенапряжений ограничена электрической прочностью изоляции ВЛ. Кроме того, на рис. 1 приведены зоны ответственности подсистем Э, Ш и НИС.

Из схемы на рис. 1 следует, что служебно-техническим зданиям (ТП, пост МПЦ, ЛАЗ, ОУП) требуется защита от прямых ударов молнии и от вторичных проявлений молнии в виде атмосферных перенапряжений. Тяговая подстанция и линейные транс-

Надежность, живучесть, безопасность

7

форматоры устройств ЖАТ должны иметь защиту от волн атмосферных перенапряжений, набегающих с линии. Контактная сеть экранирует устройства ЖАТ от прямых ударов молнии. Токи короткого замыкания в тяговой сети наводят продольные (провод-земля) перенапряжения в жилах магистрального кабеля и кабеля связи поста МПЦ с напольными устройствами ЖАТ, что приводит к отказам контроллеров управления напольными устройствами ЖАТ и контроллеров связи системы диспетчерского контроля.

Схема воздействия волн атмосферных перенапряжений на обмотку трансформатора при электростатической индукции заряженных грозовых облаков показана на рис. 2.

Высоковольтная обмотка (ВВО) трансформатора типа ОМ (однофазный масляный) подключается к нижним проводам высоковольтной линии (ВЛ) автоблокировки напряжением 10 кВ. При электростатической индукции заряженных грозовых облаков через несовершенную изоляцию ВЛ на проводах накапливаются заряды противоположного знака, например, положительные заряды, которые электрически связаны с зарядом облака.

После разряда облака в землю или в смежные облака заряды на проводах освобождаются из связи с облаком и в виде волн атмосферных перенапряжений распространяются по ВЛ [3]. Учитывая, что расстояние между проводами мало по сравнению с расстоянием до грозового облака, несущего заряд, и что условия по изоляции проводов примерно равные, индуктированные напряжения и волны на ВЛ будут почти одинаковы по величине. Перенапряжения будут действовать между проводом каждой фазы и землей (uL1-3, uL2-3, uL3-3). Напряжения между проводами (UL1-L2, UL2-L3, UL1-L3) близки к нулю.

Для защиты изоляции трансформаторов устанавливают разрядники Р1 и Р2 (см. рис. 2) (например, РВП-10 - разрядники вентильные подстанционные), которые имеют разброс характеристик и срабатывают не одновременно. Например, если первым сработал разрядник Р1, то заряды с провода L1 стекают в землю, и между проводами L1 и L2 возникает разность потенциалов, которая в виде напряжения uL1-L2 прикладывается к высоковольтной обмотке трансформатора ОМ. Ско-

рость нарастания напряжения (duL1-L2/dt) определяется временем срабатывания разрядника Р1 ^вкл.Р1).

Форма напряжения, действующая на высоковольтную обмотку трансформатора, показана на рис. 3 в виде заштрихованного треугольника MNK.

На время включения разрядника Р1 напряжение в точке А (т. А) (см. рис. 2) будет снижаться со скоростью уменьшения напряжения на участке MN (см. рис. 3) до величины остающегося напряжения сработавшего разрядника. Таким образом, к началу высоковольтной обмотки - точка X (т. X) по отношению к концу высоковольтной обмотки - точка А (т. А) (см. рис. 2) будет приложен импульс напряжения треугольной формы MNK с крутым фронтом, определяемым временем срабатывания разрядника Р1.

При условии, что разрядник Р2 срабатывает первым, напряжение с крутым фронтом будет приложено к концу высоковольтной обмотки - т. А (по отношению к началу - т. X).

Из рассмотренного примера следует, что продольные перенапряжения, действующие между проводом и землей, при срабатывании разрядников защиты изоляции трансформатора, установленных на его входе, преобразуются в поперечные перенапряжения с крутыми фронтами, действующими между проводами на вход трансформатора.

В результате воздействия поперечных перенапряжений (между проводами) в слоях высоковольтной обмотки происходит неравномерное распределение напряжения по длине слоев обмотки, возникают градиенты перенапряжений, которые пробивают изоляцию высоковольтной обмотки и выводят трансформатор из строя [4].

Рассмотренный процесс срабатывания средств защиты изоляции устройств и линий от перенапряжений показывает, что из-за несовершенства технических характеристик защиты от перенапряжений (разброс параметров по времени срабатывания) происходит преобразование продольных перенапряжений (провод-земля) в поперечные перенапряжения (провод-провод) с крутыми фронтами, обладающие высокой проникающей способностью. Поперечные перенапряжения на уровне рабочих сигналов приводят к

8

Надежность, живучесть, безопасность

нарушению алгоритма работы устройств и являются помехами. При разработке технических средств для защиты от помех должны использоваться экраны и фильтры.

При близких разрядах молнии в землю и между облаками магнитное поле тока молнии смещает свободные носители зарядов в проводящей среде к одной стороне проводника, тем самым создавая разность потенциалов на концах проводника, которая называется продольной электродвижущей силой

(ЭДС). При этом напряжение на концах проводников по отношению к земле равно половине продольной ЭДС. Так как расстояние между проводниками одной цепи мало, по сравнению с расстоянием до канала тока молнии, то продольные ЭДС, наводимые на разных проводниках одной цепи, будут примерно одинаковые. В дальнейшем процесс преобразования продольных перенапряжений в поперечные перенапряжения аналогичен процессу, рассмотренному на рис. 3.

ч++'+ + ++Т+

UL3-3

UL2-3

Ul 1-3

Земля

(РВП-10)

Рис. 2 Схема воздействия волн атмосферных перенапряжений на высоковольтную обмотку трансформатора ОМ

Надежность, живучесть, безопасность

9

3 Задачи концепции защиты от перенапряжений

Концепция - это определенный способ понимания, толкования каких-либо процессов, единый замысел и руководящая идея их развития и освещения [5].

Концепция защиты объектов инфраструктуры обеспечения движения поездов от атмосферных и коммутационных перенапряжений - это система цели, задач, принципов и основных направлений работ на заданный период, определяющих приоритеты, средства и пути решения проблемы защиты.

Концепция защиты объектов инфраструктуры обеспечения движения поездов от перенапряжений должна включать: организационные меры; нормативную базу; методическое обеспечение; типовые материалы проектирования; технические средства; обучение персонала; техническую эксплуатацию; составляющие основных затрат.

Организационные меры предполагают: создание единой дирекции инфраструктуры обеспечения движения поездов; диспетчеризацию управления технической эксплуатацией инфраструктуры; создание общей службы метрологического обеспечения; создание единых испытательных центров средств и систем защиты от перенапряжений; создание единых дорожных мобильных высоковольтных комплексов для испытаний эффективности защиты от перенапряжений и заземлите-лей на реальных объектах.

Нормативная база должна обеспечиваться разработкой:

■ требований к изоляции и токонесущей способности кабелей, оборудования и вводов устройств;

■ норм испытательных воздействий токов молнии, атмосферных и коммутационных перенапряжений для различных зон электромагнитной обстановки, согласно зонной концепции защиты устройств от перенапряжений [6];

■ импульсных норм молниезащитных заземлений;

■ норм по применению внешней молниевой защиты объектов инфраструктуры обеспечения движения поездов;

■ требований к системам защиты для районов с различной грозовой активностью.

Необходимо переработать существующие нормативные документы по защите от перенапряжений с учетом современных представлений о характеристиках молнии. Так как длительные разряды молнии переносят заряды, против которых современные средства неэффективны, нужно создавать новые методы защиты:

■ активную защиту вводов питания через управление источниками электропитания с использованием системы локации гроз;

■ защищенные подходы к трансформаторам питания;

■ системы защиты от перенапряжений с использованием защитных свойств линий и функциональных или дополнительно установленных трансформаторов.

Методическое обеспечение этих систем включает разработку методики испытаний:

■ систем защиты от перенапряжений в испытательных центрах;

■ систем защиты на реальных объектах с помощью мобильных высоковольтных комплексов;

10

Надежность, живучесть, безопасность

■ импульсных характеристик заземлите-лей с помощью мобильных высоковольтных комплексов.

Типовые материалы проектирования должны отражать:

■ применение средств защиты от перенапряжений с учетом интенсивности движения поездов и риска потерь при отказе устройств от воздействия перенапряжений для разных категорий железных дорог (В - высокая эффективность защиты рекомендуется для дорог с особо интенсивным движением и высокой грозовой активностью; С - средняя эффективность защиты - для дорог с интенсивным движением поездов и низкой грозовой активностью; Д - допустимая эффективность защиты - для малоинтенсивных линий, где отказы средств защиты и устройств не приводят к значительным экономическим потерям, связанным с задержками поездов);

■ использование различных средств защиты в зависимости от продолжительности гроз и характеристик молний в рассматриваемом районе, при этом для сбора статистических данных о молнии - частоте ударов в землю, силе тока, полярности разрядов -следует применять автоматические радиотехнические системы локации гроз;

■ применение для особо ответственных объектов системы слежения за перемещением грозовых фронтов с переходом на резервное питание от автономных источников при близких грозовых разрядах.

Технические средства включают широкий спектр:

■ устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) защищаемых устройств с рабочим напряжением до 1000 В (фирмы: DEHN, HAKEL, ERICO, PHOENIX, и др );

■ устройств защиты изоляции высоковольтных цепей (более 1000 В) - разрядников, ограничителей перенапряжений (ОПН), длинноискровых разрядников.

Средства защиты на высоковольтных линиях и на вводах питания устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи должны быть объединены в системы защиты, а согласование каскадов защиты необходимо проводить путем машинного моделирования.

Система устройств защиты от перенапряжений - скоординированная система правильно подобранных и установленных устройств защиты от перенапряжений, предназначенных для снижения числа отказов электрических и электронных систем [7].

Для обучения персонала требуется подготовить учебные пособия по созданию систем защиты от перенапряжений с использованием компьютерного эксперимента; в дисциплины специальности 190901.65 «Системы обеспечения движения поездов» ввести лекции по защите устройств от перенапряжений; слушателей Института повышения квалификации знакомить с новыми достижениями в области защиты от перенапряжений.

При технической эксплуатации устройств предлагается:

■ применять метод технического обслуживания средств защиты от атмосферных перенапряжений по фактам воздействия молнии, а не ежегодно перед грозовым сезоном, при этом характеристики воздействия молнии следует определять с помощью систем локации гроз;

■ проводить удаленный мониторинг состояния и количества срабатываний устройств защиты от перенапряжений с возможностью телемеханического управления резервом защиты;

■ использовать для обоснования требования к защите от молнии на участках с высокой грозовой активностью статистические данные системы локации гроз;

■ управлять источниками питания устройств с переключением на резервные автономные источники питания при близких грозовых разрядах, при этом степень опасности атмосферного электричества определять системой локации гроз.

К составляющим основных затрат следует отнести:

■ создание испытательных центров средств и систем защиты отдельно по воздействию молнии и по воздействию токов короткого замыкания в тяговых сетях;

■ создание дорожных мобильных высоковольтных испытательных комплексов на базе вагона-лаборатории;

■ переработку существующих нормативных документов и создание объединенных

Надежность, живучесть, безопасность

11

документов по защите от атмосферных и коммутационных перенапряжений объектов и устройств инфраструктуры обеспечения движения поездов;

■ разработку новых документов, например, по расчету рисков дорог при отказах устройств в результате воздействия перенапряжений;

■ создание электронного банка компьютерных моделей объектов инфраструктуры для проведения компьютерного моделирования систем защиты от перенапряжений.

Разрабатываемая концепция защиты объектов инфраструктуры должна предусматривать воздействие на перенапряжения в источнике, канале распространения, на вводе и в самом устройстве.

Линии и трансформаторы для волн перенапряжений являются устройствами функциональной защиты. В линии проявляется поверхностный эффект для высокочастотных составляющих волн перенапряжений. Обмотки трансформаторов обладают индуктивностью рассеивания, межслоевой емкостью и емкостью на корпус, который заземляется. Магнитопровод трансформаторов обладает магнитной вязкостью и насыщением. При насыщении магнитопровода резко уменьшается количество энергии, передаваемой во вторичную обмотку трансформатора. Эффект магнитной вязкости состоит в том, что подвижность доменов магнитного материала различна. При определенной скорости нарастания тока намагничивания не все домены успевают ориентироваться по полю, создаваемому током намагничивания, при этом индуктивность намагничивания трансформатора уменьшается.

Предлагается в каналах распространения энергии перенапряжений создавать системы защиты от перенапряжений, в которых бы учитывались защитные свойства функциональных линий и трансформаторов (функциональная защита), и дополнительную защиту в виде устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Для высокой эффективности таких систем защиты их элементы должны быть согласованы по пропускной способности по заряду (току) и остающемуся напряжению на средстве защиты, допустимому для следующего каскада защиты или

для защищаемых устройств. Согласование элементов функциональной и дополнительной защиты предлагается проводить с помощью компьютерного эксперимента.

Эксперимент предполагает выбор среды моделирования (PSpice, Simulink и т. п.) или метода анализа электрических схем. Другим условием является создание электронной базы компьютерных моделей объектов инфраструктуры при условии воздействия энергии атмосферных и коммутационных перенапряжений. Оценивать адекватность разработанных компьютерных моделей необходимо в испытательных центрах, способных создавать воздействия, аналогичные воздействию энергии атмосферных перенапряжений и токов и переходных процессов в тяговой сети и на ВЛ при аварийных режимах.

Разработка систем защиты от перенапряжений объектов инфраструктуры предполагает знание основ моделирования на компьютере и выбранной среды моделирования, физики процессов, происходящих в защищаемых устройствах и элементах защиты при воздействии предельных величин скоростей изменения характеристик энергии перенапряжений. При действии таких энергий проявляются эффекты близости, поверхностный, эффект насыщения и вязкости магнитных материалов. Создание базы знаний компьютерных моделей объектов инфраструктуры позволит широко использовать компьютерный эксперимент для разработки систем защиты от перенапряжений.

Современные знания о молнии показывают, что ее характеристики многообразны: полярность разряда, величины зарядов, амплитуда и скорость нарастания тока и т. д. Современные технические средства дают возможность получать характеристики молнии в реальном масштабе времени по мере созревания и движения грозового фронта. Системы локации гроз позволяют определять основные характеристики молний на расстоянии до 200 км с ошибкой по расстоянию до 1 км. Создание такой системы на железнодорожном транспорте даст возможность определить наиболее активные по воздействию грозы участки железной дороги и обосновать требования к защите от атмосферных перенапряжений на таких участках.

12

Надежность, живучесть, безопасность

Знания о характеристиках гроз будут способствовать реализации метода обслуживания средств защиты от грозовых перенапряжений по факту воздействия. После прохождения грозового фронта с определенными характеристиками эксплуатационная бригада осматривает объекты и измеряет характеристики средств защиты без их отключения, например, при помощи тепловизора. Это необходимо делать и потому, что токи утечки ограничителя перенапряжения (ОПН) на ВЛ, которые выше нормы, создают поле помех, мешающее работе систем радиосвязи, все более широко применяющихся для построения систем управления движением поездов и в системах учета электроэнергии.

Система локации гроз позволяет реализовать активный метод защиты вводов питания устройств инфраструктуры обеспечения движения поездов при близких грозовых разрядах. На время прохождения грозового фронта с опасными характеристиками разрядов устройства подсистем Ш и НИС отключаются от внешних фидеров питания энергоснабжения и переходят на питание от автономных источников - устройств бесперебойного питания или дизель-генераторного агрегата. При этом ВЛ рассматриваются как антенны, принимающие прямые удары молнии и индуцированные перенапряжения при электростатической индукции грозовых облаков и при электромагнитной индукции близких грозовых разрядов в объекты и землю.

Создание системы удаленного мониторинга характеристик средств защиты и телемеханического управления резервом средств защиты позволит снизить затраты на техническую эксплуатацию защиты от перенапряжений и повысить надежность работы устройств и инфраструктуры перевозочного процесса.

Здания и сооружения, где располагаются компьютеры и микропроцессорные устройства, должны иметь защиту от прямых ударов молнии (внешняя защита) и от вторичного проявления молнии (внутренняя защита). К таким зданиям и сооружениям должны предъявляться единые требования независимо от подсистем инфраструктуры обеспечения движения поездов.

В каждой подсистеме есть специфичные задачи защиты объектов и персонала от пе-

ренапряжений. Конструкция заземлителей тяговых подстанций имеет особенности построения (сеточные заземлители) с учетом больших величин токов короткого замыкания. Такие задачи защиты от перенапряжений должны найти отражение в документах концепции защиты от перенапряжений объектов инфраструктуры. Подсистема Э имеет протяженные высоковольтные линии и контактные сети, расположенные выше объектов подсистем Ш и НИС. В качестве поддерживающих конструкций таких линий чаще используются железобетонные опоры, которые внутри имеют металлические стержни, связанные с землей. На таких опорах наиболее вероятно скопление зарядов при электростатическом влиянии грозовых облаков и прямой удар молнии в опору. После удара молнии в опору происходит перекрытие изоляции и распространение волн перенапряжений по контактному проводу и ВЛ. Объекты подсистемы Э наиболее часто подвергаются прямым ударам молнии. Контактная сеть защищает от прямых ударов молнии объекты, расположенные ниже, и для объектов подсистем Ш и НИС создает зону защиты ОВ в соответствии с зонной концепцией защиты от перенапряжений [6].

Объединение подсистем Э, Ш и НИС в инфраструктуру обеспечения движения поездов позволяет направить усилия хозяйств на решение проблемы по защите объектов и устройств инфраструктуры от воздействия атмосферных и коммутационных перенапряжений на этапе широкого применения на железнодорожном транспорте микроэлектронных устройств для управления, хранения, обработки и передачи информации. Единое руководство инфраструктурой даст возможность согласовать интересы ранее разрозненных подсистем Э, Ш и НИС. Например, до структурных изменений устройства защиты от перенапряжений, устанавливаемые на высоковольтных линиях 6 (10) кВ, всегда решали только вопросы защиты изоляции высоковольтного оборудования (трансформаторов, разъединителей и др.). Подсистемы Ш и НИС организовывали защиту от перенапряжений на вводах питания своих устройств.

Надежность, живучесть, безопасность

13

Инфраструктурные изменения позволят создавать высокоэффективные и надежные системы защиты от перенапряжений, объединяющие устройства защиты, ранее разделенные ведомственными интересами подсистем.

4 Заключение

Реализация задач концепции защиты объектов инфраструктуры обеспечения движения поездов с помощью единого методологического подхода позволит:

■ решить проблему защиты объектов и персонала от грозовых и коммутационных перенапряжений на этапе широкого применения компьютеров и микропроцессорных устройств;

■ реализовать метод технического обслуживания объектов и средств защиты по факту воздействия молнии, характеристики которых определяются по системе локации гроз;

■ реализовать активный метод защиты вводов питания объектов, при котором на время близких опасных грозовых разрядов объекты отключаются от внешних фидеров питания и переходят на автономные источники бесперебойного питания;

■ создать высоконадежные системы защиты от перенапряжений (согласование элементов систем защиты предлагается проводить с помощью моделирования, а точечную оценку адекватности компьютерных моделей - с помощью эксперимента на физических моделях в специализированных испытательных центрах, при этом элементы

защиты, относимые ранее к разным подсистемам, должны быть объединены в единой системе защиты);

■ преодолеть ведомственные интересы подсистем, при которых, например, подсистема электрификации и электроснабжения, решая задачу защиты изоляции высоковольтного оборудования (разъединителей, трансформаторов и др.), не учитывала интересы подсистем автоматики и телемеханики, информатизации и связи, защищающих микроэлектронные устройства, подключенные к той же высоковольтной линии.

Библиографический список

1. Бадер, М. П. Электромагнитная совместимость / М. П. Бадер. - Москва : УМПК МПС, 2002. - 638 с.

2. Кравченко, В. И. Грозозащита радиоэлектронных средств : справочник / В. И. Кравченко. - Москва : Радио и связь, 1991. - 264 с.

3. Основы электротехники / К. А. Круг, А. И. Даревский, Г. В. Зевеке и др.; под ред. К. А. Круга. - Москва-Лениград : Госэнергоиз-дат, 1952. - 422 с.

4. Геллер, Б. Импульсные процессы в электрических машинах / Б. Геллер, А. Веверка. -Москва : Энергия, 1973. - 440 с.

5. Словарь иностранных слов. - Москва : Русский язык, 1981. - 624 с.

6. Концепция защиты устройств железнодорожной автоматики и телемеханики от перенапряжений / А. Б. Никитин, О. А. Наседкин, А. Д. Манаков, В. А. Шатохин // Ж.-д. трансп. Сер. «Сигнализация и связь». ЭИ/ЦНТИ. -2006. - Вып. 3. - С. 1-25.

7. IEC 62305-1, Ed. 1: Protection against lightning - Part 1: General principles, 2010. - 67 p.