Завгородній, Олександр Вікторович2011-10-122011-10-122011Завгородній, О. В. Підвищення функціональної безпеки рейкових кіл шляхом забезпечення їх електромагнітної сумісності з тяговою мережею: авт. дис. к. т. н.: 05.22.20 / О. В. Завгородній; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. - Дніпропетровськ, 2011.УДК 656,259,12 З-13http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/811Захист - 27 жовтня 2011 р.UA: АНОТАЦІЯ. У дисертаційній роботі на основі виконаних теоретичних та експериментальних досліджень вирішене науково-практичне завдання підвищення функціональної безпеки рейкових кіл шляхом забезпечення їх електромагнітної сумісності з тяговою мережею, що дозволило підвищити безпеку руху поїздів на швидкісних магістралях. Вперше визначено параметри статистичного розподілу гармонійних завад тягового струму як нестаціонарного випадкового процесу, розроблено математичні моделі розподілу завад в РЛ, розподілу електромагнітного поля навколо рейки, математичну модель електромагнітного впливу тягової мережі на рейкові кола на дільницях зближення швидкісної магістралі з електротягою змінного струму з електрифікованою колією з тягою постійного струму при наявності екрануючого проводу. Результати роботи впроваджено на Придніпровській залізниці і використовуються при розробці методик випробування нових типів рухомого складу на електромагнітну сумісність з лініями залізничної автоматики, при переобладнанні залізниць для швидкісного руху нових типів електропоїздів, а також у навчальному процесі на кафедрі «Автоматика, телемеханіка та зв‘язок» Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту ім. акад. В.Лазаряна.RU: АННОТАЦИЯ. В диссертационной работе на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена научно-практическая задача повышения функциональной безопасности рельсовых цепей путем обеспечения их электромагнитной совместимости с тяговой сетью, что позволило повысить функциональную безопасность рельсовых цепей и вцелом устройств железнодорожной автоматики на скоростных магистралях. Рельсовые цепи функционируют в условиях мощных электромагнитных помех, механических нагрузок, загрязнения балласта, влияния погодных условий и других дестабилизирующих факторов. Помехи тягового тока могут вызвать опасный или мешающий сбой в их работе. Особенно это касается участков с ускоренным и скоростным движением поездов. Таким образом, повышение функциональной безопасности РЦ путем обеспечения их электромагнитной совместимости с тяговой сетью является актуальной научно-практической задачей. Целью диссертационной работы является повышения функциональной безопасности рельсовых цепей путем обеспечения их электромагнитной совместимости с тяговой сетью. Научная новизна результатов состоит в дальнейшем развитии существующих и разработке новых научно обоснованных подходов, которые позволили решить научно-практическую задачу повышения функциональной безопасности рельсовых цепей, а именно: впервые: определены параметры статистического распределения гармонических помех тягового тока как нестационарного случайного процесса, что позволило предложить процедуру определения вероятностных критериев функциональной безопасности рельсовых цепей; разработана математическая модель распределения гармонических помех в рельсовой линии двухпутного участка железной дороги с несколькими локомотивами в фидерной зоне, которая учитывает основные конструктивные и эксплуатационные параметры тяговой сети и рельсовых цепей, что позволило определить максимальные уровни помех в рельсовой линии в разных условиях работы и влияние электромагнитных помех на функциональную безопасность рельсовых цепей; разработана математическая модель распределения электромагнитного поля вокруг рельса при протекании в ней гармонических помех тягового тока, которая учитывает реальную конфигурацию сечения рельса и неравномерность распределения плотности тока в ней вследствие скин-эффекта, что позволило определить влияние электромагнитных помех на функциональную безопасность автоматической локомотивной сигнализации; разработана математическая модель электромагнитного влияния тяговой сети на рельсовые цепи на участках сближения скоростной магистрали с электротягой переменного тока с электрифицированной колеей с тягой постоянного тока при наличии экранирующего провода, что позволило научно обосновать повышение функциональной безопасности рельсовых цепей и эффективность их защиты от электромагнитных помех тяговой сети смежной колеи, предложить устройство и определить рациональную конфигурацию системы защиты РЦ. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований состоят в следующем. Усовершенствована методика экспериментальных исследований влияния помех от электроподвижного состава на РЦ, при которой одновременно измеряются помехи тягового тока на локомотиве и в рельсовой линии, что позволило провести статистический анализ помех и определить взаимные корреляционные функции между ними. Найдено, что амплитуды помех тягового тока с частотами 25, 420, 480, 520, 729, 780 Гц для почти стационарных процессов отвечают нормальному закону распределения, а для нестационарных процессов экспоненциальному. Определены параметры распределения гармоник для всех основных частот, которые используются в РЦ. В нестационарных процессах действующий ток помех с частотами 25±2 Гц в отдельные промежутки времени (продолжительностью ~1,6 с) повышался до 1,05 А. Определен характер распределения гармонических помех в РЛ двухпутного участка железной дороги с несколькими локомотивами в фидерной зоне. Определен характер распределения электромагнитного поля вокруг рельсовой линии при протекании в ней гармонических помех тягового тока. Определена рациональная по критерию максимального ослабления влияния помех на РЦ высота подвеса активного экранирующего провода над землей. Результаты работы внедрены на Приднепровской железной дороге и используются при разработке методик испытания новых типов подвижного состава на электромагнитную совместимость с линиями железнодорожной автоматики, при переоборудовании железных дорог для организации движения новых типов электропоездов, а также в учебном процессе кафедры «Автоматика, телемеханика и связь» Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта им. акад. В.ЛазарянаEN: SUMMARY. In the thesis the scientific and practical task of increasing of rail circuits functional safety by ensuring of their electromagnetic compatibility with a traction network has been carried out that allows to increase traffic safety of high-speed trains. For the first time parameters of statistical distribution of harmonious handicapes of a traction current as non-stationary casual process was determined, the mathematical model of distribution of harmonious handicapes in a rail line, the mathematical model of distribution of an electromagnetic field around of a rail and the mathematical model of electromagnetic influence of a traction network on rail circuits were developed. Results of work are used for carrying out of test procedure for new types of a rolling stock on electromagnetic compatibility with lines of railway signalization systems.uk-UAзалізнична автоматикажелезнодорожная автоматикаrail automationфункціональна безпекафункциональная безопасностьfunctional safetyрейкові коларельсовые цепиrail circuitsелектромагнітна сумісністьэлектромагнитная совместимостьelectromagnetic compatibilityКАТЗThesis