Wybrane zagadnienia modelowania przepięć atmosferycznych jako źródeł zakłóceń w sieciach trakcyjnych

W artykule porównano przykładowe przebiegi napięć otrzymane w wyniku badań przeprowadzonych generatorem udaru kombinowanego o kształtach dla udaru napięciowego 1,2/50 µs i prądowego 8/20 µs z wynikami modelowania komputerowego sieci trakcyjnych. W tym celu zastosowano model generatora udaru kombinowanego i badanego odcinka sieci trakcyjnej zawierający: sieć trakcyjną i szynową uwzględniającą parametry elektryczne toru oraz modele elementów takich jak słup, izolator, odgromnik. Wymienione elementy analizowanego układu zgrupowano w postaci czwórników typu ? tworząc trzy modele czwórników zawierające odcinek sieci trakcyjnej, toru o długości 72 m oraz model słupa z izolatorem, odgromnikiem rożkowym i słup, do którego został doprowadzony udar z modelu generatora udaru kombinowanego. Z wybranych modeli elementów zbudowano układ do analizy zagrożenia przepięciowego sieci trakcyjnych. Podzielenie układu na odcinki o długości 72 m umożliwia dokładniejszą symulację oraz obserwowanie wyników analizy w dowolnie wybranych punktach. Badania symulacyjne prowadzono przy wykorzystaniu programu LTspice. W referacie uzasadniono konieczność podejmowania problemu skuteczności ochrony odgromowej urządzeń kolejowych. Przedstawione możliwości zastosowania wybranego programu mają charakter poznawczy. Zostaną one wykorzystane do dalszej analizy i oceny zagrożenia układów zasilających urządzenia sterowania ruchem kolejowym od przepięć pochodzenia atmosferycznego.

Pełny tekst (pdf)

[1] Budowa i poligonowe badania prototypowego systemu ochrony przed przepięciami z ogranicznikami warystorowymi. Etap 1. Zbadanie i określenie na drodze pomiarowej tłumienności przepięć przez sieć trakcyjną w funkcji drogi. Część 2. Badania laboratoryjne Etap 2. Badania terenowe określające optymalne odległości rozmieszczania warystorowych ograniczników przepięć. Praca nr 3889/10. Instytut Kolejnictwa Zakład Sterowania Ruchem Kolejowym i Teleinformatyki. Warszawa, czerwiec 2012 r. ©

[2] Głowacki K., Onderka E.: Sieci trakcyjne. EMTRAK s.c. 2002 r.

[3] Materiały udostępnione przez Biuro Energetyki Centrala PKP PLK S.A. Uszkodzenia elementów sieci trakcyjnej w latach 2005-2014. ©

[4] PN-EN 61000-4-5: 2010: Kompatybilność elektromagnetyczna. (EMC).- Część 4-5: Metody badań i pomiarów-Badanie odporności na udary.

[5] PN-EN 50121-4: 2008: Zastosowania kolejowe. Kompatybilność elektromagnetyczna. część 4. Emisja i odporność na zakłócenia urządzeń sygnalizacji i telekomunikacji.

[6] Poligonowe badania ochrony przeciwprzepięciowej z ogranicznikami warystorowymi. Część I. Sprawozdanie z pomiarów przeprowadzonych w warunkach poligonowych. Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny. Białystok, listopad 2010 r. ©

[7] Szeląg A.: Zagadnienia analizy i projektowania systemu trakcji elektrycznej prądu stałego z zastosowaniem technik modelowania i symulacji. Prace Naukowe, Elektryka z. 123, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002 r.

[8] Wróbel Z.: Possibility of the modelling of combination waves generators. Przegląd Elektrotechniczny, PL ISSN 0033-2097, R. 86 NR 9/2010, 289-292.

[9] Wróbel Z.: Computer modelling of lightning discharge threat to railway installations, Modern Electric Traction. Power Supply. Edited by Krzysztof Karwowski, Adam Szelag, Gdansk Uniwersity of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering. Gdańsk 2009 r.

[10] Wróbel Z., Ziemba Z.: Computer modelling of the railway electric traction cused by fast surges, Modern Electric Traction. Power Supply. Edited by Krzysztof Karwowski, Adam Szelag, Gdansk Uniwersity of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering. Gdańsk 2009 r.

[11] Wróbel Z.: Modelowanie wybranych elementów ochrony przepięciowej sieci trakcyjnych w analizie zagrożeń udarowych urządzeń sterowania ruchem kolejowym, Monografia 450. Praca Zbiorowa pod redakcją Adama St. Jagiełły. IŻYNIERIA ELEKTRYCZNA I KOMPUTEROWA. Elektrotechnika w zastosowaniach trakcyjnych. Politechnika Krakowska. Kraków 2014 r.