Wybrane zagadnienia w modelowaniu zagrożenia piorunowego sieci trakcyjnych dla uszynień grupowych w układzie otwartym

• Autorzy: Wróbel Z.

Identyfikatory

DOI

DOI: 10.7862/re.2013.25

Warianty tytułu

EN

Chosen questions in modelling of lightening risk of catenary for the group connection to the rail in the open lay-out

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono model odcinka sieci trakcyjnej z uszynieniami grupowymi w układzie otwartym przy uwzględnieniu wymuszenia o kształcie 8/20 μs dla udaru prądowego i 1,2/50 μs dla udaru napięciowego. Do analizy przyjęto 54 sekcje uszynienia grupowego. W tym celu opracowano modele poszczególnych elementów układu: sieć trakcyjna, sieć szynowa, słup, izolator, odgromnik, udar. Zaprezentowano możliwości symulacji przy zastosowaniu programu LTspice i wykazano celowość podejmowania problemu ochrony przepięciowej sieci trakcyjnych i urządzeń sterowania ruchem kolejowym. Przedstawiono wyniki modelowania impulsowych zaburzeń elektromagnetycznych wywołanych wyładowaniami atmosferycznymi, które stanowią poważne zagrożenie dla pracy elektronicznych urządzeń sterowania ruchem kolejowym i telekomunikacyjnych. Rozeznane możliwości programu symulacyjnego z zastosowaniem przedstawionych modeli elementów sieci trakcyjnych mają charakter poznawczy i zostaną wykorzystane do dalszej analizy i oceny zagrożenia układów zasilających urządzenia srk powodowanych zwarciami i przepięciami pochodzenia atmosferycznego. Otrzymane wyniki symulacji komputerowych mogą stanowić narzędzie wspomagające pomiary i projektowanie ochrony przepięciowej.

EN

In the paper I spoke components of the model describing the accepted to the analysis system of the traction wires net with the group connection to the rail in an open system at an extortion current 8/20 µs and voltage's 1.2/50 µs. To the analysis, one section of the group connection to the rail containing 54 fragments was taken into account. For this purpose models of particular elements in the lay-out were worked out: contact line, rail return, tower, insulator, surge. I represented possibilities of the simulation at the utilization of the programme LTspice and I based the necessity of the treat of the problem of the lightning protection efficiency of railways devices. Analysed possibilities of the programme have the cognitive character and will be put-upon to further analysis and estimations of the threat of feeding parley of the rts devices caused by surges of the atmospherical origin. The results of the presented analysis that a credible simulation of the overvoltage protection can be used to choose adequate models of elements and a correct parameters estimation of the measurement and analysis.

Słowa kluczowe

PL

sieć trakcyjna; sieć szynowa; słup; izolator; odgromnik; udar

EN

lightning protection; catenary; group connection to the rail system; numerical modelling; simulations

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 33 [289]
• Strony: 335--348
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wróbel Z.

• PKP PLK S.A., Zakład Linii Kolejowych w Rzeszowie, 35-005 Rzeszów, ul. Batorego 26

Bibliografia

• [1] Bajorek J., Knott M., Wyderka S.: Efficiency of ZnO arrester models simulation of lightning overvoltages. 21st ICLP, BERLIN, Germany 1992, Pap. No. 5.07.
• [2] Białoń A., Kaźmierczak A., Zając W.: Opracowanie dopuszczalnych parametrów zakłóceń dla urządzeń srk, łączności i pojazdów trakcyjnych. Sprawozdanie końcowe. Praca 6915/23, CNTK, Warszawa 1999.
• [3] Budowa i poligonowe badania prototypowego systemu ochrony przed przepięciami z ogranicznikami warystorowymi. Etap 1. Zbadanie i określenie na drodze pomiarowej tłumienności przez sieć trakcyjną przepięć w funkcji drogi”. Praca nr 3889/10. Instytut Kolejnictwa Zakład Sterowania Ruchem Kolejowym i Teleinformatyki. Warszawa, listopad 2011r. ©.
• [4] Centrum Naukowo-Techniczne Kolejnictwa Zakład Sterowania Ruchem i Teleinformatyki - Doświadczalne badanie systemu uszynień grupowych ze zmodyfikowaną długością ciągłości elektrycznej (zbliżoną do długości szlaków tj.: 8-12 km), Etap1 Badania symulacyjne wyłączalności zwarć izolacji głównej sieci trakcyjnej z układem połączeń uszynień grupowych ze zmodyfikowaną długością sekcji. Zadanie nr 3568/10, Warszawa grudzień 2008©.
• [5] Centrum Naukowo-Techniczne Kolejnictwa Zakład Sterowania Ruchem i Teleinformatyki: - Doświadczalne badanie systemu uszynień grupowych ze zmodyfikowaną długością ciągłości elektrycznej (zbliżoną do długości szlaków tj.: 8-12 km) Etap 2 Sprawozdanie z badań wyłączalności zwarć izolacji głównej sieci trakcyjnej do uszynienia grupowego ze zmodyfikowaną długością sekcji. Praca nr 3568/10, Warszawa grudzień 2009 ©.
• [6] FFTSES User’s Manual: Fast Fourier Transforms, Safe Engineering Services & Technologies Ltd, Montreal, Canada, 1997.
• [7] Głowacki K., Onderka E.: Sieci trakcyjne. EMTRAK s.c. 2002.
• [8] Mazloom Z., Theethayi N., Thottappillil R.: A metod for interfacing lumped-circuit models and trasmission-line system models with application to railways. IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, Vol. 51, No 3. August 2009.
• [9] Paul C. R.: Introduction to Electromagnetic Compatibility. John Wiley & Sons, Inc. Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. Published simultaneously in Canada, 2006.
• [10] PN-EN 50121-4: 2008; Zastosowania kolejowe. Kompatybilność elektromagnetyczna. część 4. Emisja i odporność na zakłócenia urządzeń sygnalizacji i telekomunikacji.
• [11] PN-EN 61000-4-5: 2010; Kompatybilność elektromagnetyczna. (EMC).- Część 4-5: Metody badań i pomiarów. Badanie odporności na udary.
• [12] PN-EN 62305-1:2006 (U): Ochrona odgromowa – część 1. Wymagania ogólne.
• [13] PN-EN 62305-2:2006/AC: 2007(U): Ochrona odgromowa – część 2. Zarządzanie ryzykiem.
• [14] PN-EN 62305-4:2006 (U); Ochrona odgromowa – część 4. Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach budowlanych.
• [15] Poligonowe badania ochrony przeciwprzepięciowej z ogranicznikami warystorowymi. Część I. Sprawozdanie z pomiarów przeprowadzonych w warunkach poligonowych. Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny. Białystok, listopad 2010 ©.
• [16] Sowa A.: Ochrona odgromowa urządzeń oraz systemów elektronicznych przed narażeniami piorunowymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej. Białystok 2011.
• [17] 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.
• [18] Wróbel Z., Ziemba R.: Zastosowanie wybranych programów komputerowych w analizie zagrożeń przepięciowych urządzeń sterownia ruchem kolejowym cz. 1, 2. XII Ogólnopolska Konferencja Naukowa Trakcji Elektrycznej, II Szkoła Kompatybilności Elektromagnetycznej w Transporcie, Zakopane, 2006
• [19] Wróbel Z.: Computer modelling of lightning discharge threat to railway installation. Modern Electric Traction. Power Supply. Edited by Krzysztof Karwowski, Adam Szelag, Gdansk Uniwersity of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering. Gdańsk 2009.
• [20] Wróbel Z.: Possibility of the modelling of combination waves generators. Przegląd Elektrotechniczny, PL ISSN 0033-2097, R. 86 NR 9/2010.
• [21] Wróbel Z.: Modelowanie wybranych elementów ochrony przepięciowej sieci trakcyjnych w analizie zagrożeń udarowych urządzeń sterowania ruchem kolejowym. Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej; XV Ogólnopolska Konferencja Naukowa Trakcji Elektrycznej, VII Szkoła Kompatybilności Elektromagnetycznej w Transporcie, Zakopane, październik 2012.
• [22] Wróbel Z.: The railway devices modelling for the purpose of the lightning discharge analysis. Przegląd Elektrotechniczny, (vol 2013, No 3a), PL ISSN 0033-2097, R. 89 NR 3a/2013.