Труды КНЦ вып.15 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 2/2013(15))

Ранее в работах [2, 3] мы уже представляли результаты экспериментальных исследований по оценке распределения обратного тягового тока между рельсами и землей. Был определен и проанализирован спектральный состав тока в рельсах, а также установлен диапазон, в котором варьируется величина коэффициента защитного действия рельсов. На основании полученных экспериментальных данных проводился расчет наведенного напряжения на отключенной ЛЭП, проходящей вблизи участка железной дороги, для различных вариантов расположения места ремонта на линии. Экспериментальные исследования проводились в 2008 г. сотрудниками ЦФТПЭС КНЦ РАН. Для измерения токов в рельсах был выбран однопутный участок железной дороги дистанции Апатиты - Оленегорск в районе станций Хибины, Нефелиновые Пески и Имандра (рис.1). Электропитание участка двустороннее и производится от тяговых подстанций № 14 (г.Апатиты) и № 12 (г.Оленегорск) [2]. Для непрерывной регистрации изменяющихся токов в рельсах при прохождении составов по дистанции применялась система мониторинга, включающая в себя магнитоиндукционный датчик тока с усилителем, аналого­ цифровой преобразователь и портативный компьютер. Датчики тока устанавливались под рельсом. Регистрация токов выполнялась синхронно в трех различных точках исследуемого участка железной дороги. Из полученных данных были выбраны осциллограммы токов в рельсах для тех случаев, когда электроподвижные составы проходили участок железной дороги, где размещены датчики, с достаточно большим временным разрывом. Таким образом, анализ спектрального состава тока в рельсах проводился только в случаях, когда на участке находился один электровоз. В действительности на исследуемом участке железной дороги дистанции Апатиты - Оленегорск на различных расстояниях от тяговых подстанций могут находиться несколько электроподвижных составов, потребляющих различные токи. В связи с этим актуальной является задача экспериментального исследования спектрального состава тока тяговой сети при нахождении на участке нескольких составов. С этой целью из экспериментов, проведенных в 2008 г., был выбран случай, когда центральный и северный датчики одновременно зарегистрировали токи в рельсах двух товарных составов, двигающихся в северном направлении. На рис.1 указаны местоположения датчиков тока на дистанции Апатиты - Оленегорск. По данным измерений для двух выбранных составов были получены осциллограммы, показывающие общую картину изменений тока в рельсе (рис.2). Они обрабатывались в звуковом редакторе Cool Edit. Первая осциллограмма соответствует прохождению состава № 1 над северным датчиком, вторая осциллограмма - прохождению состава № 2 над центральным датчиком. Из рис.2 можно видеть, что основное питание электровоза состава № 1 поступает от тяговой подстанции № 12 г. Оленегорска, в случае электровоза № 2 - основное питание осуществляет тяговая подстанция № 14 г.Апатиты. При обработке сигналов с помощью быстрого преобразования Фурье (FFT) и фильтров был выявлен спектральный состав измеренных токов и определены амплитуды гармоник вплоть до 11-й. В табл.1 представлен спектральный состав токов в рельсах поезда № 1 (ток поступает от ТП № 12) и поезда № 2 (ток поступает от ТП № 14). 98