Comparative Analysis of Experimental and Calculation Methods for Determination of the Traction Current Harmonics Distribution in Rails
Loading...
Date
2018
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
EN: The purpose of this work is to perform the comparative analysis of experimental and calculation methods for determination of the distribution of traction current harmonics in rails. To investigate the distribution of traction current in the rails, the special marks ("flags") were set up at a certain distance (100, 300 and 500 m) from the point of measurement along the track. The moments of passing the train past the "flags" were recorded in a computer due to a sound signal from the train, as well as visual observation. The train was moving in the measuring section in a quasistationary mode with an average speed of about 48 km/h. Traction current was measured in circuit of the interthrottle jumper with using an inductive contactless sensor and registered using computer.
The distribution of the return traction current harmonics in rails for AC feeding systems were modeled by using the multiconductor transmission line (MTL) model.
Some discrepancies in the results of experimental and calculation methods were observed. One of main reason of measurement errors were an inaccuracy in determining distances from the train to the measurement point. Calculation errors were related mainly with using inaccurate electrical parameters of track in model, in particular, the track ballast resistance and the ground resistances.
However, in general, the considered model can be used for investigation of the traction current harmonic propagation in rails from train, and their influence on the track circuits receivers for different cases including the variation of the track circuits electrical parameters, as well as the number of rolling stock units in the feeder zone. Such analysis of harmonic in rails is important for revealing the causes of failures in railway signalling system operation under simultaneous affecting on it several factors adverse to safe operation.
UK: Метою даної роботи є проведення порівняльного аналізу експериментальних і розрахункових методів визначення розподілу гармонік тягового струму в рейках. Для дослідження розподілу тягового струму в рейках використовували спеціальні метки ( «прапорці»), встановлені вздовж колії на певній відстані (100, 300 і 500 м) від точки вимірювання. Моменти проходження поїзда повз «прапорців» записувалися на комп’ютері за допомогою звукового сигналу, що передавався з поїзда, а також візуального спостереження. Поїзд рухався на вимірювальній ділянці в квазістаціонарному режимі із середньою швидкістю близько 48 км/год. Розподіл гармонік зворотного тягового струму в рейках для лінії з тягою змінного струму моделювався з використанням моделі багатопровідної лінії передачі. Спостерігалися деякі розбіжності в результатах, отриманих експериментальним і розрахунковим методами. Однією з основних причин помилок вимірювань була неточність визначення відстаней від поїзда до точки вимірювання. Помилки розрахунку були пов'язані, в основному, з використанням неточних електричних параметрів рейкової лінії, що використовувалися в моделі, зокрема, опір баласту і опір грунту. Однак в цілому розглянута модель може бути використана для дослідження поширення гармонік тягового струму в рейках від поїзда і їх впливу на приймачі рейкових кіл для різних випадків, включаючи зміну електричних параметрів рейкових кіл під впливом зовнішніх факторів, а також кількості одиниць рухомого складу у фідерної зоні. Такий аналіз гармонік в рейках важливий для виявлення причин збоїв в роботі залізничної сигнальної системи при одночасному впливі на неї кількох факторів, що ускладнюють безпечну експлуатацію.
RU: Целью данной работы является проведение сравнительного анализа экспериментальных и расчетных методов определения распределения гармоник тягового тока в рельсах. Для исследования распределения тягового тока в рельсах использовали специальные метки («флажки»), установленные вдоль пути на определенном расстоянии (100, 300 и 500 м) от точки измерения. Моменты прохождения поезда мимо «флагов» записывались на компьютере с помощью звуковому сигналу, передаваемого с поезда, а также визуальным наблюдением. Поезд двигался на измерительном участке в квазистационарном режиме со средней скоростью порядка 48 км/ч. Распределение гармоник обратного тягового тока в рельсах для линии с тягой переменного тока моделировалось с использованием модели многопроводной линии передачи. Наблюдались некоторые расхождения в результатах, полученных экспериментальным и расчетным методами. Одной из основных причин ошибок измерений была неточность определения расстояний от поезда до точки измерения. Ошибки расчета были связаны, в основном, с использованием неточных электрических параметров рельсовой линии, использованные в модели, в частности, с сопротивлением балласта и сопротивлением грунта. Однако в целом рассматриваемая модель может быть использована для исследования распространения гармоник тягового тока в рельсах от поезда и их влияния на приемники рельсовых цепей для различных случаев, включая изменение электрических параметров рельсовых цепей под влиянием внешних факторов, а также количества единиц подвижного состава в фидерной зоне. Такой анализ гармоник в рельсах важен для выявления причин сбоев в работе железнодорожной сигнальной системы при одновременном воздействии на нее нескольких факторов, затрудняющих безопасную эксплуатацию.
UK: Метою даної роботи є проведення порівняльного аналізу експериментальних і розрахункових методів визначення розподілу гармонік тягового струму в рейках. Для дослідження розподілу тягового струму в рейках використовували спеціальні метки ( «прапорці»), встановлені вздовж колії на певній відстані (100, 300 і 500 м) від точки вимірювання. Моменти проходження поїзда повз «прапорців» записувалися на комп’ютері за допомогою звукового сигналу, що передавався з поїзда, а також візуального спостереження. Поїзд рухався на вимірювальній ділянці в квазістаціонарному режимі із середньою швидкістю близько 48 км/год. Розподіл гармонік зворотного тягового струму в рейках для лінії з тягою змінного струму моделювався з використанням моделі багатопровідної лінії передачі. Спостерігалися деякі розбіжності в результатах, отриманих експериментальним і розрахунковим методами. Однією з основних причин помилок вимірювань була неточність визначення відстаней від поїзда до точки вимірювання. Помилки розрахунку були пов'язані, в основному, з використанням неточних електричних параметрів рейкової лінії, що використовувалися в моделі, зокрема, опір баласту і опір грунту. Однак в цілому розглянута модель може бути використана для дослідження поширення гармонік тягового струму в рейках від поїзда і їх впливу на приймачі рейкових кіл для різних випадків, включаючи зміну електричних параметрів рейкових кіл під впливом зовнішніх факторів, а також кількості одиниць рухомого складу у фідерної зоні. Такий аналіз гармонік в рейках важливий для виявлення причин збоїв в роботі залізничної сигнальної системи при одночасному впливі на неї кількох факторів, що ускладнюють безпечну експлуатацію.
RU: Целью данной работы является проведение сравнительного анализа экспериментальных и расчетных методов определения распределения гармоник тягового тока в рельсах. Для исследования распределения тягового тока в рельсах использовали специальные метки («флажки»), установленные вдоль пути на определенном расстоянии (100, 300 и 500 м) от точки измерения. Моменты прохождения поезда мимо «флагов» записывались на компьютере с помощью звуковому сигналу, передаваемого с поезда, а также визуальным наблюдением. Поезд двигался на измерительном участке в квазистационарном режиме со средней скоростью порядка 48 км/ч. Распределение гармоник обратного тягового тока в рельсах для линии с тягой переменного тока моделировалось с использованием модели многопроводной линии передачи. Наблюдались некоторые расхождения в результатах, полученных экспериментальным и расчетным методами. Одной из основных причин ошибок измерений была неточность определения расстояний от поезда до точки измерения. Ошибки расчета были связаны, в основном, с использованием неточных электрических параметров рельсовой линии, использованные в модели, в частности, с сопротивлением балласта и сопротивлением грунта. Однако в целом рассматриваемая модель может быть использована для исследования распространения гармоник тягового тока в рельсах от поезда и их влияния на приемники рельсовых цепей для различных случаев, включая изменение электрических параметров рельсовых цепей под влиянием внешних факторов, а также количества единиц подвижного состава в фидерной зоне. Такой анализ гармоник в рельсах важен для выявления причин сбоев в работе железнодорожной сигнальной системы при одновременном воздействии на нее нескольких факторов, затрудняющих безопасную эксплуатацию.
Description
V. Havryliuk: ОRCID 0000-0001-9954-4478, V. Meleshko: ORCID 0000-0001-6833-964X
Keywords
traction current, harmonics, interference in track circuits, тяговий струм, гармоніки, завади в рейкових колах, тяговый ток, гармоники, помехи в рельсовых цепях, КАТ
Citation
Havryliuk, V. I. Comparative Analysis of Experimental and Calculation Methods for Determination of the Traction Current Harmonics Distribution in Rails / V. I. Havryliuk, V. V. Meleshko // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. – 2018. – №16. С. 11–16. – DOI: 10.15802/ecsrt2018/172530