Буякова Н. В. Моделирование электромагнитных полей, возникающих в местах пересечения тяговых сетей и воздушных линий электропередачи / Н. В. Буякова, А. В. Крюков, Д. А. Середкин // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – Т. 64, № 4. – С. 138–147. – DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64). 138-147
10.26731/1813-9108.2019.4(64).138–147
Тяговые сети 25 кВ создают повышенные электромагнитные поля частотой 50 Гц, напряженности которых на нормированной высоте 1,8 м, как правило, не превосходят допустимые нормы для электротехнического персонала. В местах, где трассы железных дорог пересекаются высоковольтными воздушными линиями электропередачи, происходит наложение полей, создаваемых тяговой сетью и линиями электропередачи. Это может привести к повышению напряженностей и усложнению пространственных структур электромагнитных полей. Повышенные электромагнитные поля могут генерировать помехи, вызывающие нарушения нормального функционирования электрических и электронных устройств, а также негативно воздействовать на персонал, работающий в зонах совместного электромагнитного воздействия тяговых сетей и линий электропередач. В статье представлена методика определения напряженностей, создаваемых в местах пересечений, и результаты моделирования, выполненные для типовых ситуаций, когда тяговые сети 25 или 2×25 кВ, пересекает под углом 90° воздушная линия 220 кВ. Алгоритм расчета результирующих напряженностей электромагнитных полей включает следующие этапы: расчет режимов тяговых сетей и линий электропередач в фазных координатах, по результатам которого определяются потенциалы и токи всех проводов; вычисление вертикальных и горизонтальных составляющих напряженностей электромагнитных полей; расчет амплитудных значений напряженностей в месте пересечения с учетом возможной эллиптической поляризации. Определение напряженностей осуществлялось в программном комплексе «Fazonord». Результаты моделирования показали, что максимумы амплитуд напряженности магнитного поля в местах пересечения тяговой сети 25 кВ и линии электропередач 220 кВ достигают 83 А/м. Аналогичный параметр для электрического поля составляет 5,4 кВ/м. Для тяговой сети 2×25 кВ указанные величины снижаются до 32 А/м и 4 кВ/м соответственно.
- Сидоров А.И., Окраинская И.С. Электромагнитные поля вблизи электроустановок сверхвысокого напряжения. Челябинск : ЮУрГУ, 2008. 204 с.
- Буякова Н.В., Закарюкин В.П., Крюков А.В. Электромагнитная безопасность в системах электроснабжения железных дорог: моделирование и управление. Ангарск : АнГТУ, 2018. 382 с.
- Косарев А.Б., Косарев Б.И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения ЖД транспорта. М. : Интекст, 2008. 480 с.
- Аполлонский С.М., Каляда Т.В., Синдаловский Б.Е. Безопасность жизнедеятельности человека в электромагнитных полях. СПб : Политехника, 2006. 263 с.
- Аполлонский С.М., Горский А.Н. Расчеты электромагнитных полей. М. : Маршрут, 2006. 992 с.
- Устинов А.А. Расчет электрических полей аналитическим методом по мгновенным значениям // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Иркутск : ИрГТУ, 2005. С. 517–525.
- Альтернативные варианты обеспечения электромагнитной безопасности линий электропередачи / Н.Б. Рубцова и др. // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2012. Т. 14. № 5(3). С. 839–845.
- Kircher R., Klühspies J., Palka R. et al. Electromagnetic Fields Related to High Speed Transportation Systems // Transportation Systems and Technology. 2018. №. 4(2). Р. 152–166.
- Ogunsola A., Mariscotti A. Electromagnetic Compatibility in Railways. London : Springer. 2013. 529 p.
- Ogunsola A., Reggiani U., Sandrolini L. Modelling Electromagnetic Fields Propagated from an AC Electrified Railway Using TLM // International Symposium on Electromagnetic Compatibility, EMC’09. Kyoto. 2009. Р. 567–570.
- Sheilah Frey. Railway Electrification Systems & Engineering. Delhi : White Word Publications, 2012. 145 p.
- Закирова А.Р., Буканов Ж.М. Исследования электромагнитных полей на рабочих местах персонала, обслуживающего контактную сеть // Вестн. Урал. гос. ун-та путей сообщ. 2016. № 2 (30). С. 73–83.
- Закирова А.Р. Защита электротехнического персонала от вредного воздействия электромагнитных полей. Екатеринбург : Изд-во УрГУПС, 2018. 171 с.
- Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск : Иркут. гос. ун-т, 2005, 273 с.
- Закарюкин В.П., Крюков А.В. Электромагнитная безопасность в местах пересечения высоковольтных ЛЭП и электрифицированных железных дорог // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. Т. 1. Иркутск, 2018. С. 641–650.
- Zakaryukin V.P., Kryukov A.V., Buyakova N.V. Improvement of Electromagnetic Environment in Traction Power Supply Systems // The power grid of the future. Proceeding № 2. Magdeburg : Otto-von-Guericke University Magdeburg, 2013. Р. 39–44.
- Buyakova N., Zakarukin V., Kryukov A. Imitative Modelling of Electromagnetic Safety Conditions in Smart Power Supply Systems // Critical infrastructures: contingency management, intelligent, agent-based, cloud computing and cyber security : advances in Intelligent Systems Research. Vth International workshop (IWCI 2018). Vol. 158. 2018. Р. 20–25.
- Electromagnetic Safety Enhancing in Railway Electric Supply Systems / N. Buyakova, V. Zakaryukin, A. Kryukov, T. Nguyen // E3S, Web of Conferences 58, 01006(2018) RSES 2018, Р. 1–6.
- Buyakova N.V., Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Modeling of electrical fields in railway engineering structures // Advances in Engineering Research. International Conference on Aviamechanical Engineering and Transport (AviaENT 2018). 2018. Vol. 158. Р. 219–225.
- Кац Р.А., Перельман Л.С. Расчет электрического поля трехфазной линии электропередачи // Электричество. 1978. № 1. C. 16–19.