автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Повышение эффективности молниезащиты тяговых сетей переменного тока

На правах рукописи

Лосев Виктор Григорьевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ТЯГОВЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Специальность 05 14 02 Электростанции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003059425

Работа выполнена на кафедре "Энергоснабжение электрических железных дорог" Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ)

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Бадер Михаил Петрович

доктор технических наук, профессор Мамошин Ревмир Романович (МИИТ)

кандидат технических наук, доцент Борисов Руслан Константинович (МЭИ (ТУ»

Петербургский государственный университет путей сообщения (ПГУПС)

Защита диссертации состоится cc<-A*S 2007 t в

часов на

заседании диссертационного совета Д 218 005 02 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу 127994, г Москва, ул Образцова, 15. аудитория /&

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московскою государственного университета путей сообщения (МИИТ)

Автореферат разослан 2007 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу совета университета

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

сп

Власов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важнейшей задачей железнодорожного транспорта России является бесперебойность грузовых и пассажирских перевозок Одним из основных источников, нарушающих нормальную работу тяговых сетей электрифицированных железных дорог России в течение 7 месяцев в году, является грозовая деятельность атмосферы Для ограничения влияния атмосферных перенапряжений на устройства контактной сети используются ограничители перенапряжений для контактной сети (ОПНкс)

Анализ отказов технических средств хозяйства электроснабжения за последние семь лет показывает, что нарушение нормальной работы из-за грозовых перенапряжений устройств электроснабжения на 1 км развернутой длины электрифицированных линий на участках переменного тока примерно в 3 раза выше, чем на участках постоянного тока Этот парадоксальный, но легко объяснимый результат, требует решить задачу повышения эффективности молниезащиты тяговых сетей, в первую очередь, применительно к участкам переменного тока

Из всех грозовых повреждений тяговых сетей наиболее тяжелыми являются перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкеруемых ветвей Установленные, в соответствии с Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог (ЦЭ-868), от анкеровок и других защищаемых мест разрядники и ОПН « на расстоянии не более двух пролетов и только при невозможности этого - не далее четырех пролетов», не обеспечивают защиты изоляторов анкеруемых ветвей от разрушения как при прямом ударе молнии (пум) в провода контактной сети, гак и при пум в её опору

Для выяснения причины разрушения гирлянд изоляторов анкеруемых ветвей, защищенных разрядниками или ОПН, в работе поставлена задача оценить потенциалы при п у м в провода контактной сети, а также при п у м в опору, связанную с тяговыми рельсами Эта задача решена на основе использования результатов теоретических и экспериментальных исследований грозозащиты электроустановок, выполненных предшественниками

В развитии теории грозозащиты электроустановок можно выделить два этапа На первом этапе в качестве воздействующего импульса принималась упрощенная стилизация формы волны тока молнии, что неизбежно отражалось на точности расчетов перенапряжений На этом этапе научные основы грозозащиты электроустановок были заложены в классических работах крупнейших ученых - электроэнергетиков А А Смурова, Л И Сиротинского, А И Долгинова, С Хаяси, И Ф Полового, К Бергера, М В Костенко, В В Бургсдорфа, Р Б Андерсона и А Дж Эриксона, А И. Якобса На этом же этапе применительно к условиям электротяги выдающийся научный вклад в разработку способов грозозащиты электроустановок был сделан в трудах И И Рыкова, Д В Разевига, В Д Радченко, К Б Александрова, Е Н Дагаева, С М Сердинова, Б И Косарева

Второй этап развития теории грозозащиты электроустановок характеризуется переходом от упрощенной стилизованной формы волны тока молнии к форме волны, приближенной к формам осциллограмм реального тока молнии, имеющих нулевую производную в начальный момент времени Этот этап начинается с работы Ф. Хайдлера (1985г.), в которой им предложена удачная функция для аппроксимации формы осциллограммы реального тока молнии Эта функция заслуженно носит его имя На этом этапе были получены важные результаты, существенно уточняющие наши представления о защите электроустановок от атмосферных перенапряжений, следующими исследователями Г Н. Александровым, Э М Базеляном, Ю П Райзером, Р К Борисовым, К П Кадомской и А А Рейхердтом, П Хассе, И Вайзингером, В А Раковым, Г Бигельмайером, Г Дж Гелденхузом, О Байерлом, Е Монтандоном, А К Лоханиным, В П Ларионовым, А Хадцадом, В Д Ковалевым, Р Р Мамошиным, Ю В Целебровским

Исходя из методологии, сформировавшейся на втором этапе развития, автор сделал попытку дальнейшего уточнения формы волны тока молнии, заключающуюся в отказе от предварительного назначения четырех параметров, определяющих форму волны тока, независимо от свойств сложной кусочно-неоднородной цепи гока молнии

Дело в том, что при п у м в провода контактной сети форма волны тока, первоначально сформировавшаяся в канале молнии, не претерпевает заметных искажений в контактной сети В случае же п у м в опору, связанную с тяговыми рельсами, форма волны тока, как и форма волны потенциала рельсов, практически однозначно определяется распределенными параметрами рельсовой цепи Поскольку, как в том, так и в другом случае имеется единственный инвариантный параметр, не зависящий от свойств элемента цепи тока молнии - разряжаемый заряд то, именно его и предлагается принять за исходную величину, коюрая будет определять форму волны тока в канале молнии, контактной сети и в тяговых рельсах (глава 1 )

Такая концепция, выдвигаемая впервые, нуждается в экспериментальной проверке Поскольку основными критериальными параметрами адекватности

являются фазовая скорость волны тока молнии ь(у), зависимости ^-(1), 0(1) и

Э/

форма волны тока молнии , то именно по этим параметрам должно быть проведено сравнение результатов расчета с экспериментом (глава 2)

Поскольку адекватность предложенной модели оказалась доказанной (глава 2), то установленная в работе расчетная форма волны тока молнии позволила воспользоваться стандартной моделью расчета защитного действия разрядника или ОПН с целью установления их предельно допустимого расстояния от защищаемой изоляции (глава 3)

В результате исследования сформулированы рекомендации по предельно допустимым расстояниям от разрядников или ОПН до защищаемой изоляции и даны предложения по изменению нормативных документов с целью безусловного обеспечения грозозащиты тяговых сетей переменного тока

Такова логика постановки и решения задачи, являющейся предметом диссер гации

Цель работы. Выявление причин недостаточной эффективности существующей системы молниезащиты тяговых сетей переменного тока и разработка способа её совершенствования

Постановка задачи. Исследование формы волны тока молнии /(дг,О , распространяющейся по единой цепи, состоящей из кусочно-неоднородной

комбинации отдельных элементов канал молнии, провода контактной сети, тяговые рельсы Определение соответствующей волны напряжения на защищаемой изоляции в зависимости о г ее расстояния до места установки ОПН Установление предельно допустимого расстояния от ОПН до защищаемой изоляции

Обьект и методы исследования. Тяговая сеть переменного тока, защищенная ОПН, при (п у м ) в провода контактной сети и при п у.м в опору, связанную с тяговыми рельсами

Исследование основано на теории распространения волн тока и напряжения по длинным линиям с распределенными параметрами Научная новизна.

1 Установлена форма набегающей на защищаемую изоляцию волны тока |(д;,()и потенциала и (х, г) как при п у м в провода контактной сети, так и при пум в её опору, связанную с тяговыми рельсами В основе предлагаемого решения лежит новая концепция, существо которой состоит в предположении при пум в провода контактной сети форма волны тока однозначно определяется разрядом заряда О в канале молнии (Сх., га), а при пум в опору, связанную с тяговыми рельсами - разрядом заряда <2 на тяговые рельсы (Ь, г„) В отличие от формулы Ф Хайдпера (1985 г), предлагаемая методика не требует предварительного задания четырех неизвестных параметров, определение которых, как показано в работе К П Кадомской и А А Рейхердта (2006 г) представляет самостоятельную достаточно сложную задачу

2 Выявлено, что в зависимости от характера распределения погонной емкости С(у) вдоль канала молнии существует 5 различных законов изменения фазовой скорости волны тока молнии, из которых два характеризуют возрастание, два - убывание при увеличении высоты рассматриваемого участка канала и один - постоянство фазовой скорости на всем протяжении рассматриваемого участка, что согласуется с результатами прямых натурных измерений фазовой скорости при коротких (первых и последующих) нисходящих отрицательных разрядах триггерных и естественных молний

3 Установлено, что перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкерных ветвей тяговых сетей переменного тока, защищаемых ОПН, установленными на соседних опорах, соответствуют последующим коротким разрядам при пум в контактную сеть или в опору, связанную с рельсами, характеризующимися меньшими токами, но более высокими значениями крутизны фронтов волн перенапряжений

Практическая ценность. Разработана методика расчета грозовых перенапряжений на защищаемой изоляции при пум в провода контактной сети, а также при пум в ее опору, позволяющая выбрать предельно допустимое расстояние от места установки ОПН до защищаемой изоляции, в частности, - до гирлянды изоляторов анкеруемой ветви, при котором будет обеспечен гарантированный уровень грозозащиты

Достоверность полученных результатов подтверждается выполненным сопоставлением теоретических зависимостей фазовой скорости волны тока молнии от высоты рассматриваемого участка канала, разряжаемого заряда и крутизны фронта волны от пикового значения тока молнии с данными прямых натурных экспериментов, проведенных за последние 70 лет, а также сравнением расчетных форм волн тока с осциллограммами токов триггерных (Кэмп Блендинг, Флорида, США) и естественных (Пейсенбергская телебашня, Бавария, Германия) молний

Реализация результатов работы. Выявленные предельно допустимые расстояния от защищаемых изоляторов анкеруемых ветвей до места установки ОПН утверждены Департаментом электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» для повсеместного применения на всем полигоне переменного тока

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на VII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» в Московском государственном университете путей сообщения 26 октября 2006г и на международной научно-технической конференции в Уральском государственном университете путей сообщения (г Екатеринбург, 17 ноября 2006г)

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в четырех научных трудах

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав основного содержания работы, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 120 наименований Рабога содержит 94 страницы основного машинописного текста, 15 рисунков, 5 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение раскрывает состояние вопроса и цель работы, формулирует постановку задачи и обосновывает выбранный метод ее решения

В первой главе определены формы волны тока молнии и соответствующей ей волны потенциала на защищаемой изоляции при пум в провода контактной сети и при пум в ее опору, связанную с тяговыми рельсами, без предварительного задания или определения четырех параметров Хайдлера

Волна тока молнии распространяется по единой цепи, состоящей из кусочно-неоднородной комбинации отдельных элементов канал молнии, провода контактной сети, тяговые рельсы Хотя эти элементы образуют единую цепь, в интересах упрощения электромагнитные процессы в каждом из этих элементов рассматриваются самостоятельно При этом следует иметь в виду, что при пум в провода контактной сети волна тока, сформировавшаяся в канале молнии, распространяется по проводам контактной сети без искажения

Контактная сеть Рассмотрена защита с помощью ОГ1Н гирлянды изоляторов анкерной ветви при п у м в контактную сеть переменного тока (рис 1) Защита будет обеспечена, если в любой момент времени выполняется неравенство

«.а,) ^ [1/1 (1)

где и„(г,) - мгновенное значение напряжения на защищаемой гирлянде изоляторов, [с/]- 50%-е импульсное разрядное напряжение гирлянды изоляторов тяговой сети переменного тока ([[/] = 240 кВ)

Для рассматриваемых условий, как следует из рис 1, напряжение и„(г,)определяется уравнением

М'1> = "<>('<>) + (2)

гдем0((0)- остающееся напряжение на ОПН при токе через ограничитель /п; «(/,) - набегающая волна перенапряжения к моменту времени /, , - время пробега электромагнитной волной удвоенного расстояния от места установки ОПН до защищаемых изоляторов /,

Напряжение набегающей волны равно

2 + ZJZ,

(3)

ягр1 "Т.

4

ОПН

_Л

/

1Г

ф— и

Рис 1 Расчетная схема

Обозначено 1 - контактная сеть, 2 - рельсовая сеть, И - изоляторы анкерной ветви, Z,-волновое сопротивление контактной сети, Z„ волновое сопротивление канала молнии

Канал молнии С целью установления причины немонотонного изменения фазовой скорости по высоте канала молнии v(y) рассмотрено влияние на электромагнитные процессы различных законов изменения погонной емкости по высоте канала

1) С, = const

2) С, = Се

3) С, = Се

Принятое во всех трех случаях предположение, что канал молнии можно представить в виде полубесконечного проводника, хорошо согласуется с результатами измерений, не обнаруживающих отраженных волн тока

Модель канала молнии - проводник с равномерно распределенными параметрами Задача сведена к определению тока в канале молнииi(r) Для

и , \

(4)

решения этой задачи рассмотрен удар молнии в заземляющее устройство с пренебрежимо малым входным сопротивлением Канал молнии представлен в виде протяженного вертикального прямолинейного полубесконечного (0 5 у < «о) проводника с равномерно распределенными параметрами с, г„, где С - погонная емкость проводника, га - погонное активное сопротивление проводника. В этом случае ток г и потенциал и проводника связаны дифференциальными уравнениями, которые в преобразованной по Лапласу

форме (Г, ¡Г) имеют вид _

с1и

-~Т~= г„1>

4У (¡1

- — = рС АУ

где р - комплексное число (р = а + у г)

Рассмотрен разряд элементарного заряда молнии (2 Тогда граничные условия задачи

10(г,у = 0) = £(ОС. (5)

где8(г) - импульсная функция Дирака

Приняв во внимание условие (5 ) в преобразованном по Лапласу виде

Г„(у = 0) = е, (6) получено решение системы (4 )

¡"=6«"*. (7)

й=<2Х,ае-», (8)

где

У = у/7л/с>7. (9 )

2,и = /с (10}

Переходя в уравнениях (7 ), ( 8 ) от изображений к оригиналам

1 Л -—СУ —

и(у°'г)= 1е 4 ' ' (12)

Из выражений (11 ), (12 ) следует, что фазовая скорость распространения электромагнитной волны в канале молнии

ь(у ^ у0('\™ ) = 6-^— — (13)

Сг„ У

снижается от оП1„ = с( у = у0",ш.п ) до нуля (>•—>=»)

Анализ выражения ( 11 ) показывает, что импульс тока достигает максимального значения при

'» = ^СгаУ2, (14)

где

«„,1 1 v * У0и» = ----(15)

Сг„ с

Тогда выражения ( 11 ), ( 12 ) можно записать в виде

Увт"\') = ^в^е-^, (16)

у0тт(,,,Г) = -^Н(17)

Из формулы ( 16 ) следует, что максимум импульса тока определяется выражением

(»г У„тш,".г = '„) = Л/—Ц-т" (18)

\ 2 же Г0

Из( 14)и( 15)следует, что

»о-»=б7Г-Л- (19)

Сг„ с

Подставляя (19 ) в (18 ), получим

= ^¿Т в С г« (20)

Аналогично, из выражения (17 ) счедует, что

^луо™'".'»-)}™, г" с (21)

Входное сопротивление канала молнии

<7 _ ^ пик ^тэх

{'mix Imax

или, после подстановки ( 20 ) и ( 21 ) в (22 )

(22)

Инвариантная формула импульса тока (рис 2)

Ц =

Рис 2 Инвариантная форма импульса тока молнии у (<?)

/ пых

элементарного заряда молнии £>

Пусть емкость по высоте канала молнии изменяется по закону

при разряде

С = Се

± * Ь

, — (25)

К - вещественное число, характеризующее изменение распределенной емкости С, (у) по высоте канала в направлении вертикальной оси У , м '

В работе установлено, что фазовые скорости распространения волн тока вдоль канала молнии при коротком нисходящем отрицательном разряде равны, соответственно,

при|^ | >0

при - | К | < о

у = 2 — Сг а

„ = 2 — ^1"' Сг „

(26)

(27)

это означает, что с уменьшением погонной емкости по высоте канала (-| < 0) фазовая скорость волны тока возрастает по закону, определенному формулой (27)

В случае |К | > о фазовая скорость V возрастает на участке 0 < у < г-Ц-,

достигает максимума при у = Д-т и убывает при у > Д-г Если при этом на

1*1 |л|

каком-то участке канала

\К\ = Jlny- (28)

то на этом участке фазовая скорость V будет оставаться неизменной (У = const )

Тяговые рельсы Более половины всех грозовых повреждений контактной сети переменного тока вызваны пум в опоры контактной сети и последующим пробоем фиксаторных и консольных изоляторов Для выявления причин пробоя и разработки защитных мероприятий рассмотрим электромагнитные процессы в тяговой сети при п у м в опору контактной сети, заземленную на тяговые рельсы С погрешностью, не превосходящей погрешность исходных данных, можно воспользоваться рассмотренной моделью удара молнии в протяженный горизонтальный прямолинейный полубесконечный (0 < t i ») заземлитель с равномерно распределенными

параметрами L , г„, где L - удельная индуктивность заземлителя (тяговых рельсов), гп- удельное переходное сопротивление заземлителя (переходное сопротивление «рельс - земля»)

При двустороннем растекании тока молнии / в тяговых рельсах максимальное значение их потенциала

MmdX =0,65^4= (29)

А

L = 1 10 Гн / м ,г„= 0,25 101Ол< м (четыре рельсовые нити двухпутного магистрального участка, грозовой период) Для этих условий максимальный потенциал тяговых рельсов при п у м в опору, заземленную на рельсы, определяется выражением

«ШЛ = 1,03 10 ~2 —7=-* (30)

V о

Учитывая, что для первого короткого нисходящего отрицательного разряда молнии расчетное значение г„ принимается равным 10 мкс, а для последующего короткого нисходящего отрицательного разряда - равным 0,25 мкс, получим

для первого короткого разряда

И™ =3,25/, (31)

для последующего короткого разряда

К™ = 20,5/ (32)

Это означает, что, если не учитывать сопротивления растеканию фундамента опоры, то 50%-ое импульсное разрядное напряжение изоляторов контактной сети переменного тока [£/], равное 240 кВ, будет превышено при первом коротком разряде при токе более 75 кА, при последующем коротком разряде при токе более 12 кА Таким образом, в тех случаях, когда при п у м в опору контактной сети ток молнии превышает при первом коротком разряде 75 кА или превышает при последующем коротком разряде 12 кА (что случается чаще), - максимальное перенапряжение на проводящих частях опоры, заземленной на тяговые рельсы, превосходит 50%-ое импульсное разрядное напряжение изоляторов контактной сети, что приводит к их перекрытию и разрушению

Наличие шунтирующего действия собственного сопротивления растеканию фундамента опоры

Л = 0,2р,

где р- эквивалентное удельное электрическое сопротивление горной породы, в которую заглублена фундаментная часть опоры, Ом м, может оказать заметное влияние на расчетное значение предельного тока последующего короткого разряда Так, при /><100 Ом ^расчетное значение предельного тока последующего разряда повышается до 25 кА

Во второй главе выполнена экспериментальная проверка теоретического анализа В качестве критериев адекватности приняты следующие

1) фазовая скорость волны тока в канале молнии,

2) зависимость крутизны фронта волны тока молнии от ее пикового значения

!*-(/). Э/

3) зависимость между разряжаемым зарядом канала и пиковым значением волны тока С(/),

4) форма волны тока молнии.

Фазовая скорость волны в канале молнии На рис 3 представлена

установленная в работе теоретическая зависимость фазовой скорости волны

тока от координаты рассматриваемой точки канала у

* 1 1 I» = 6--

Сга У

На этом же рисунке даны результаты экспериментального определения скорости распространения электромагнитной волны в канале молнии для двух различных коротких нисходящих разрядов (Флорида, США, 08 02 1997г) Как видно из сравнения теоретической кривой и экспериментальных точек, эта формула вполне удовлетворительно описывает процесс в диапазоне высот от 50 м до 400 м

Рис 1 Зависимость фазовой скорости распространения электромагнитной волны в канале молнии от высоты наблюдаемой зоны Обозначено I • I -экспериментальные точки (размер горизонтальной полоски характеризует возможную погрешность измерения), - теоретическая зависимость

Обобщенные результаты измерений фазовой скорости волны тока в канале молнии при коротких нисходящих отрицательных разрядах (первого и последующих), выполненных за последние 70 лет, можно представить в виде

V

стилизованной кривой у(—) , представленной на рис 4 Сравнение этой

с

зависимости с результатами теоретического исследования позволило сделать следующие выводы

1 В целом характер изменения фазовой скорости волны тока по высоте канала вполне удовлетворительно описывается гиперболической зависимостью

к—о

К>0

К<0 К>0

к—о

о

V, V,

V -

0,5

1

V/

Рис 4 Зависимость фазовой скорости волны тока в канале молнии (у/) от высоты у

2 По высоте канала наблюдается локальное изменение фазовой скорости (не только более быстрое снижение, но и существенный ее рост) Эта инверсия, как было показано в § 1 3 2 2, объясняется неравномерностью распределения емкости по высоте канала при уменьшении погонной емкости по высоте

канала (— | К | < 0) фазовая скорость возрастает в соответствии с уравнением

V = 2

К

Сг,

■уе

|*Ь

(33)

при росте погонной емкости по высоте канала | > 0) фазовая скорость, как это видно из уравнения

V = 2

£1 Сг.

уе

(34)

возрастает на участке 0 < у < j-Ц, достигает максимума при у = -Ц- и убывает при у > у—. Если при этом на каком-то участке канала

(35)

то на этом участке фазовая скорость V будет оставаться неизменной (v = const )

Форма волны тока молнии Рассмотрена форма тока молнии при первом коротком нисходящем отрицательном разряде (осциллограмма, снятая 12 04 84) - рис.5 Как видно из рисунка, амплитудное значение тока достигает 120 кА,

длительность фронта волны импульса тока - 20 мкс, пик импульса имеет характерную двуглавую форму.

Определены для условий эксперимента параметры первого элементарного разряда

Рис 5 «Импутьсный» анализ осциллограммы тока I первого короткого нисходящего отрицательного разряда молнии, зарегистрированного 12 04 84

Цифрами 1 5 обозначены номера импульсных токов элементарных разрядов Ток первого элементарною разряда рассчитан по формуле

6 = 6,49 120 101 20 10"6- 15,6 Кл.

= 2,396 = 14 ,4 кА/мкс дг 20

Уравнение импульса тока молнии первого элементарного разряда запишется в виде

I 10 10"*

I, = 0,0482 ' (36)

Г2

Зависимость |,(<) представлена на рис 5 Из «импульсного» анализа осциллограммы тока молнии при первом коротком отрицательном нисходящем разряде и зависимости 1,(0. определяемой уравнением (36), следует

1 Крутизна импульса тока молнии при первом коротком нисходящем отрицательном разряде определяется крутизной первого элементарного импульса тока молнии 1,(0, имеющего ту же амплитуду / и длительность фронта Го

2 Форма тока молнии при первом коротком отрицательном разряде является результатом суперпозиции первого элементарного импульса и

четырех последующих, смещенных во времени, значительно более слабых импульсов, которые создают второй пик результирующего тока молнии (г = 55 мкс)

3 Дополнительные четыре элементарных импульса тока вызваны последовательным разрядом четырех элементарных зарядов, в сумме дающих 2 Кл, что составляет 13% заряда основного (первого) элементарного импульса Выявленная закономерность позволяет оценивать суммарный заряд первого короткого нисходящего отрицательного разряда по формуле <2Ъ =(1,1 1,15)6,

где Q - элементарный заряд

В третьей главе определено предельно допустимое удаление ОПН от защищаемой изоляции

Для оценки предельно допустимого удаления ОПН от защищаемой изоляции использована стандартная модель определения защитного действия разрядника или ОПН, основанная на обеспечении защитного действия аппарата до момента превышения набежавшей волны напряжения предельно допустимого значения на защищаемой изоляции Это означает, что за время пробега отраженной от изоляции волны до ОПН и обратно, набежавшая волна не успевает превысить предельно допустимое напряжение

Таким образом, точность оценки защитного действия ОПН однозначно характеризуется точностью расчета формы фронта набежавшей волны напряжения и(х,г < г0), определению которой были посвящены предшествующие разделы диссертации

Прямой удар молнии в контактную сеть Таким образом, расчетная формула приобретает окончательный вид

«„(',) = «о ('о) + 93 ,75 ?7 (Ь-)/, где / - значение расчетного тока молнии, однозначнеопределяемое принятыми

уровнями защиты, - длительность фронта импульса Зависимость для

'о

практически важного диапазона значений — представлена на рис 6 Результаты

'о

расчетов и„ (/,)для всех уровней молниезащиты в зависимости от категории электрифицированных участков для первого короткого разряда (г„ = 10.икс) и для последующих коротких разрядов (/,, = 0,25 шс) даны в таблице 1

75 л (1о=Ю,25 лгсс)

Рис 6 Зависимость у. ) для практически важного диапазона значений у,

Таблица 1

Категории электрифицированных участков

Тип Скоростные, I и II III и IV

разряда особогрузонапряже- категорий категорий

нные

Уровень защиты

I II III и IV

I = 200 кА I =150кА I = 100 кА

Первый м "0 и! и„ "о 41 и„ ио И) и„

короткий кВ кВ кВ кВ кВ кВ кВ кВ кВ

разряд 240 130 112 242 125 84 209 115 56 171

1„ = 10л(КС 300 >130 519 >649 >125 390 >515 >115 263 >378

Уровень защиты

Последу- I II III и IV

ющий I = 50 кА I = 37,5 кА I = 25 кА

короткий /, "о Ч| и„ ио Ч| и„ ио И! и„

разряд м кВ кВ кВ кВ кВ кВ кВ кВ кВ

г„ = 0,25 мкс 7,5 105 130 235 100 97 197 90 65 155

15 >105 1950 >2055 >100 1460 >1560 >90 975 >1065

Из рассмотрения таблицы следует

1 При первом коротком разряде ОПН обеспечивает защиту изоляции оборудования, в частности, гирлянду изоляторов анкерной ветви, отстоящую от него на 240 м для I уровня защиты и 260 м для III - IV уровней защиты

2 При последующем коротком разряде защитное действие ОПН резко снижается Для эффективной защиты изоляции оборудования, в частности, гирлянды изоляторов анкерной ветви, расстояние от изоляторов до ОПН не должно превышать 7,5 м для I уровня защиты и - 11 м для III - IV уровней защиты

Прямой удар молнии в опору, заземленную на рельсы В работе показано, что ОПН ограничит (прервет процесс нарастания) набегающую на изоляцию оборудования волн перенапряжения и(Дг) отраженной от ОПН волной остающегося напряжения и0ранее момента достижения набегающей волной ее естественного максимума ити (гш"") таким образом, чтобы выполнялось неравенство

н,,(Дг) = и„ + и (Д/)<И At = Д/, +Ai2,

где "„(ДО - результирующее напряжение на изоляции защищаемого оборудования в момент возвращения отраженной от ОПН волны; ии-остающееся напряжение на ОПН, А/-суммарное время пробега волны перенапряжения от защищаемого оборудования до ОПН - Af, и от ОПН до оборудования - Л/,

Как следует из сказанного, ОПН окажет защитное действие, если будет выполнено неравенство

Af«Ar01""

Показано, что At при установке ОПН на соседней опоре контактной сети, отстоящей от рассматриваемой на расстоянии /,

At = 4—1?

Оценено минимально возможное значение Д/ Пусть /, =50м, тогда

I 10"*

At = 4 502 = АОмкс

0,25 10'

Учитывая, что

Го,"" = 0.55 »0.

при первом коротком разряде получим г01"" = 5,5 мкс , а при последующем -/,„"" = 0,14 мкс , и, следовательно,

»¿С-

это означает, что ОПН, установленный на соседней опоре, не успевает ограничить волну перенапряжения до момента достижения ею максимального значения при п у.м в опору контактной сети Таким образом, тяговые рельсы, как и другие протяженные заземлители, не пригодны для использования в качестве проводников, соединяющих ОПН и защищаемое от атмосферных перенапряжений оборудование, вследствие резко выраженного «тормозного» эффекта (снижение фазовой скорости распространения электромагнитной волны перенапряжения при увеличении длины соединительной линии)

Выводы и рекомендации

1 Анализом отказов в работе тяговой сети железных дорог России, произошедших по причине грозовых перенапряжений за период 2000 - 2006гг установлено, что приблизительно половина повреждений, приведших к перекрытию с разрушением изоляторов, пережогам проводов вызвана прямым ударом молнии в опоры контактной сети Вторая половина аналогичных повреждений вызвана прямым ударом молнии непосредственно в провода контактной сети, главным образом, в несущий трос

При прямом ударе молнии в опоры контактной сети основная часть повреждений (85%) приходится на перекрытие с разрушением изоляторов, из них примерно 80% составляют повреждения фиксаторных и консольных изоляторов

2 Из всех грозовых повреждений тяговых сетей наиболее тяжелыми являются перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкерных ветвей Установленные в соответствии с требованиями «Правил устройства и эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог» роговые разрядники или ОПН не обеспечивают защиты изоляторов анкеровок от перекрытий с разрушением при прямом ударе молнии в провода контактной сети или в её опору

3 Для выявления предельно допустимых расстояний от ОПН до защищаемой изоляции, при которых ОПН может успеть оказать защитное действие, в диссертации предпринята попытка дать теоретическое решение

задачи определения формы волны тока молнии Установлено, что эта форма

инвариантна по отношению к параметру £ = —, где t„ - длительность фронта

'о

волны тока

4 В отличие от эмпирической формулы Ф Хайдлера, в работе получено аналитическое решение уравнения, описывающего формулу волны тока, распространяющейся вдоль канала молнии с фазовой скоростью к, являющейся функцией закона распределения погонной емкости канала по его высоте Установленные в работе закон изменения фазовой скорости волны тока молнии по высоте канала г>(у) и ее численные значения во всем диапазоне измеренных значений, согласуются с результатами прямых натурных измерений, полученными за последние 70 лег

5 Выполненное сопоставление теоретических результатов, полученных на основе развитой гипотезы о коротком (первом и последующих) нисходящем отрицательном разряде молнии как суперпозиции основного элементарного разряда заряда Q и смещенных во времени последующих дополнительных

элементарных разрядов зарядов Q g i > • Q й, . Q g„ , с результатами прямых натурных экспериментальных исследований коротких (первом и последующих) нисходящих отрицательных разрядов молнии по критериям адекватности Э/

(и(у) ,Q(I), — (О ,/(i)) - показало удовлетворительное совпадение этих ot

результатов и, следовательно, позволяет сделать вывод о возможности использования разработанной методики расчета основных параметров коротких (первого и последующих) отрицательных разрядов молнии в практике молниезащиты тяговых сетей

6 Установлено, что форма фронтов волн тока в канале молнии в инвариантном представлении /(£) в диапазоне(0 < t < г(1) практически совпадает при различных законах распределения погонной емкости канала по высоте С (у) = var Поскольку для расчета грозоупорности изоляции тяговой сети достаточно иметь достоверные данные о форме фронта волны тока в диапазоне времени (0 </</„) в качестве расчетной формы волны тока молнии при пум в контактную сеть рекомендуется принимать форму волны, распространяющейся при разряде заряда канала Q при условии, что емкость равномерно распределена по всей высоте канала (С = const )

7 Выполненные расчеты показали, что при установке ОГ1Н в соответствии с требованиями Правил на расстоянии одного и более пролетов (более 50м) от защищаемых изоляторов анкеровки, при последующем коротком разряде (0,25/100 мкс, 25 кА, IV уровень защиты) за время пробега волной двойного расстояния от ОПН до изоляторов анкеровки, набежавшая волна перенапряжения успевает превысить пробивное напряжение изоляторов анкеровки, что объясняет бесполезность ОПН, установленных на расстоянии 50 м и более от защищаемых изоляторов тяговой сети Зарегистрированные случаи перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкерных ветвей тяговых сетей переменного тока, защищенных ОПН, установленными на соседних опорах, (« на расстоянии не более двух пролетов и только при невозможности этого -не далее четырех пролетов Установка разрядников и ОПН на анкерных опорах с оттяжками не допускается» [ПУТЭКС, п 2 24 12]) соответствуют последующим коротким разрядам при пум в провода контактной сети и в ее опору, характеризующимися меньшими токами, но значительно более высокими значениями скоростей нарастаниями волн перенапряжений

8 На основе выполненного исследования можно рекомендовать для защиты ответственных элементов электрооборудования тяговых сетей переменного тока от перенапряжений при прямом ударе молнии в провода контактной сети или в её опору устанавливать ОПН на расстоянии предельно допустимом от защищаемой изоляции, не превышающем 12 м

9 Для повышения эффективности молниезащиты тяговых сетей переменного тока с учетом выполненного исследования автор предлагает внести следующие изменения и дополнения в «Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог»

п 2 24 9 На контактной сети переменного тока роговые разрядники или ОПН устанавливают

у анкеровок проводов контактной сети;

на всех сопряжениях, в том числе, неизолирующих и нормально замкнутых изолирующих сопряжениях - на обеих анкеруемых ветвях сопряжения,

(далее по тексту этого параграфа)

п 2 24 12 От анкеровок и других защищаемых мест разрядники и ОПН устанавливают на расстоянии не более 12 м

Требования действующей редакции Правил «Установка разрядников и ОПН на анкерных опорах с оттяжками не допускается» - исключить

Основное содержание диссертации и результаты выполненных исследований опубликованы в следующих работах:

1 Карякин Р Н , Лосев В Г «Влияние заземляющего устройства на ток молнии - раздел в книге Р Н Карякина «Нормы устройства сетей заземления» М Энергосервис 2006 С 331 - 353

2 Лосев В Г Теоретический анализ эффективности молниезащиты тяговых сетей переменного тока Материалы международной научно-технической конференции 16-17 ноября 2006г Уральский государственный университет путей сообщения, Екатеринбург, 2006г С 195-196

3 Лосев В Г Анализ эффективности молниезащиты тяговых сетей переменного тока Труды VII - научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» 26-27 октября 2006г Московский государственный университет путей сообщения, Москва, 2006г. С V - 24

4 Лосев В Г Молниезащита тяговых сетей - Мир транспорта № 1, 2007

Повышение эффективности молниезащиты тяговых сетей

С 12- 17

ЛОСЕВ Виктор Григорьевич

переменного тока

Специальность 05 14 02 - Электростанции и электроэнергетические системы

Подписано в печать ^9, О4-, 2007 г Заказ

Уел печ л 1,5

Формат бумаги 60x90 1/16 Тираж 80 экз

127994, Москва, ул Образцова, 15 Типография МИИТа

Введение.

Глава 1 .Теоретический анализ электромагнитных процессов в тяговой сети при прямом ударе молнии.

1.1. Фазовая скорость волны тока для одночастотной модели длинной линии.

1.2. Молния - генератор заряда.

1.3. Предельные модели элементов цепи тока молнии при прямом ударе молнии в тяговую сеть.

1.3.1. Контактная сеть.

1.3.2. Канал молнии.

1.3.2.1. Модель канала молнии - проводник с равномерно распределенными параметрами.

1.3.2.2. Модель канала молнии - проводник, емкость которого изменяется по высоте.

1.3.3. Тяговые рельсы.

1.4. Расчетная форма волны тока молнии.

Глава 2. Экспериментальная проверка результатов теоретического анализа.

2.1. Фазовая скорость волны в канале молнии.

2.2. Основные соотношения, связывающие ток, заряд и крутизну фронта волны тока молнии.

2.3. Форма волны тока молнии.

Глава 3. Критерии обеспечения защитного действия ОПН.

3.1. Предельно допустимое удаление ОПН от защищаемой изоляции.

3.2. Прямой удар молнии в контактную сеть.

3.3. Прямой удар молнии в опору, заземленную на рельсы.

Важнейшей задачей развития железнодорожного транспорта России является обеспечение бесперебойности грузовых и пассажирских перевозок. Учитывая, что 84% объема перевозок осуществляется электротягой, полигон которой насчитывает 43 тыс. км эксплуатационной длины (118 тыс. км развернутой длины контактной сети), становится ясно, что поддержание нормальной работоспособности тяговых сетей в любое время года является непременным условием решения этой задачи. Одним из основных источников, нарушающих нормальную работу тяговых сетей электрифицированных железных дорог России в течение 7 месяцев в году, является грозовая деятельность атмосферы. По заданию Департамента электрификации и электроснабжения МПС РФ в 2000 - 2001 гг. ВНИИЖТ были проведены теоретические и практические исследования по вопросу защиты контактной сети железных дорог от атмосферных перенапряжений.

Результаты этой работы отражены в Техническом указании №К-85/01 от 12.08.01г. № ЦЭТ-2 Департамента электрификации и электроснабжения МПС России, а в уточненном виде - в 2002 г. в Правилах устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог [84]. В этих документах для ограничения влияния атмосферных перенапряжений на устройства контактной сети предлагаются ограничители перенапряжений для контактной сети (ОПНкс) с номинальным разрядным током не менее 10 кА. Для продолжения работ по замене разрядников на ограничители перенапряжений (ОПН) в соответствии с техническим указанием №К-85/01, начатых в 2002 году на электрифицированных участках сети дорог, в планах капитального ремонта на 2007 год предусмотрена установка ОПН на контактной сети новых участков, в т.ч., на участках переменного тока протяженностью 11867 км (см. Директивное письмо Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» за № ЦЭТ-31/15 от

31.01.2006г. «О выполнении технического указания №К-85/01 от 12.08.01г.»). В настоящее время ОПН признан лучшим средством защиты тяговых сетей от атмосферных перенапряжений, в т.ч. от прямых ударов молнии (п.у.м.). Тем не менее, не редки случаи, когда п.у.м. в контактную сеть вызывают перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкерных ветвей, защищенных ОПН, установленными в соответствии с требованиями «Правил устройства и эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог» [84]. Это обстоятельство потребовало выявления причин недостаточной эффективности существующей системы молниезащиты и разработки способа ее совершенствования.

Анализом отказов в работе тяговой сети железных дорог России, произошедших по причине грозовых перенапряжений за период 2000 - 2006гг. установлено, что, примерно, половина повреждений, приведших к перекрытию с разрушением изоляторов, пережогам проводов, вызвана прямым ударом молнии в опоры контактной сети. Вторая половина аналогичных повреждений вызвана прямым ударом молнии непосредственно в провода контактной сети, главным образом, в несущий трос.

Установлено, что, примерно, половина последствий прямого удара молнии в провода контактной сети ограничивается перекрытием изоляторов без их разрушения со снятием напряжения на период от срабатывания защиты до успешного АПВ.

Другая половина воздействий прямого удара молнии влечет за собой, примерно, в равных долях пробой с разрушением подвесных изоляторов и пережог несущего троса.

При прямом ударе молнии в опоры контактной сети основная часть повреждений (85%) приходится на перекрытие с разрушением изоляторов, из них, примерно, 80% составляют повреждения фиксаторных и консольных изоляторов.

Одной из причин повреждений контактной сети из-за грозовых перенапряжений является отсутствие разрядников. В ряде случаев наличие разрядников обеспечивает защиту контактной сети при прямом ударе молнии как в опору, так и в провода. Отсутствие должного внимания к условиям монтажа и эксплуатации роговых разрядников и ОПН делает их бесполезными в качестве защиты контактной сети при прямом ударе молнии, при этом присутствуют и разрушения изоляции самих разрядников и ОПН.

Анализ отказов технических средств хозяйства электроснабжения за последние семь лет показывает, что нарушение нормальной работы из-за грозовых перенапряжений устройств электроснабжения на 1 км развернутой длины электрифицированных линий на участках переменного тока примерно в 3 раза выше, чем на участках постоянного тока. Этот парадоксальный, но легко объяснимый результат, требует решить задачу повышения эффективности молниезащиты тяговых сетей, в первую очередь, применительно к участкам переменного тока.

Из всех грозовых повреждений тяговых сетей наиболее тяжелыми являются перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкеруемых ветвей. Установленные, в соответствии с Правилами [84], от анкеровок и других защищаемых мест разрядники и ОПН «. на расстоянии не более двух пролетов и только при невозможности этого - не далее четырех пролетов», не обеспечивают защиты изоляторов анкеруемых ветвей от разрушения как при п.у.м. в провода контактной сети, так и при п.у.м. в её опору. Более того, приближение разрядников и ОПН к анкеровке запрещено следующим требованием этого же пункта: «Установка разрядников и ОПН на анкерных опорах с оттяжками не допускается».

В качестве примера, иллюстрирующего сказанное, в табл. В.1. дано несколько типичных случаев перерывов движения и задержек поездов, вызванных разрушением гирлянд изоляторов анкеруемых ветвей в результате п.у.м. в провода контактной сети и в ее опору при наличии разрядников или ОПН, установленных в соответствии с Правилами [84].

Итак, для выяснения причины разрушения гирлянд изоляторов анкеруемых ветвей, защищенных разрядниками или ОПН, надо оценить потенциалы при п.у.м. в провода контактной сети, а также при п.у.м. в опору, связанную с тяговыми рельсами. С этой целью, естественно воспользоваться результатами теоретических и экспериментальных исследований грозозащиты электроустановок, выполненных предшественниками.

В развитии теории грозозащиты электроустановок можно выделить два этапа. На первом этапе в качестве воздействующего импульса принималась упрощенная стилизация формы волны тока молнии, что неизбежно отражалось на точности расчетов перенапряжений. На этом этапе научные основы грозозащиты электроустановок были заложены в классических работах крупнейших ученых - электроэнергетиков: А.А. Смурова [4], Л.И. Сиротинского [7], [19], А.И. Долгинова [14], [23], С. Хаяси [20], И.Ф. Полового [28], К. Бергера [34], М.В. Костенко [35], В.В. Бургсдорфа [38], [53], Р.Б. Андерсона и А.Дж. Эриксона [42], А.И. Якобса [53]. На этом же этапе применительно к условиям электротяги выдающийся научный вклад в разработку способов грозозащиты электроустановок был сделан в трудах И.И. Рыкова [13], [16], Д.В. Разевига [13], [24], В.Д. Радченко [37], [41], К.Б. Александрова [37], Е.Н. Дагаева [41], С.М. Сердинова [49], Б.И. Косарева [54].

Второй этап развития теории грозозащиты электроустановок характеризуется переходом от упрощенной стилизованной формы волны тока молнии к форме волны, приближенной к формам осциллограмм реального тока молнии, имеющих пулевую производную в начальный момент времени. Этот этап начинается с работы Ф. Хайдлера [51] (1985г.), в которой им предложена удачная функция для аппроксимации формы осциллограммы реального тока молнии. Эта функция заслуженно носит его имя. На этом этапе были получены важные результаты, существенно уточняющие наши представления о защите электроустановок от атмосферных перенапряжений, следующими исследователями: Г.Н. Александровым [62], [103], Э.М. Базеляном [82], [94], [105], Ю.П. Райзером [82], Р.К. Борисовым [85], [92], [106], К.П. Кадомской и А.А. Рейхердтом [114], П. Хассе [60], [65], [96], [110], И. Вайзингером [96], [110], В.А. Раковым [97] - [99], Г. Бигельмайером [69], Г.Дж. Гелденхузом [57], О. Байерлом [63], Е. Монтандоном [64], А.К. Лоханиным [70], В.П. Ларионовым [71], [78], А. Хаддадом [101], В. Д. Ковалевым [111], P.P. Мамошиным, Ю.В. Целебровским.

Исходя из методологии, сформировавшейся на втором этапе развития, автор считает возможным сделать следующий шаг па пути уточнения формы волны тока молнии, заключающийся в отказе от предварительного назначения четырех параметров, определяющих форму волны тока, независимо от свойств сложной кусочно-неоднородной цепи тока молнии.

Дело в том, что при п.у.м. в провода контактной сети форма волны тока, первоначально сформировавшаяся в канале молнии, не претерпевает заметных искажений в контактной сети. В случае же п.у.м. в опору, связанную с тяговыми рельсами, форма волны тока, как и форма волны потенциала рельсов, практически, однозначно определяется распределенными параметрами рельсовой цепи. Поскольку как в том, так и в другом случае имеется единственный инвариантный параметр, не зависящий от свойств элемента цепи тока молнии - разряжаемый заряд Q, то, именно, его и примем за исходную величину, которая будет определять форму волны тока в канале молнии, контактной сети и в тяговых рельсах (глава 1.).

Такая концепция, выдвигаемая впервые, нуждается в экспериментальной проверке. Поскольку основными критериальными параметрами адекватности являются: фазовая скорость волны тока молнии у(у), зависимости —(I),Q(I) и

Э/ форма волны тока молнии i(x,t), то, именно, по этим параметрам должно быть проведено сравнение результатов расчета с экспериментом (глава 2).

Таблица B.l.

Выписка из сводных данных по отказам технических средств хозяйства электроснабжения

Дата Дорога, ЭЧ Перегон Начало-окончание, Продолжительность Описание события

878 24.06.01г. В-СИБ ЭЧ-7 Улан-Удэ Новоильинс-кий - Илька, 1 путь 0.18-3.06 2 ч. 48 мин. Электропробой 2-х гирлянд изоляторов ПС-70 по 4 шт. в анкеровках несущего троса и контактного провода на оп. 359 из-за п.у.м. в опору.

866 24.06.03г. ГОР ЭЧ-10 Красно-уфимск Черная речка-Красно-уфимск 2 путь 16.26-17.42 1 ч. 16 мин. Нет напряжения в контактной сети. При грозе перекрыты с разрушением изоляторов в анкеровке несущего троса 5 ПФ-70. С опущенным токоприемником 700 м. Роговый разрядник работал. 23.35 - 1.25 полное восстановление (п.у.м. в несущий трос)

1222 20.08.04г. С-КАВ ЭЧ-3 Мин. Воды Бештау -Минеральные воды 1 путь 0.24-2.47 2 ч. 23 мин. При грозе перекрыты с разрушением гирлянды изоляторов ЗПФ-70 в несущем тросе на анкерной опоре № 47. 1.30 -2.47 полное восстановление (п.у.м. в несущий трос)

1229 11.08.05г. ЗАБ ЭЧ-9 Магдагачи Магдагачи четный и нечетный парки 17.18-18.05 47 мин. С 18.05 тяговая подстанция Магдагачи работает постом секционирования. 21.37 - 0.50 замена гирлянды изоляторов on. 19 в анкеровке фидерной линии 27,5 кВ между районной подстанцией Магдагачи и тяговой подстанцией Магдагачи (фидерная линия 2,5 км) Причина: перекрытие с разрушением гирлянды изоляторов 5ПФ-70 во время грозы (п.у.м. в анкерную опору)

Если адекватность предложенной модели будет доказана, то установленная в работе расчетная форма волны тока молнии позволит воспользоваться стандартной моделью расчета защитного действия разрядника или ОПН с целью установления их предельно допустимого расстояния от защищаемой изоляции (глава 3).

В результате исследования должны быть сформулированы рекомендации по предельно допустимым расстояниям от разрядников или ОПН до защищаемой изоляции и даны предложения по изменению нормативных документов с целью безусловного обеспечения грозозащиты тяговых сетей переменного тока.

Такова логика постановки и решения задачи, являющейся предметом диссертации.

Выводы и рекомендации

1. Анализом отказов в работе тяговой сети железных дорог России, произошедших по причине грозовых перенапряжений за период 2000 - 2006гг. установлено, что, приблизительно, половина повреждений, приведших к перекрытию с разрушением изоляторов, пережогам проводов, вызвана прямым ударом молнии в опоры контактной сети. Вторая половина аналогичных повреждений вызвана прямым ударом молнии непосредственно в провода контактной сети, главным образом, в несущий трос.

Установлено, что, примерно, половина последствий прямого удара молнии в провода контактной сети ограничивается перекрытием изоляторов без их разрушения, со снятием напряжения на период от срабатывания защиты до успешного АПВ.

Другая половина воздействий прямого удара молнии влечет за собой, примерно, в равных долях пробой с разрушением подвесных изоляторов и пережог несущего троса.

При прямом ударе молнии в опоры контактной сети основная часть повреждений (85%) приходится на перекрытие с разрушением изоляторов, из них, примерно, 80% составляют повреждения фиксаторных и консольных изоляторов.

Одной из причин повреждений контактной сети из-за грозовых перенапряжений является отсутствие разрядников. В ряде случаев наличие разрядников обеспечивает защиту контактной сети при прямом ударе молнии как в опору, так и в провода.

2. Из всех грозовых повреждений тяговых сетей наиболее тяжелыми являются перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкерных ветвей. Установленные в соответствии с требованиями «Правил устройства и эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог» [84] роговые разрядники или ОПН не обеспечивают защиты изоляторов анкеровок от перекрытий с разрушением при прямом ударе молнии в провода контактной сети или в её опору.

3. Для выявления предельно допустимых расстояний от ОПН до защищаемой изоляции, при которых ОПН может успеть оказать защитное действие, в диссертации была предпринята попытка дать теоретическое решение задачи определения формы волны тока молнии. Установлено, что эта форма г t инвариантна по отношению к параметру ь = —, где t0 - длительность фронта волны тока.

4. В отличие от эмпирической формулы Ф.Хайдлера [51], [98], в работе получено аналитическое решение уравнения, описывающего формулу волны тока, распространяющейся вдоль канала молнии с фазовой скоростью v, являющейся функцией закона распределения погонной емкости канала по его высоте. Установленные в работе закон изменения фазовой скорости волны тока молнии по высоте канала v(y) и ее численные значения во всем диапазоне измеренных значений, согласуются с результатами прямых натурных измерений, полученными за последние 70 лет [97].

5. Выполненное сопоставление теоретических результатов, полученных на основе развитой гипотезы о коротком (первом и последующих) нисходящем отрицательном разряде молнии как суперпозиции основного элементарного разряда заряда Q и смещенных во времени последующих дополнительных элементарных разрядов зарядов (2 »••• Q 8i »••• Q gn , с результатами прямых натурных экспериментальных исследований коротких (первом и последующих) нисходящих отрицательных разрядов молнии по критериям адекватности д i v(y),Q(I), ^-(1) J (t)) - показало удовлетворительное совпадение этих результатов и, следовательно, позволяет делать вывод о возможности использования разработанной методики расчета основных параметров коротких (первого и последующих) отрицательных разрядов молнии в практике молниезащиты тяговых сетей.

6. Установлено, что форма фронтов волн тока в канале молнии в инвариантном представлении /(£) в диапазоне(0 < t < t0) , практически, совпадает при различных законах распределения погонной емкости канала по высоте С (у) = var. Поскольку для расчета грозоупорности изоляции тяговой сети достаточно иметь достоверные данные о форме фронта волны тока в диапазоне времени(0 < t < t0) в качестве расчетной формы волны тока молнии при п.у.м. в контактную сеть рекомендуется принимать форму волны, распространяющейся при разряде заряда канала Q при условии, что емкость равномерно распределена по всей высоте канала (С = const .) .

7. Выполненные расчеты показали, что при установке ОПН, в соответствии с требованиями Правил [89], на расстоянии одного и более пролетов (более 50м) от защищаемых изоляторов анкеровки, при последующем коротком разряде (0,25/100 мкс, 25 кА, IV уровень защиты [94], [116]) за время пробега волной двойного расстояния от ОПН до изоляторов анкеровки, набежавшая волна перенапряжения успевает превысить пробивное напряжение изоляторов анкеровки, что объясняет бесполезность ОПН, установленных на расстоянии 50 м и более от защищаемых изоляторов тяговой сети. Зарегистрированные случаи перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкерных ветвей тяговых сетей переменного тока, защищенных ОПН, установленными на соседних опорах, («. на расстоянии не более двух пролетов и только при невозможности этого -не далее четырех пролетов. Установка разрядников и ОПН на анкерных опорах с оттяжками не допускается» [84, п.2.24.12.]) соответствуют последующим коротким разрядам при п.у.м. в провода контактной сети и в её опору, характеризующимися меньшими токами, но значительно более высокими значениями скоростей нарастаниями волн перенапряжений.

8. На основе выполненного исследования можно рекомендовать для защиты ответственных элементов электрооборудования тяговых сетей переменного тока от перенапряжений при прямом ударе молнии в провода контактной сети или в её опору устанавливать ОПН на расстоянии предельно допустимом от защищаемой изоляции, не превышающем 12 м.

9. Для повышения эффективности молниезащиты тяговых сетей переменного тока, с учетом выполненного исследования, автор предлагает внести следующие изменения и дополнения в «Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог» [84]: п. 2.24.9. На контактной сети переменного тока роговые разрядники или ОПН устанавливают: у анкеровок проводов контактной сети; на всех сопряжениях, в том числе, неизолирующих и нормально замкнутых изолирующих сопряэ/сениях - на обеих анкеруемых ветвях сопряжения; далее по тексту этого параграфа). п. 2.24.12. От анкеровок и других защищаемых мест разрядники и ОПН устанавливают на расстоянии не более 12 м.

Требования действующей редакции Правил: «Установка разрядников и ОПН на анкерных опорах с оттяжками не допускается» - исключить.

Эти предложения одобрены Департаментом электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» и нашли отражение в информационном письме № ЦЭТ-2/22 от 16.03.07 [120].

Заключение

Существующее уже более 100 лет представление о молнии как об идеальном генераторе тока, сыгравшее выдающуюся роль в практике молниезащиты, безусловно еще многие годы будет использоваться при решении инженерных задач, не требующих большой точности. Тем не менее, решение задач молниезащиты, основанное на рассмотрении молнии как генератора зарядов, позволит развить дифференцированный подход к нормативным значениям расчетных параметров молнии при коротких разрядах в зависимости от удельного электрического сопротивления горных пород в зоне расположения защищаемого объекта.

Глава 3. Критерии обеспечения защитного действия ОПН

В настоящее время ОПН признан лучшим средством защиты тяговых сетей переменного тока от п.у.м. Тем не менее, нередки случаи, когда п.у.м. в контактную сеть переменного тока вызывают перекрытия с разрушением гирлянд изоляторов анкерных ветвей, защищенных ОПН, установленными в соответствии с требованиями «Правил устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог» [84], [117], [118]. Выявим причины недостаточной эффективности применяемой схемы молниезащиты и рассмотрим возможные пути их устранения.

3.1. Предельно допустимое удаление ОПН от защищаемой изоляции

Для оценки предельно допустимого удаления ОПН от защищаемой изоляции воспользуемся стандартной моделью определения защитного действия разрядника или ОПН, основанной на обеспечении защитного действия аппарата до момента превышения набежавшей волны напряжения предельно допустимого значения на защищаемой изоляции. Это означает, что за время пробега отраженной от изоляции волны до ОПН и обратно, набежавшая волна не успевает превысить предельно допустимое напряжение.

Таким образом, точность оценки защитного действия ОПН однозначно характеризуется точностью расчета формы фронта набежавшей волны напряжения и(х,t < t0), определению которой были посвящены предшествующие разделы диссертации.

3.2. Прямой удар молнии в контактную сеть

Подставляя численные значения в формулу (1.3.2.1.-32) получим:

1Ч=Ц=--и-ir= 250 Ом. (1) л/3 40 - КГ12 - 3-10 8

Подставляя найденное значение Z м в формулу (1.3.1.-12) и учитывая, что Zg =300 Ом [ см. (1.3.1.-9) ], получим: =-—--/(/,) = 93 ,75 /(f,). (2)

1 2 + 300 /250 1 1

Инвариантная форма импульса тока ( рис.3 ), как это следует из сравнения выражений (1.З.2.1.- 25) и (1.З.2.1.- 27), имеет вид [112], [115 ]:

3) где:

I = <тйЛУ> Jomin(°>' = 'o)> И) = f- (5) о

Таким образом, расчетная формула (1.3.1.-2) приобретает окончательный вид: ки(М = «оО'о) + 93 ,75 77 (-Ц/, (6) о где / - значение расчетного тока молнии, однозначно определяемое принятыми уровнями защиты [94], [108], [116]; t0 - длительность фронта импульса [94], [108], [116].

Зависимость г](—)для практически важного диапазона значений представлена на рис. 15.

Результаты расчетов «„(/,) для всех уровней молниезащиты в зависимости от категории электрифицированных участков для первого короткого разряда (/0 = 10.икс) и для последующих коротких разрядов (/„ = 0,25т-с) даны в табл. 4.

1. Pollacheck F.Uber das Feld einer unendlich langen wechselstrom-durchflossen Einfachleitung. Elektrishe Nachrichtentechnik, 1926, Bd.3, H.9. (s. 339-359).

2. Carson J.R. Wave Propagation in Overhead Wires with Ground Return. The Bell System Technical Journal, 1926, Oct., vol.V, №4. (pp. 539-554).

3. Смуров A.A. Электротехника высокого напряжения и передача энергии. Том первый. Электрическое поле и передача энергии., изд. 2-е, исправленное и дополненное, Государственное научно техническое издательство. - М. - JI. 1931. 768 с.

4. Riordan J.Current Propagation in Electric Railway Propulsion Systems. -Transactions AJEE, 1932, December, (pp. 1011-1019).

5. Sunde E.D. Currents and Potential Along Leaky Ground Return Conductors. -Electrical Engineering, 1936, December, (pp. 1338-1346).

6. Сиротинский Л.И. Техника высоких напряжений. Выпуск третий. Перенапряжения и защита от перенапряжений. Госэнергоиздат. М. - Л. 1945.551 с.

7. Стреттон Д.А. Теория электромагнетизма. М.: Гостехиздат, 1948. 539с.

8. Sunde E.D. Earth Conduction Effects in Transmission Systems New York, 1949. 373 c.

9. Власов И.И. Контактная сеть. Трансжелдориздат. М. - 1951.387 с.

10. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Издательство иностранной литературы, 1951. 828 с.

11. Ван дер Поль Б., Бремер X. Операционное исчисление на основе двустороннего преобразования Лапласа. М.: Иностранная литература,1952. 506 с.

12. Рыков И.И., Разевиг Д.В. Защита от атмосферных перенапряжений тяговых устройств электрических железных дорог. Трансжелдориздат. -М.- 1953.91 с.

13. Долгинов А.И. Грозозащита электрических установок. Госэнергоиздат. -М.-Л, 1954. 240 с.

14. Рюденберг Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах. -М.: Издательство иностранной литературы, 1955. 714 с.

15. Рыков И.И., Перенапряжения в электротяговых устройствах. раздел в Техническом справочнике железнодорожника. С. 103-122. Том 10. Электроснабжение железных дорог. Ответственный редактор тома К.Г. Марквардт. Трансжелдориздат. - М. - 1956.

16. Бриллюэнл Л., Пароди М. Распространение волн в периодических структурах. М.: Издательство иностранной литературы, 1959. 457 с.

17. Сиротинский Л.И. Техника высоких напряжений. Часть третья. Выпуск первый. Волновые процессы и внутренние перенапряжения в электрических системах. Госэнергоиздат. М. - Л. 1959. 358 с.

18. Хаяси С. Волны в линиях электропередачи. Госэнергоиздат. М. - Л. 1960. 343 с.

19. Карякин Р.Н. Резонанс в тяговых сетях и его демпфирование. Гос. изд-во «Высшая школа». М. 1961. 230 с.

20. Карякин Р.Н. Методика расчета сопротивлений тяговых сетей переменного тока. Всесоюзный научно-исследовательского институт железнодорожного транспорта. Всесоюзное изд. полиграфич. объединение МПС. М. 1962.37с.

21. Долгинов А.И. Перенапряжения в электрических системах Госэнергоиздат. -М.-Л. 1962.512 с.

22. Борисоглебский П.В., Дмоховская Л.Ф., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С., Разевиг Д.В., Рябкова Е.Я. Техника высоких напряжений. Под общей редакцией Разевига Д.В. Госэнергоиздат. М.-Л. 1963. 471 с.

23. Карякин Р.Н. Тяговые сети переменного тока. Изд. 2-ое. М., «Транспорт». 1987. 279 с.

24. Шимони К. Теоретическая электротехника. Изд. «Мир». М. 1964. 773с.

25. Карякин Р.Н. Гальваническое влияние тяговых сетей переменного тока. Электричество, 1965 №8. С. 57-62.

26. Половой И.Ф. Грозозащита подстанций и вращающихся машин. С. 185334. Раздел в Сборнике Итоги науки и техники. Серия: Электрические станции, сети и системы. 1964. ВИНИТИ. М. 1966.

27. Карякин Р.Н. Демпфирование резонансных колебаний в тяговых сетях двухпутных участков. Электричество, №8.1967. С. 34-38.

28. Янке Е.; Эмде Ф.; Лёш Ф. Специальные функции. Издание 2-е. Перевод с 6-го переработанного немецкого издания. Издательство «Наука». Гл. редакция физ-мат. лит-ры., М, 1968. 344 с.

29. Карякин Р.Н., Власов С.П., Шевейко А.И. Распределение потенциала на поверхности земли территории тяговой подстанции. Электричество, №3. 1968. С. 54-58.

30. Карякин Р.Н., Власов С.П. К вопросу о нормировании заземляющих устройств электроустановок с большими токами замыкания на землю. -Промышленная энергетика, №5. 1968.

31. Карякин Р.Н., Шевейко А.И. Экспериментальные исследования заземляющих устройств тяговых подстанций переменного тока. С. 111120. Труды Всесоюзн. научн. - исслед. института ж.д. транспорта. - Вып. 420, 1970.

32. Berger К. Messunger und Resultate der Blitzforschung auf der Monte San Salvatore bei Lugano, der Tahre 1963 1971. Bull. SEV, 1972, vol.63, №24. (C. 1403-1422).

33. Александров Г.Н., Иванов B.Jl., Кадомская К.П., Козырев Н.А., Костенко М.В., Кучинский Г.С., Половой И.Ф., Рябов Б.М., Хоберг В.А. Техника высоких напряжений. Под ред. М.В. Костенко. М. «Высшая школа», 1973. 528 с.

34. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Изд-во «Наука». Гл. редакция физ-мат. лит-ры., М, 1973. 831с.

35. Радченко В.Д. Техника высоких напряжений устройств электрической тяги. М. «Транспорт». 1975. 359 с.

36. Карякин Р.Н., Добрынин В.К. Входное сопротивление протяженного вертикального заземления в многослойной земле. Электричество. 1975, №8. С 18-21.

37. Абрамовиц М. и Стиган И. (ред.). Справочник по специальным функциям. М. «Наука». Гл. редакция физ-мат. лит-ры., М, 1979. 830 с.

38. Радченко В.Д., Дагаев В.Н. Глава 11. Перенапряжения и защита от них устройств электроснабжения в Справочнике по электроснабжению железных дорог. С. 104-220. Том 1. Под ред. К.Г. Марквардта. М. -«Транспорт». 1980.

39. Anderson R.B., Eriksson A.J. Lightning parameters for engineering application Electra, 1980, №69. (pp. 65-102).

40. Карякин Р.Н., Солнцев В.И. Сопротивление растеканию стальных и железобетонных конструкций, используемых в качестве естественных заземлителей. Промышленная энергетика, №7. 1981. С. 49-53.

41. Карякин Р.Н., Солнцев В.И. Расчет сопротивления заземлителей, образованных железобетонными фундаментами. Электричество. № 8, 1981. С. 42-44.

42. Карякин Р.Н., О возможности использования в качестве заземлителей железобетонных фундаментов, защищенных от воздействия агрессивных сред. Промышленная энергетика, №10. 1982.

43. Базуткин В.В., Дмоховская Л.Ф. Расчеты переходных процессов и перенапряжений. М. Энергоатомиздат, 1983. 328 с.

44. Карякин Р.Н., Солнцев В.И. Заземлитель. Авторское свидетельство №1115143. Опубликовано 23.09.84.

45. Карякин Р.Н., Добрынин В.К. Сопротивление кабельной эстакады, используемой в качестве заземлителя. Электричество, № 2, 1984. С. 6366.

46. Сердинов С.М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. Изд. Второе, переработанное и дополненное. М., «Транспорт». 1985. 301 с.

47. Heidler H. Analytische Blitzstromfunktion zur LEMP-Berechnung. 18 ICLP (International Conference on Lightning Protection), Munich, Germany, 1985.

48. Базуткин B.B., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжения в электрических системах. Под общей редакцией В.П. Ларионова. М.: Энергоатомиздат. 1986.463 с.

49. Бургсдорф В.В., Якобе А.И. Заземляющие устройства электроустановок. -М.: Энергоатомиздат. 1987.400 с.

50. Косарев Б.И. Электробезопасность в тяговых сетях переменного тока. -М., «Транспорт». 1988.216 с.

51. Карякин Р.Н., Солнцев В.И. Использование железобетонных фундаментов производственных зданий в качестве заземлителей. М.: Энергоатомиздат. 1988. 128 с.

52. ГОСТ 27661-88. Изоляторы линейные подвесные тарельчатые. Типы, параметры и размеры. 11 с.

53. Geldenhuys Н.Т., Ericsson А.Т. and Bourn G.W. Fifteenyars Data of Lightnihg Current Measurements on a 60m Mast. 19 International Conference on Lightning Protection (ICLP, 1988), Graz, Austria. C. 451 -456.

54. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД.34.21.122-87. М. Министерство энергетики и электрификации СССР. 1988.50 е.L

55. Karyakin R.N. Effects of electrical current on the human body. Procedings 10~ International Symposium of the Section of the ISSA for the Prevention of Occupational Risks Due to Electricity. Wien. 1990.

56. Hasse P. EMV orientiertes Blitz - Schutzzonen - Konzept mit Beispielen aus der Praxis. DEHN - Sonderdruck, Nr. 24. aus "Electromagnetische Vertraglichkeit", VDE- Verlag gmbh, Offenbach. 1991. C. 59-150.

57. Инструкция по устройству сетей заземления и молниезащите. Взамен СН 102-76. Инструкцию разработали Р.Н. Карякин, JI.K. Коновалова, В.И.Солнцев. Концерн «Электромонтаж». М. 1992. 63 с.

58. Aleksandrov G.N., Sorokin A.F. Calculation Method for the Process of Lightning Volume Charge Neutralization. 21- International Conference on Lightning Protection (ICLP, 1992), Berlin, Germany, pp. 33-38.

59. Beierl O. Front Shape Parametrs of Negative Subsequent Strokes Measured at the Peissenberg Tower. Там же. pp. 19-24.

60. Montandon E. Bonding and routing practice with respect on lightning protection and EMC. Там же.

61. Hasse P., Wessinger J. Lightning Protection for information systems: a part of EMC. Там же.

62. ГОСТ P 50 571.3 94 (МЭК 364-4-41-92). Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током. 22 с.

63. ГОСТ Р 50 571.10 96 (МЭК 364-5-54-80). Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства и защитные проводники. 15 с.

64. Карякин Р.Н. Электромагнитные процессы в протяженных заземлителях в неоднородных структурах. Электричество, № 7, 1996. С. 43-51.

65. Biegelmeier G., Krefter G., Kiefer К. H. Schutz in electrischen Alagen. Band 1: Gefahren durch der electrischen Storm. (105 c.) Band 2: Erdungen, Berechnung, Asfuhrung und Messung. (99 c.) VDE - Verlag GMBH, Berlin und Offenbach. 1996.

66. Лоханин А. К. Вопросы координации изоляции электрооборудования высокого напряжения для сетей переменного тока в мировой практике. -Электричество. № 5,1997. С. 19-23.

67. Илларионова Е.А., Ларионов В.П. Расчетная модель ступенчатого лидера отрицательной молнии. Электричество. № 5,1997. С. 70-71.

68. Бочковский Б.Б., Рогожин И.Б., Росанов Н.И., Тимашова Л.В. Определение координат ударов молнии и амплитудных значений её токов. -Электричество. № 8,1997. С. 24-29

69. Михайлов М.С., Дубовой Э.И.Возможность оценки положения молнии в пространстве по измерению её электромагнитного излучения в одной точке. Электричество. № 12, 1997. С. 8-15.

70. Крюков И.С., Фарафонов А.В., Айзенштейн Л.С., Бардин А.Н. Защита устройств электрической тяги ограничителями перенапряжений. Вестник ВНИИЖТ. №2, 1997. С. 32-35.

71. ГОСТ Р 51204-98. Изоляторы стержневые полимерные для контактной сети железных дорог. Общие технические условия. 10 с.

72. ГОСТ 12670-99. Межгосударственный стандарт. Изоляторы фарфоровые тарельчатые для контактной сети электрифицированных железных дорог. Общие технические условия. 16 с.

73. Карякин Р.Н. Научные основы электробезопасности электроустановок. -Электрические станции, № 2, 1999. С. 56-66.

74. Ларионов В.П. Молниезащита. Части I IV. - Электричество. №№ 4 С. 5158., 7 С. 64-68., 9 С. 61-68., 11 С. 60-65. 1999.

75. Карякин Р.Н. Электробезопасность заземляющего устройства. -Электричество. № 12,2000. С. 25-32.

76. IEC TS 61312-3.2000-07. Protection against Lightning Electromagnetic impulse. Part 3: Requirements of surge protective devices (SPDs). 111c.

77. Каталог изоляторов для контактной сети и BJI электрифицированных железных дорог. МПС Департамент электрификации и электроснабжения. - М. 2000. 113 с.

78. Базелян Э.М., Ю.П. Райзер. Физика молнии и молниезащиты. М.: Физматлит. 2001. 319 с.

79. Бадёр М.П. Электромагнитная совместимость. Учебник для вузов железнодорожного транспорта. - М. УМК МПС, 2002. 638 с.

80. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог (ЦЭ-868). Департамент электрификации и электроснабжения МПС. М. «Транспорт», 2002. 184 с.

81. Косарев А.Б., Котельников А.В. Специфические особенности заземления в системах тягового электроснабжения железных дорог и метрополитенов. -Там же. С. 137-141.

82. Гайворонский А.С., Клепиков А.В., Прокофьева Е.Н. Грозоупорность двухцепных BJI 110; 220 кВ на опорах башенного типа в районах с многолетнемерзлыми плохопроводящими грунтами. Там же. С. 209-217.

83. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Глава 1.1. Общая часть. Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности. М.: Энергосервис, 2002. (С. 1-94).

84. Федеральный закон о техническом регулировании, утвержденный Президентом Российской Федерации 27.12.02 № 184-ФЗ. М.: Энергосервис, 2003.71 с.

85. Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К., Кужекин И.П., Жуков А.В. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. -М.: Энергоиздат, 2003. 768 с.

86. Карякин Р.Н. Устройство безопасных электроустановок. М.: Энергосервис, 2003. 309 с.

87. Hasse P., Landers E.U., Wessinger J. TMV Blitzschutz von electrischen and electronischen Systemen in Baulichen Alagen. VDE - Verlag gmbh, Berlin -Offenbach. 2004. 305 c.

88. Rakov V.A. Lightning Return Stroke Speed: A Review of Experimental Data. -27ш International Conference on Lightning Protection (ICLP, 2004), Avignon, France. 6 c.

89. Bermudez J.L., Репа C.A., Rachidi F., Heidler F., Rakov V.A. Analitical Representation of Lightning Current Wave forms using Genetic Algorithms. -Там же. 6 с.

90. Cooray V., Rakov V.A., Theethayi N. The relation ship between the leader charge, and the return stroke current - Berger's data revisited. - Там же. 6 с.

91. Baran I., Bouquegneau. Statistical Description of Lightning Current Parameters. Там же. 6 с.

92. Haddad A., Edgington C., Griffiths H. Effect of Distance on Surge Arrester Protection: Comparison of Recommended Practices. Там же. 5 с.

93. Требования по выполнению условий электромагнитной совместимости на объектах электроэнергетики. Методические указания разработали: Дьяков

94. A.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К., Жуков А.В., Смирнов М.Н., Балашов

95. B.В. М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик». 2005. 64 с.

96. Александров Г.Н. Грозозащита воздушных линий электропередачи. -Электричество, № 7,2005. С. 73-81.

97. Слышалов В.К., Слышалов А.В., Киселева Ю.А., Шалаев Ю.Ф., Бедняков

98. Базелян Э.М., Чичинский М.И. Особенности работы заземлителей молниеотводов в группах низкой проводимости. - Там же. С. 85-92.

99. Борисов Р.К., Смирнов М.Н., Коломиец Е.В., Янковский Б.Д.: Экспериментальные исследования импульсных характеристик заземляющих устройств. Там же. С. 107-113.

100. Технические условия ТУ 3414-008-71262287-03. Ограничители перенапряжений нелинейные типов ОПН-П-27,5/30/10/2 (500) КС УХЛ1. -М. ООО «НПО «Ампер». 2005.44 с.

101. Карякин Р.Н. Справочник по молниезащите. М. Энергосервис. 2005. 880 с.

102. Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок. Издательство «Энергосервис», М.2006.520 с.

103. Hasse P., Wessinger J. Zischank W. Handbuch fur Blitzschutz und Erdung. -Pflaum Verlag GMBH/ Munchen Berlin - Heidelberg. 2006. 314 c.

104. Ш.Ковалев В.Д. Основные достижения и перспективные направления работ Всероссийского электротехнического института. Электричество, №9, 2006. С. 2-8.

105. Карякин Р.Н., Лосев В.Г. «Влияние заземляющего устройства на ток молнии. раздел в книге Р.Н. Карякина «Нормы устройства сетей заземления». М. Энергосервис. 2006. С. 331-353.

106. Кадомская К.П., Рейхерд А.А. Моделирование волны тока молнии при расчетах грозоупорности электрических сетей. Электричество, №11. 2006. С. 17-23.

107. Карякин Р.Н. Методика расчета основных параметров нисходящего отрицательного разряда молнии. Электричество, №11. 2006. С. 24-32.

108. IEC 62305. Protection against Lighting. Part 1 5. 2006.

109. Лосев В.Г. Анализ эффективности молниезащиты тяговых сетей переменного тока. Труды VII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» 26-27 октября 2006г. Московский государственный университет путей сообщения, Москва, 2006г. С. V-24.

110. Лосев В.Г. Молниезащита тяговых сетей. Мир транспорта. № 1, 2007. С. 12-17.

111. Информационное письмо Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» «О предельно допустимых расстояниях установки ограничителей перенапряжения (ОПН) на контактной сети переменного тока» № ЦЭТ-2/22 от 16.03.07.