Россия
Россия
Цель: произвести анализ, направленный на выявление недостатков существующей методики расчета цепных контактных подвесок электрифицированных железных дорог в экстремальных температурных условиях. Показать необходимость внедрения современных методов расчета на основе математического моделирования с применением средств автоматического проектирования. Методы: разработка МКЭ-модели с применением программного комплекса ANSYS Workbench, позволяющей определять натяжение несущего троса контактной подвески с учетом нагрева от протекающего тока в условиях тяжеловесного движения. Сравнение результатов расчета по существующей методике и по разработанной МКЭ-модели. Результаты: проведенный анализ показал, что в текущем подходе не учитываются важные физические факторы, что может приводить к потенциальным ошибкам как в проектировании, так и в эксплуатации контактной сети. Результаты электротепломеханического расчета на разработанной МКЭ-модели выявляют несоответствия в определении температуры нагрева и натяжения несущего троса полукомпенсированной контактной подвески, что указывает на необходимость пересмотра ключевых параметров, используемых в существующей методике расчета. Практическая значимость: разница в результатах расчетов показывает важность внедрения современных методик определения необходимых для проектирования и эксплуатации параметров и подтверждает актуальность исследования, в особенности в условиях организации тяжеловесного движения поездов. МКЭ-модели, примененные в исследовании, обладают широким расчетным функционалом и возможностью задания различных граничных условий, таких как температура окружающего воздуха, величина тока, протекающего по проводам контактной сети, и натяжение проводов. Эти модели могут быть эффективно использованы в проектировании и научной деятельности специалистами различных областей.
контактная сеть, контактная подвеска, несущий трос, режим максимальной температуры, температура нагрева провода, системы тягового электроснабжения
1. СТН ЦЭ 141-99. Нормы проектирования контактной сети. М.: ЦЭ МПС РФ, 2001. 16 с.
2. Фрайфельд А. В., Брод Г. Н. Проектирование контактной сети. М.: Транспорт, 1991. 335 с.
3. СП 131.13330.2020. Строительная климатология СНиП 23-01-99* (с изменениями № 1, 2). Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2021. 132 с.
4. Техническое указание № К‑06-07 «О несущих тросах контактной сети переменного тока», утв. письмом Департамента электрификации и электроснабжения от 31.08.2007 № ЦЭТ‑2/49.
5. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года (утв. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 17.06.2008 № 877‑р).
6. ГОСТ 32697-2019. Тросы контактной сети железной дороги несущие. Технические условия. Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2019. 8 с.
7. Батрашов А. Б. Совершенствование электротепловых расчетов и характеристик контактной сети постоянного тока: дисс. … канд. техн. наук. Екатеринбург, 2019. 216 с.
8. Воронин А. В. Токораспределение между продольными проводами контактной сети и тепловой расчет ее элементов: дисс. … канд. техн. наук. М., 1946. 143 с.
9. Кудряшов Е. В. Совершенствование механических расчетов контактных подвесок на основе статических конечно-элементных моделей: дисс. … канд. техн. наук. СПб., 2010. 162 с.
10. Fundamentals of Heat and Mass Transfer / F. P. Incopera [et al.]. 6th ed. New Jersey: John Wiley and Sons, 2006. 1070 p.
11. Contact Lines for Electric Railways. Planning, Design, Implementation, Maintenance / F. Kiessling [et al.]. 2nd ed. Erlangen: Publicis Publisching, 2009. 994 p.
