Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 96647 10.20295/2223-9987-2025-1-106-118 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Increasing the Efficiency of Grounding the Overhead Catenary Supports on AC Railway Sections Повышение эффективности заземления устройств контактной сети на участках переменного тока Кремлев Иван Александрович Kremlev Ivan Aleksandrovich ivkreml@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Салита Евгений Юрьевич Salita Evgeniy Yur'evich salitaey@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Терехин Илья Александрович Terehin Il'ya Alksandrovich terekhin@pgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Омский государственный университет путей сообщения Омск Россия Omsk State University of Railway Engineering Omsk Russian Federation Омский государственный университет путей сообщения Омск Россия Omsk State Transport University Omsk Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University St. Petersburg Russian Federation 25 03 2025 25 03 2025 2025 1 106 118 24 03 2025 https://atjournal.ru/en/nauka/article/96647/view

Цель: Дать обоснование способам повышения эффективности работы устройств заземления и улучшения электробезопасности при эксплуатации участков железной дороги переменного тока благодаря изменению способов заземления опор контактной сети. Методы: Аналитически дана оценка рассматриваемым техническим решениям с точки зрения обеспечения электробезопасности и электромагнитной совместимости; путем имитационного моделирования проведен сравнительный анализ существующей и альтернативной систем заземления; расчетным путем получены оптимальные значения сопротивлений растеканию групп опор контактной сети. Результаты: В тексте рассмотрены аспекты воздействия аварийных режимов короткого замыкания на безопасность работников во время эксплуатации и обслуживания устройств контактной сети при различных вариантах заземления опор. Были разработаны модели различных систем заземления для проведения сравнительного анализа их эффективности с использованием программы MatLab — Simulink, а также выполнены расчеты необходимых значений сопротивления растеканию для групп опор. Практическая значимость: Преднамеренный отказ от соединения заземляющих спусков опор контактной сети с рельсами позволит снизить расходы на обслуживание и содержание заземляющих устройств. Полученные результаты могут быть использованы при организации эксплуатации разземленных от рельса участков тяговой сети переменного тока.

Purpose: To provide justification of increasing the efficiency of grounding devices and improving electrical safety on AC railway sections using the new methods of grounding overhead catenary supports. Methods: Analytical assessment of the technical solutions under study in terms of electrical safety and electromagnetic compatibility has been made; a comparative analysis of the existing grounding systems and alternative ones has been carried out using simulation modelling; optimum values of the resistance to dissipation of groups of overhead catenary supports have been obtained by calculations. Results: The impact of short-circuit failure modes on the workers’ safety during the operation and maintenance of catenary network devices at different types of support grounding have been considered in this paper. Different grounding system models have been developed for their efficiency comparative analysis using MatLab-Simulink software and the required values of resistance to dissipation for groups of supports have been calculate. Practical significance: The intended refusal from connecting the catenary support grounding to the rails will reduce the grounding maintenance costs. The obtained results can allow organizing the operation of AC railway sections with the rail ungrounded system.

 Контактная сеть переменный ток заземление трос группового заземления сопротивление растеканию электробезопасность разземленные опоры релейная защита распределение потенциала Contact network alternating current (AC) grounding group grounding cable resistance to dissipation electrical safety ungrounded supports relay protection potential distribution

Терехин И. А. К вопросу электробезопасности при разземлении опор контактной сети / И. А. Терехин, И. А. Кремлев // Успехи современного естествознания. — 2012. — № 6. Terehin I. A. K voprosu elektrobezopasnosti pri razzemlenii opor kontaktnoy seti / I. A. Terehin, I. A. Kremlev // Uspehi sovremennogo estestvoznaniya. — 2012. — № 6. Кузнецов А. А. Обеспечение электробезопасности при преднамеренном разземлении опор контактной сети на участках железных дорог переменного тока / А. А. Кузнецов, Ю. В. Кондратьев, В. А. Кващук // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2013. — № 1. — С. 328–333. Kuznecov A. A. Obespechenie elektrobezopasnosti pri prednamerennom razzemlenii opor kontaktnoy seti na uchastkah zheleznyh dorog peremennogo toka / A. A. Kuznecov, Yu. V. Kondrat'ev, V. A. Kvaschuk // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. — 2013. — № 1. — S. 328–333. Бадер М. П. Электромагнитная совместимость: учебник для вузов железнодорожного транспорта / М. П. Бадер. — М.: УМК МПС, 2002. — 638 с. Bader M. P. Elektromagnitnaya sovmestimost': uchebnik dlya vuzov zheleznodorozhnogo transporta / M. P. Bader. — M.: UMK MPS, 2002. — 638 s. ГОСТ Р 12.1.038—2024. ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов. GOST R 12.1.038—2024. SSBT. Elektrobezopasnost'. Predel'no dopustimye znacheniya napryazheniy prikosnoveniya i tokov. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. — 2021. — 173 с. Pravila tehnicheskoy ekspluatacii elektroustanovok potrebiteley. — 2021. — 173 s. Инструкция по заземлению устройств энергоснабжения на электрифицированных железных дорогах: ЦЭ-346. — М., 1995, 65 с. Instrukciya po zazemleniyu ustroystv energosnabzheniya na elektrificirovannyh zheleznyh dorogah: CE-346. — M., 1995, 65 s. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: учебное пособие / Л. А. Бессонов. — М.: Гардарик, 2003. — 317 с. Bessonov L. A. Teoreticheskie osnovy elektrotehniki. Elektromagnitnoe pole: uchebnoe posobie / L. A. Bessonov. — M.: Gardarik, 2003. — 317 s. Кремлев И. А. Совершенствование методики определения опасного напряжения в смежных линиях связи при магнитном влиянии тяговой сети переменного тока / И. А. Кремлев, И. А. Терехин, И. В. Тарабин и др. // Транспортные системы и технологии. — 2020. — С. 92–100. Kremlev I. A. Sovershenstvovanie metodiki opredeleniya opasnogo napryazheniya v smezhnyh liniyah svyazi pri magnitnom vliyanii tyagovoy seti peremennogo toka / I. A. Kremlev, I. A. Terehin, I. V. Tarabin i dr. // Transportnye sistemy i tehnologii. — 2020. — S. 92–100. Пинчуков П. С. Комплексная оценка работы релейной защиты тяговой сети переменного тока / П. С. Пинчуков, С. И. Макашева, А. П. Костин // Вестник Брянского государственного технического университета. — 2020. — № 7. — С. 27–38. Pinchukov P. S. Kompleksnaya ocenka raboty releynoy zaschity tyagovoy seti peremennogo toka / P. S. Pinchukov, S. I. Makasheva, A. P. Kostin // Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. — 2020. — № 7. — S. 27–38. Кремлев И. А. Проблемы внедрения системы тягового электроснабжения переменного тока с опорами контактной сети, не заземленными на рельс и пути их решения / И. А. Кремлев, И. А. Терехин, Е. Г. Абишов и др. // Вопросы электротехнологии. — 2020. —№ 1. — С. 88–94. Kremlev I. A. Problemy vnedreniya sistemy tyagovogo elektrosnabzheniya peremennogo toka s oporami kontaktnoy seti, ne zazemlennymi na rel's i puti ih resheniya / I. A. Kremlev, I. A. Terehin, E. G. Abishov i dr. // Voprosy elektrotehnologii. — 2020. —№ 1. — S. 88–94. Дынькин Б. Е. Защита контактной сети переменного тока при разземлении опор: учебное пособие / Б. Е. Дынькин. — Хабаровск: Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения, 2002. — 151 с. Dyn'kin B. E. Zaschita kontaktnoy seti peremennogo toka pri razzemlenii opor: uchebnoe posobie / B. E. Dyn'kin. — Habarovsk: Dal'nevostochnyy gos. un-t putey soobscheniya, 2002. — 151 s. Кремлев И. А. Перспектива перевода участков тяговой сети без заземления на рельсы / И. А. Кремлев, И. А. Терехин, И. В. Тарабин и др. // Тез. докл. междунар. симпозима «Eltrans 10.0». — СПб.: Санкт-Петербургский ун-т путей сообщения, 2019. — С. 66–97. Kremlev I. A. Perspektiva perevoda uchastkov tyagovoy seti bez zazemleniya na rel'sy / I. A. Kremlev, I. A. Terehin, I. V. Tarabin i dr. // Tez. dokl. mezhdunar. simpozima «Eltrans 10.0». — SPb.: Sankt-Peterburgskiy un-t putey soobscheniya, 2019. — S. 66–97. Кремлев И. А. Перспектива внедрения системы тягового электроснабжения переменного тока с опорами контактной сети, не заземленными на рельс / И. А. Кремлев, Р. Б. Скоков, И. А. Терехин // Бюллетень результатов научных исследований. — 2020. — № 4. — С. 57–66. Kremlev I. A. Perspektiva vnedreniya sistemy tyagovogo elektrosnabzheniya peremennogo toka s oporami kontaktnoy seti, ne zazemlennymi na rel's / I. A. Kremlev, R. B. Skokov, I. A. Terehin // Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy. — 2020. — № 4. — S. 57–66.