Zemní proudová pole v okolí elektrizovaných drah

Pavel Svoboda

Doctoral thesis

Earth Flow Fields in the Vicinity of Electrified Railways

Abstract:

Ve své dizertační práci se zaobírám zkoumáním nepříznivých vlivů, které vznikají při provozu na tratích napájených stejnosměrnou proudovou soustavou. Jedná se tedy především o unikající proudy, protože v konečném důsledku způsobují elektrochemickou korozi na kovových úložných zařízeních, které se nacházejí v blízkosti, trati. První část této práce je zaměřena na způsoby napájení trakčních proudových soustav, jenž se používají na území České republiky V druhé části je proveden teoretický rozbor elektrochemické koroze vlivem unikajících proudů z kolejí elektrizovaných tratí a možnosti, jak této negaci zabránit. Modelováním se zabývá třetí část práce, kde je model tvořen zdrojem napájení, elektrickým hnacím vozidlem, kolejnicí a jednotlivými zemními vrstvami. Takto vytvořený simulační model umožňuje umístit do jednotlivých zemních vrstev jakákoliv úložná zařízení, jenž se mohou v okolí elektrizovaných tratí vyskytnout. Pomocí simulačního programu je pak vyobrazeno rozložení potenciálů způsobených unikajícími proudy na atypickém úložném zařízeni jako je patka stožáru a nástupiště. V předposlední časti je popsáno měření na vybraném objektu měnírny a odečet specifických hodnot, se kterých je pak vynesen přehledný graf. V závěru práce je provedeno srovnání měřených a modelových hodnot. Ze získaných výsledků lze učinit příslušné závěry a navrhnout řešení na zmenšení tohoto negativního účinku.

Abstract:

In my PhD thesis, I focused on examining the adverse effects that arise when running on lines powered direct current system. It is therefore especially the leakage current, because ultimately cause electrochemical corrosion metal storage devices that are located nearby track. The first part is focused on ways of power electrification systems, which are used in the Czech Republic. The second part is the theoretical analysis of electrochemical corrosion due to leaking currents from the track electrified lines and ways to prevent this negation. The third part deals with modeling where the model consists of power supply, electrical drive vehicle, rail and individual layers of earth. The created simulation model allows to locate the individual ground layers to any storage device, which is may occur around electrified lines. Potential distribution caused by leakage current on atypical storage devices such as the mast foot and the platform is then shown using a simulation program. In the penultimate section describes measurements on selected substations and specific reading values, which are then plotted graph of. In the conclusion will be compared and measured model values. From the results obtained, we can make conclusions and propose solutions to reduce this negative effect.

Keywords

Elektrická vozba, trakční proudové soustavy, unikající proudy, bludné proudy, úložná zařízení, simulace, měření.

Keywords

Electric chariots, electrification system, leakage current, stray currents, storage devices, simulation, measurement.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 18. 6. 2015
• Supervisor: Josef Paleček
• Reader: Jiří Kupczyn, Lubomír Ivánek, Milan Pospíšil

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doctoral programme / field:
Elektrotechnika / Elektroenergetika