CS201106B1 - Connection of the d.c current feedbacks from the electric traction rails - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

REPUBLIKA ‘ ’ K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ

(61) (23) Výstavní priorita(22) Přihlášeno 15 12 72 (21) PV 8622-72 201 106 (11) (Bl) (51) ΙηΐΟ.’Β 60 II 5/00

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněno 29 02 80(45) Vydáno 01 03 83 (75)

Autor vynálezu VYKOUPIL LIBOR ing. , BRNO ♦ (54) Zapojení zpětných vedení stejnosměrného proudu z kolejí elektrické trakce 1

Vynález se týká zapojení zpětných vedení stejnosměrného proudu z kolejí elektrickétrakce pro snížení korozních účinků bludných proudů na podzemních zařízeních.

Stávající systémy stejnosměrné elektrické trakce využívají k vedení zpětného prouduocelových kolejí, které nejsou izolovány vůči okolní půdě. Tím dochází k úniku stejnosměr-ných proudů z kolejí do země, které se jako bludné proudy šíří po podzemních kovových za-řízeních, hlavně po potrubích a pláštích kabelů. V místech, kde dochází k výstupu bludnýchproudů z úložných zařízení do okolní půdy, vzniká elektrochemická koroze, která rychlenarušuje kovový materiál potrubí a kabelů, čímž dochází k vysokým materiálním škodám,hlavně však k ohrožování zdraví a životů občanů při úniku nebezpečného média dopravované-ho potrubím a kabely. V městech s frekventovanou stejnosměrnou kolejovou dopravou a čle-nitou kolejovou sítí vystupují stejnosměrné bludné proudy do okolní půdy v místech připo-jení zpětných kabelů, nebo v místech sledujících pohyb vozidel a to podle systému polaritytrolejového vedení a kolejí, dále pak na všech místech kolejí, kde došlo ke ztrátě podél-né vodivosti kolejí na příklad zlomy kolejí, přerušením kontaktních spojek a podobně, dá-le na všech místech se zvýšenou vodivostí kolejového podkladu. V půdě vstupují tyto prou-dy do nechráněných částí kovových potrubí a plášíů kabelů, kde dále přestupují v místechpřiblížení a křižování těchto zařízení do jiných potrubí a kabelů, obcházejí místa přírub 201 106 2 SOI 100 a spojek a v blízkosti kolejí vystupují z napadených úložných zařízení zpět do kolejí*

Ha všech místech, kde doohází k výstupu stejnosměrného proudu, vzniká elektroohemioká ko-roze úměrná výěi a trvání proudu. Při průtoku proudu střídavého nebo proudu oběas měnící-ho svůj smysl se elektrochemické působení řídí jinými zákony než u proudu stejnosměrného.Přitom je prokázáno, že takové proudy jsou z hlediska koroze podstatně méně nebezpečné,než při proudu stejnosměrném. Podle světového průzkumu a statistik dosahují takové prou-dy pouze několika prooent hodnoty korozního poěkození ve srovnání s účinky stejnosměrné-ho proudu i při stejné proudové hustotě na povrchu kovu.

Omezování účinků stejnosměrných bludných proudů na dotčených podzemních zařízeníchse dosahuje pasivními a aktivními ochranami na přiklad tím, že se kovová potrubí a jiná e úložná zařízení opatřují antikorozními nevodivými nátěry a obaly, proudy z potrubí seodsávají elektrickými polarizovanými a nepolarizovanými drenážemi, úložná zařízení sepřipojují na obětní elektrody, nebo se nabíjejí vnějčimi elektrickými zdroji na zápornýpotenciál vůči okolní půdě a podobně* žádným dosud známým technicky a ekonomloky dostup-ným opatřením nelze úplně zabránit vstupu a výstupu bludných proudů na úložných zaříze-ních a podstatně snížit Škodlivost jejich účinku, ba naopak, některá z výSe uvedenýchaktivních ochran působících příznivě na omezenýoh částech chráněných zařízení mohou ne-příznivě ovlivnit korozi ostatních nechráněných zařízepí uložených v.těsném souběhu schráněnými. Známé technické prostředky ze strany provozovatelů kolejové trakce jakozdroje bludných proudů jsou zaměřeny pouze na snižování výSe úniku proudů z kolejnic tím,že se zvySuje podélná vodivost kolejí, zvySuje se množství odsávacích zpětných vedení doměníren, kolejnice se ukládají na méně vodivé podloží, tratě se opatřují krytem protipodmáčení kolejí povrohovými vodami, snižuje se potenciálový rozdíl mezi kolejovými tra-sami a podobně, Většina těchto opatření není dostatečně a trvale účinná proto,,že nárůstelektrické kolejové dopravy hlavně ve městech s provozem nových vozidel s vysokými prou-dovými odběry je v rozporu s okamžitou přenosovou schopností zpětných vedení včetně oce-lových kolejnic, a také proto, že podloží kolejnic se v důsledku zvyšování obsahu solív půdě a podmáčením stává vodivější proti výohozímu stavu. Technická koncepce všechopatřeni ke snižování korozních účinků na úložná zařízení jak ze strany provozovatelůkolejové dopravy, tak ze strany uživatelů úložných zařízeni, je tedy zaměřena na stejno-směrné bludné proudy, nebo? elektrická trakce hlavně v městeoh a jejích aglomeracíchje už od začátku své existence zařízena na provoz stejnosměrných vozidel a jejich napá-jeni ze stacionárních stejnosměrných zdrojů - měníren, přičemž v nejbližší budoucnostise nepočítá se zavedením střídavé trakce do městské kolejové dopravy. V tom je rozdílod současné elektrifikace železnic, která se provádí již výhradně střídavým proudem,jehož vedení nelzolovanými kolejnicemi nečiní takové potíže z hlediska korozivního pů-sobení, jako při proudu stejnosměrném. Výše uvedené korozní působení bludnými stejnosměrnými proudy na podzemních úložnýchzařízeních snižuje zapojení zpětných vedení stejnosměrného proudu z kolejí elektrické 201 100 trakce tím, že zpětné kabely jsou cyklicky připojovány v měnírně do obvodu zpětného prou-du podle vynálezu. Tímto přepojováním vedení zpětného proudu již o malé frekvenci dojdeke změně smyslu toku proudu jak v kolejnicích, tak i ke změně smyslu toku bludných proudůna podzemních úložných zařízeních, přiěemž stávající energetický systém napájení a pohonuklasických stejnosměrných vozidel zůstává zachován. Zapojením podle vynálezu se periodic-ky změní místa výstupu proudu na úložných zařízeních, kde dochází k interferenci proudůna příklad z potrubí do jiného potrubí, u spojů potrubí, dále v místech, kde potrubízkracuje cestu proudu mezi kolejovými tratěmi a jinde, přiěemž dojde zároveň ke změnámpolarizace a depolarizace, ke změnám kritické hustoty proudu na dotčené ploše povrchu ko-vu. V souladu s výše uvedenými rozdílnými účinky střídavého a stejnosměrného proudu bu-de úložné zařízení takto vystaveno podstatně nižším korozním účinkům, obdobným jako uproudu klasicky střídavého, o nichž rozhoduje nejen součin proudu a doby jeho trvání,ale mimo jiné také frekvence střídání smyslu proudu, agresivita půdního prostředí, mate-riál úložných zařízení, kritická hustota proudu na povrchu kovu, impedance proudovéhookruhu potrubí, kolejí a jiné vlivy. V obr. 1 je znázorněno příkladné zapojení podle vynálezu na dvou zpětných kabelíchkontaktním způsobem, v obr. 2 je naznačeno jiné zapojení pro komutaci proudu v kolejíchbezkontaktním způsobem. Připojením kabelu Z1 spínačem S (obr. l) je veden zpětný proud J sestávající z proudůvíce vozidel kolejemi jako proud JK , v témže smyslu se šíří bludný proud J3 po potrubíPÍ a P2, přičemž v anodických oblastech označených + vyvolává korozi na kolejích v blíz-kosti bodu A, dále na levé straně přírubové spojky £ potrubí Pl. dále v místě D, kde do-chází k interferenci proudu z potrubí Pl na potrubí P2 a v místě E, kde proud z potrubíP2 vystupuje do kolejí K. Přepnutím spínače S na kabel Z2 se obrátí smysl proudu v kole-jích K od bodu B k bodu A, čímž se v témže směru změní i směr bludného proudu JK vyznače-ný čárkovaně. Tím se změní i poloha anodických míst, která vzniknou na kolejích u bodu 3,dále na potrubí P2 v místě D, dále na druhé straně přírubové spojky G a v místě F napotrubí Pl. Cyklickým přepínáním jednotlivých zpětných kabelů s překrytým zapnutím oboukabelů dochází k periodickému střídání smyslu proudu v kolejích a zároveň ke změně smyslubludných proudů v potrubích Pl a P2. Ke snížení korozního napadení na interferenčníchmístech až na 10 % v zásaditých půdách již dostačuje změna smyslu proudu prováděná jeden-krát za 2 sekundy, v kyselých půdách se touto frekvencí sníží koroze na 20 £ stavu připroudu stejnosměrném. Frekvenci přepínání proudu lze v měnírně M měnit technickým zaříze-ním spínače -S až do několika hertzů. Jako spínače S lze použít na příklad stykačů nebovýkonových tyristorů, u nichž lze programově řídit délku doby sepnutí, jakož i dobu pře-krytí paralelního zapnutí více kabelů. Komutace zpětného proudu průmyslovou frekvencíje možné dosáhnout i bezkontaktně trvalým zapojením podle obr. 2 tak, že v měnírně κje každá ze tří anodových nebo katodových větví usměrňovače U místo na obvyklou přípojni-ci zpětného pólu připojena na zpětné kabely Zl, Z2, Z^, které jsou odporově srovnány vy-

Claims (1)

1. 201 100 rovnávacím odporem R, přičemž kolejnice K vytváří takto přípojnici zpětného pólu. V obr. 2 jsou jednotlivé fázová proudy po usměrnění vyznačeny plnou, čárkovanou a Čer-chovanou čárou.Zapojení podle vynálezu je aplikovatelné i pro jiný počet odsávacích. zpět-ných vedení a pro jinou konfiguraci kolejová sítS, než je vyznačeno a popsáno ve výše uveděných příkladech. Γ ?. 2 2 -L. · Zapojení zpětných vedení stejn· snížení · korozních účinků biudn, t í;íí i zs «y\ .X ·*· »- Λ *"·’Τ.Λ*ν { 7Ť zpotn«r.u proudu* 2. í.j.po^ eriX podle bodu 1, vyznače: ·>>ν připojeny spínačem (3 > · M . / /-i i- po-ile .i., vyznuce. r 5 2 j * i vru 'lezu z-.-.poJtny do rodové nebo ka‘;odcv-í větve vícefázovélio usraíríovuSe (-)♦ Ϊ výkresy