Математическое обоснование прямой и обратной зависимостей для определения гололёдной нагрузки в блочных компенсаторах контактной сети

Статья посвящена развитию математического аппарата автоматизированной системы контроля веса проводов контактной сети, предназначенной для раннего обнаружения гололёдно-изморозевых отложений. В ранее выполненных исследованиях были получены зависимости между углами отклонения ветвей, параметрами компенсатора и измеряемыми усилиями для двухблочных и трёхблочных компенсирующих устройств, а также обосновано минимально необходимое количество тензометрических датчиков для корректного контроля гололёдной нагрузки. В настоящей работе выполнен переход от зависимостей для углов отклонения ветвей каната к формулам, непосредственно связывающим добавочную гололёдную нагрузку с усилием, регистрируемым тензометрическим датчиком. Показано, что различие коэффициентов передачи нагрузки в указанных схемах должно учитываться при выборе чувствительности датчиков и настройке алгоритмов обработки данных АСКВП.

1. Методические указания по борьбе с гололёдом и автоколебаниями на контактной сети, линиях ДПР, автоблокировки и продольного электроснабжения. Кн. 1. Основы профилактического подогрева, плавки гололёдно-изморозевых образований и меры борьбы с автоколебаниями проводов контактной сети и высоковольтных линий. – Москва : ОАО «РЖД», 2004. – 132 с.

2. Фигурнов, Е. П. Условия успешной плавки гололёда на неизолированных проводах воздушных линий / Е. П. Фигурнов, Ю. И. Жарков, Т. Е. Петрова // Электричество. – 2013. – № 8. – С. 21–27. – ISSN 0013-5380.

3. Жарков, Ю. И. Повышение надежности и безопасности электроснабжения на основе мониторинга и раннего обнаружения опасных внешних воздействий и скрытых дефектов в устройствах электроснабжения / Ю. И. Жарков, Ю. Г. Семенов, Е. П. Фигурнов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2012. – № 1 (45). – С. 190–195. – ISSN 0201-727X.

4. Кубкина, О. В. Исследование возможности применения емкостного способа контроля толщины стенки гололёдно-изморозевых образований на проводах. Математическая модель емкости планарного конденсатора / О. В. Кубкина // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2008. – № 2 (30). – С. 95–100. – ISSN 0201-727X.

5. Трубицин, М. А. Анализ способов обнаружения гололёда на проводах ЛЭП и их применение для контактной сети / М. А. Трубицин, О. Г. Лукашевич // Инженерный вестник Дона. – 2016. – № 4 (43). – С. 23. – ISSN 2073-8633.

6. Михеев, В. П. Контактные сети и линии электропередачи : учебник для вузов ж.-д. транспорта / В. П. Михеев. – Москва : Маршрут, 2003. – 416 с. – ISBN 5-89035-086-2.

7. Фрайфельд, А. В. Проектирование контактной сети электрифицированных железных дорог / А. В. Фрайфельд. – Москва : Транспорт, 1984. – 327 с.

8. Черных, В. Н. Совершенствование системы обнаружения раннего гололёдообразования для контактных сетей электрифицированных железных дорог / В. Н. Черных, В. А. Осипов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2024. – № 2 (94). – С. 110–118. – DOI 10.46973/0201-727X_2024_2_110.

9. Осипов, В. А. Математическое обоснование минимально необходимого количества тензодатчиков для корректного контроля гололёдной нагрузки в составе АСКВП / В. А. Осипов, В. Н. Черных // Известия Транссиба. – 2025. – № 4 (64). – С. 10–19. – ISSN 2220-4245.

10. Черных, В. Н. Метод раннего обнаружения гололёда на контактной сети / В. Н. Черных // Энергетика транспорта. Актуальные проблемы и задачи : сборник научных трудов международной научно-практической конференции ; Ростовский государственный университет путей сообщения. – Ростов-на-Дону, 2024. – С. 12–15. – EDN PNDASB.

11. Черных, В. Н. Алгоритмы и техническая реализация автоматизированной системы контроля веса проводов контактной сети / В. Н. Черных, В. А. Осипов // Транспорт : наука, образование, производство : сборник научных трудов международной научно-практической конференции ; Ростовский государственный университет путей сообщения. – Ростов-на-Дону, 2025. – С. 103–107. – EDN JYHGRF.

12. Патент № 2823373 C1. Российская Федерация, МПК B60M 1/12, B60M 1/26. Автоматизированная система контроля веса проводов контактной сети железной дороги / В. А. Осипов, В. Н. Черных, Н. В. Черных. – № 2024103146 ; заявлено 08.02.2024 ; опубликовано 22.07.2024, Бюл. 21. – 5 с. – EDN AHWHIS.