Тақырыбы: Электрлік және магниттік ықпалдар

Кез-келген электр тізбегі онда айнымалы кернеу немесе ток болғанда қоршаған ортада осы ортада бар тізбекте кернеу немес ток индукциялайтын айнымалы электромагнитті өріс туғызады. Ықпалға ұшырайтын тізбектегі токтар мен кернеулер оған қызмет көрсететін адамдардың өміріне қауіп туғызатындай, сонымен қатар тұтас алғанда тізбекке жалғанған аппараттар мен приборлардың, өткізгіштердің изоляциясына тұтастығын бұзатындай мәндерге дейін жетуі мүмкін.Бұл жағдайда ықпалды қауіпті деп атайды. Егер тізбекте индукцияланған кернеулер мен токтар онымен берілетін пайдалы электр сигналдарының бұрмалануына әкелсе, яғни олар тізбектің қалыпты жұмысын нашарлатса немесе бұзса, онда мұндай ықпалдар кедергі келтіретін деп аталады.

Үлкен ықпалды тасымалдаудың төменгі деңгейлі тізбегіне энергияны жоғары деңгейлі тасымалдау тізбегі, мысалы жоғары вольтты тасымалдау желілері мен байланыс желісіндегі электрлік темір жолдардың жүктемелік желісі, төменгі вольтты электр желілері және т.б. жасайды. Энергияны тасымалдаудың төменгі деңгейлі тізбектері кері ықпал етсе, ал тасымалдаудың жоғары деңгейлі тізбектерінің кері ықпалы әдетте үлкен емес, олармен іс жүзінде санасуға болады.

Ықпалдың дәрежесі ықпал ететін және ықпалға түсетін тізбектердің симметриялығына тәуелді. Егер тізбектің өткізгіштері бастапқы (актив кедергі, индутивтілік, өткізгіштердің арасындағы және жерге қатысты сыйымдылық, изоляцияның өткізгіштігі) және екінішілік (толқындық кедергі және толқынның таралу коэффициенті) сияқты бірдей электрлік параметрлерге ие болса ол симметриялы. Егер мұндай тізбектің барлық өткізгіштеріндегі кернеу мен токтар шамасы жөнінен бірдей және фазасы бойынша 180⁰-қа (екі өткізгішті тізбекте) немесе 120⁰-қа ығысқан (үш өткізгішті тізбекте) болса, онда оның өткізгіштерінің векторлық қосындысы нөлге тең және нөлдік тізбектеудің тогы жоқ (жерде ток жоқ). Симметриялық тізбектің түйіндес тізбектерге ықпалы минималь және ықпал ететін тізбектің жекелеген өткізгіштерінің арасындағы және ықпалға ұшырайтын тізбектің өткізгіштерінің параметрлердің әртүрлі болуына байланысты ғана туындауы мүмкін, яғни ассиметриялы.Әдетте, тізбектің өткізгіштері абсолют бірдей параметрлерге ие болмайтындықтан, онда іс жүзінде барлық екі- және үш өткізігішті электр тізбектері ішінара немесе толығымен симметриялы емес.

Электрленген темір жолдың ықпал ететін желісін жүктемелі подстанциядан тұратын контур, электр локомотив және жүктемелі желі құрады. Жүктемелі тізбекке қоректендіретін және соратын өткізгіштер, контактілік желінің өткізгіштері, жер мен жерге қатысты таралған өтізгіштікке ие рельстер енеді. Жүктемелі желінің ықпал етуші кернеуі айнымалы токтың жұмыстық кернеуіне тең, жердегі ток шамасы жөнінен жұмыстық токқа шамалас. Сондықтан жүктемелік желі бірөткізгішіті бір фазалы токты жер арқылы қайтаратын желі сияқты іс жүзінде толықтай симметриялы емес және көршілес тізбектерге күшті ықпал етеді.

Ықпалға ұшырайтындар іс жүзінде электр темір жолдарына жақын орнатылған, энергияны берудің төменгі деңгейлі, ауалы және кабелді: байланыс желілері, электр тасымалдау желілері, автоблокировканың рельсті желілері, көршілес жолдардың өшірілген контактілік желісі және т.б. сонымен қатар электрлік емес бірақ металл ғимраттар, эсткадалар, құбыр өткізгіштер ұшырайды.

Қауіпті және кедергі келтіретін ықпалдар туатын ықпал ететін және ықпалға ұшырайтын желілердің өзара орналасуын жақындасу деп, ал желілердің ықпал ететін желінің перпендикуляры бойынша өлшенентін арақашықтығын жақындасудың ені деп атайды.Желінің жақындасу енінің өзгермеген ұзындығында ол параллель болса, ал параллель немесе қиғаш жақындасу бөліктері болғанда күрделі түрде болады. Бұдан ары жүктемелік желінің түйіндес желі деп атайтын ықпалға ұшырайтын кез-келген желіге ықпалын қарастырамыз. Алдын ала келесідей бастапқы жағдайларды қабылдаймыз.

Ток рельстермен және жермен ағатын жүктемелік желі бірінші контуры –«контактілік желі- жер», екіншісі –«рельстер-жер» болатын екі контур түрінде берілуі мүмкін. Алдымен бірінші контурдың түйіндес желіге ықпалын одан соң екінішісін қарастырамыз. Бірінші контур(контактілік желі-жер) толығымен симметриялы емес бір өткізгішті желі болып табылады. Контактілік желідегі өшуді ескермеуге болады, себебі жұмыстық жиіліктегі оның толқынының таралу коэффициенті елеусіз.

Бір өтізгішті желі-контактілік желінің бір өткізігішті түйіндес желіге (егер түйіндес желі екі өткізгішті болса онда ол қандай да бір жуықтаумен екі бірөткізігіштердің үйлесімі болып табылады) ықпалын қарастырамыз. Түйіндес желінің контактілік желіге ықпалын ескермеуге болады, себебі оны елеусіз аз дейміз. Жерге қатысты түйіндес желідегі индуцияланған кернеу әдетте ықпал ететін кернеуден аз. Қандай да бір қарастыруға ықшамдаулар үшін контактілік желімен жақындасу түйіндес желінің ұзына бойында орын алады дейміз, жақындасуды параллель деп аламыз, бұл желілердің арасында байланыс параметрлерін оның ұзындығы бойынша тұрақты деп санауға мүмкіндік береді. Осы алғышарттарға негіздеп, жерге және токқа қатысты индукцияланған кернеулердің контактілік желінің ықпал ететін кернеу мен тогына, желілер арсындағы байланыс параметрлеріне және 1 суретте көрсетілген жақындасу схемасы үшін түйіндес желінің параметрлеріне тәуелділігін анықтаймыз.

Дәріс 3