Моделирование электромагнитных влияний многопроводных тяговых сетей на трубопроводы
https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-3-552-564
EDN: PGNVMM
Аннотация
Цель – исследовать силы резания на единичном зерне при воздействии его на обрабатываемый материал. Аналитическое исследование проведено на модели единичного абразивного зерна в виде стержня с закругленной по радиусу вершиной, действующего на обрабатываемый материал. Для расчета интенсивности деформации пластически оттесняемого материала заготовки под действием единичного зерна использован метод линий скольжения (метод характеристик). В результате проведенных аналитических исследований – пластического деформирования материала, оттеснения заторможенной зоны и трения ее о поверхность зерна при движении вверх в виде стружки, трения зерна о пластически деформированный материал, а также воздействия динамической составляющей пластического деформирования – разработаны математические модели по всем перечисленным факторам. Доказана значимость динамической составляющей в общем балансе сил, связанных с пластическим деформированием, путем определения отношения динамического напряжения на линии разрыва к пределу текучести на сдвиг. На примере расчета данной зависимости для материалов Д16Т и 30ХГСА установлено, что целесообразно учитывать динамическую составляющую силы резания при скорости соударения единичного зерна с обрабатываемой поверхностью свыше 50 м/с. Приведены графики зависимости относительной силы на зерне от относительной глубины внедрения зерна. Предложенная методика расчета сил резания на единичном зерне позволяет рассчитывать суммарную силу взаимодействия единичного зерна с обрабатываемым материалом. Для перехода к заданным способу обработки и обрабатываемому материалу необходимо определить количество зерен, участвующих в контакте, продолжительность контакта, скорость резания. Имея эти данные, можно рассчитывать производительность процесса и показатели качества обработанной поверхности.
Ключевые слова
При поддержке: Исследования выполнены в рамках государственного задания «Проведение прикладных научных исследований» по теме «Разработка методов, алгоритмов и программного обеспечения для моделирования режимов систем тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока и электромагнитных полей на тяговых подстанциях железных дорог переменного тока».
Об авторах
К. В Суслов
Иркутский национальный исследовательский технический университет; Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт»
Россия
Россия
Суслов Константин Витальевич, д.т.н., профессор, профессор кафедры электроснабжения и электротехники, Иркутский национальный исследовательский технический университет; профессор кафедры гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии, Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт»
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1
А. В. Крюков
Иркутский национальный исследовательский технический университет; Иркутский государственный университет путей сообщения
Россия
Россия
Крюков Андрей Васильевич, д.т.н., профессор, профессор кафедры электроснабжения и электротехники, Иркутский национальный исследовательский технический университет; профессор кафедры электроэнергетики транспорта, Иркутский государственный университет путей сообщения
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15
П. В. Илюшин
Центр интеллектуальных электроэнергетических систем и распределенной энергетики Института энергетических исследований РАН
Россия
Россия
Илюшин Павел Владимирович, д.т.н., руководитель
117186, г. Москва, ул. Нагорная, д. 31, корп. 2
А. В. Черепанов
Иркутский государственный университет путей сообщения
Россия
Россия
Черепанов Александр Валерьевич, к.т.н., доцент, доцент кафедры электроэнергетики транспорта
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15
А. Е. Крюков
Иркутский национальный исследовательский технический университет
Россия
Россия
Крюков Александр Егорович, аспирант
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Список литературы
1. Котельников А.В., Косарев А.Б. Электромагнитное влияние тяговых сетей переменного тока на металлические коммуникации // Электричество. 1992. № 9. С. 26–34.
2. Technische Richtlinien-71 (TRL-71). EMR-Technic Kathodischer Korrosionsschutz fur Erdgasfernleitungen. P. 80.
3. Шамшетдинов К.Л. Особенности электрометрического контроля противокоррозионной защиты подземных трубопроводов в условиях влияния высоковольтных линий электропередач // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2008. № 1. С. 58–60.
4. Ратнер М.П. Индуктивное влияние электрифицированных железных дорог на электрические сети и трубопроводы. М.: Транспорт, 1966. 164 с.
5. Коннова Е.И., Косарев А.Б. Расчет электромагнитного влияния сетей переменного тока на металлические коммуникации // Вестник ВНИИЖТ. № 2. 1990. С. 17–19.
6. Charalambous C.A., Demetriou A., Lazari A.L., Nikolaidis A.I. Effects of electromagnetic interference on underground pipelines caused by the operation of high voltage ac traction systems: the impact of harmonics // IEEE Transactions on Power Delivery. 2018. Vol. 33. Iss. 6. Р. 2664–2672. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2018.2803080.
7. Czumbil L., Micu D., Munteanu C., Stet D., Tomoioaga B. Optimal design of the pipeline right-of-way nearby high voltage transmission lines using genetic algorithms // 50th International Universities Power Engineering Conference. 2015. https://doi.org/10.1109/UPEC.2015.7339841.
8. Gupta A., Thomas M.J. Coupling of high voltage AC power lines fields to metallic pipelines // 9th International Conference on Electro Magnetic Interference and Compatibility (Bangalore, 23–24 February 2006). Bangalore, 2016.
9. Shahri A.S., Nair N.-K.C. Overhead shielding wire and induced potential on pipeline located close to high voltage transmission // Australasian Universities Power Engineering Conference. 2016. https://doi.org/10.1109/AUPEC.2016.7749379.
10. Alshahr A.S. Assessment of induced potential on metallic pipeline located nearby to EHV AC OHTL // IEEE 2nd International Conference on Signal, Control and Communication. 2021. https://doi.org/10.1109/SCC53769.2021.9768375.
11. Janda Z., Nohác̆ K. Analysis of the inductive effects of overhead lines to close pipelines // Proceedings of the 2014 15th International Scientific Conference on Electric Power Engineering. 2014. https://doi.org/10.1109/EPE.2014.6839430.
12. Mu Wenzhe, Zhao Zhibin, Zhu Yongmei, Lei Xiaozhou. A rapid modeling for analysis the effect of transmission line to oil and gas pipeline // Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility. 2016. Vol. 1. https://doi.org/10.1109/APEMC.2016.7522916.
13. Chai Chia Soon, Kadir M.Z.A.A., Izadi M., Jasni J, Gomes C. The effect of electromagnetic fields due to hv line on the parallel pipeline // IEEE International Conference on Power and Energy. 2014. https://doi.org/10.1109/PECON.2014.7062407.
14. Sawma E., Zeitoun B., Harmouche N., Georges S., Hamad M., Slaoui F.H. Electromagnetic induction in pipelines due to overhead high voltage power lines // International Conference on Power System Technology. 2010. https://doi.org/10.1109/POWERCON.2010.5666086.
15. Junyang Li Xun. Interference on buried pipeline with insulating flange near high voltage transmission line // 2nd IEEE Advanced Information Management,Communicates,Electronic and Automation Control Conference. 2018. https://doi.org/10.1109/IMCEC.2018.8469489.
16. Shwehdi M.H., Alaqil M.A., Mohamed S.R. EMF Analysis for a 380kV transmission OHL in the vicinity of buried pipelines // IEEE Access. 2020. Vol. 8. Р. 3710–3717. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2961109.
17. Shahri A.S.A., Nair N.-K.C. AC potential on pipelines nearby EHV power lines due to low frequency induction // Australasian Universities Power Engineering Conference (Wollongong, 27–30 September 2015). Wollongong: IEEE, 2015. https://doi.org/10.1109/AUPEC.2015.7324828.
18. Dawalibi F., Pinho A. Computerized analysis of power systems and pipelines proximity effects // IEEE Transactions on Power Delivery. 1986. Vol. 1. Iss. 2. P. 40–48. https://doi.org/10.1109/TPWRD.1986.4307932.
19. Haifeng Sun, Pei Wang, Haojing Chang, Xiancang Ai, Tianlong E., Bonian Su, et al. Study on electromagnetic influence of 750 kV AC transmission lines on multiple buried pipelines // Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility. 2016. https://doi.org/10.1109/APEMC.2016.7522725.
20. Liu Xing-Ting, Wang Wei, Yu Hua. Analysis of mutual electromagnetic influence between transmission line and buried pipeline // 4th International Conference on Information Science and Control Engineering. 2017. https://doi.org/10.1109/ICISCE.2017.293.
21. Alshahri A.S., Dinh Minh Thi Nguyet, Nair N.K.C. Induced voltage on pipeline located close to high voltage lines due to electromagnetic induction // Australasian Universities Power Engineering Conference. 2014. https://doi.org/10.1109/AUPEC.2014.6966589.
22. Lu Duo, Liu Chenlong, Qi Lei, Yuan Hui. Mitigation of electromagnetic influence on the buried metal pipeline near overhead AC transmission line // Sixth International Conference on Electromagnetic Field Problems and Applications. 2012. https://doi.org/10.1109/ICEF.2012.6310384.
23. Adamek M., Vostracky Z. Interference from transmission lines to buried pipelines // 16th International Scientific Conference on Electric Power Engineering. 2015.
24. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск: Иркутский ун-т, 2005. 273 с.
25. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Determination of the induced voltages when nonparallel power lines are adjacent to one another // Power Technology and Engineering. 2015. Vol. 49. Iss. 4. P. 304–309. https://doi.org/10.1007/s10749-015-0620-4.
26. Carson I.R. Wave propagation in overhead wires with ground return // Bell Systems Technical Journal. 1926. Vol. 5. Iss. 4. P. 539–554. https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1926.tb00122.x.
27. Василянский А.М., Мамошин Р.Р., Якимов Г.Б. Совершенствование системы тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ, 50 Гц // Железные дороги мира. 2002. № 8. С. 40–46.
28. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Определение собственных и взаимных сопротивлений в многопроводных системах, содержащих подземные провода // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2021. № 1. С. 184–191. https://doi.org/10.26731/1813-9108.2021.1(69).184-191.
Рецензия
Для цитирования:
Суслов К.В., Крюков А.В., Илюшин П.В., Черепанов А.В., Крюков А.Е. Моделирование электромагнитных влияний многопроводных тяговых сетей на трубопроводы. iPolytech Journal. 2023;27(3):552-564. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-3-552-564. EDN: PGNVMM
For citation:
Suslov K.V., Kryukov A.V., Ilyushin P.V., Cherepanov A.V., Kryukov A.E. Modeling of electromagnetic influences of multi-wire traction networks for pipelines. iPolytech Journal. 2023;27(3):552-564. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-3-552-564. EDN: PGNVMM
Просмотров:
248
Послать статью по эл. почте 