Автоматизированный метод определения обледенения контактного провода на основе контроля фазового перехода воды

Бараусов Виктор Александрович

doi:10.20295/2223-9987-2025-4-64-77

УДК

621.315.175

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА НА ОСНОВЕ КОНТРОЛЯ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ВОДЫ Автоматизированный метод определения обледенения контактного провода на основе контроля фазового перехода воды

АА Аа

Опубликовано в Бюллетень результатов научных исследований · Страницы 64–77 · Рубрика: Проблематика транспортных систем

DOI: https://doi.org/10.20295/2223-9987-2025-4-64-77

Получено: 24.06.2025 Одобрено: 20.07.2025 Опубликовано: 15.12.2025

Авторы

БА

Бараусов Виктор Александрович

БА

Бараусов Виктор Александрович

Группа Компаний ИМСАТ руководитель проекта · Россия

АННОТАЦИЯ

Цель: Повышение надежности работы контактной сети и снижение эксплуатационных затрат за счет выявления обледенения контактного провода. Рассматривается метод обнаружения наледи, основанный на регистрации тепловых эффектов, сопровождающих фазовый переход воды из твердого состояния в жидкое и обратный ему. Методы: Методология базируется на теплофизическом анализе параметров данного процесса. Предложен специализированный модуль, расположенный на контактном проводе с двумя температурными датчиками и двумя разнесенными электрическими нагревателями, работающими в асинхронном режиме. Методика измерения включает вычисление разности температур между двумя удаленными друг от друга участками контактного провода и последующий анализ длительности фазового перехода воды из твердого в жидкое состояние для определения наличия наледи и измерения ее толщины. В статье приведены: конструктивная особенность и принцип работы специализированного модуля, методика определения и измерения толщины льда на основе анализа тепловых характеристик, математическая модель, сравнительный анализ эффективности предложенного решения с традиционными методами борьбы с обледенением. Результаты: Подтверждено, что при образовании льда формируется характерное температурное «плато» и наблюдается обнуление разности температур, что позволяет точно диагностировать обледенение и количественно оценить толщину наледи. Методика, основанная на анализе теплового процесса, принципиально нечувствительна к таким внешним факторам, как ветер и осадки, и высокочувствительна к наличию даже тонкого ледового отложения. Практическая значимость: Исследование подтверждает возможность оперативного и точного выявления наледи на проводе контактной сети, включая измерение ее толщины, с автоматической передачей данных в диспетчерскую систему. Предложенное решение может быть интегрировано в существующие системы антиобледенения, а также использовано при проектировании новых участков контактной сети.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Контактный провод, обледенение, автоматический мониторинг, теплофизический метод, фазовый переход, определение толщины льда

1. Горячев М. П. Система автоматизированного мониторинга силы тяжения провода воздушных линий электропередачи по параметрам кручения и провеса: дис. … канд. техн. наук / М. П. Горячев. — Казань: КГЭУ, 2019. — 130 с.

2. Соловьев В. А. Автоматическая система удаления льда с проводов линий электропередач / В. А. Соловьев, В. М. Козин, Д. А. Орлов, С. И. Сухоруков. — Комсомольск-на-Амуре: Изд-во Комсомольского-на-Амуре гос. техн. ун-та, 2012.

3. Фадеев Г. М. История железнодорожного транспорта России / Г. М. Фадеев и др.; под общ. ред. Е. Я. Красковского, М. М. Уздина. — СПб.; М., 1994.

4. Ли И. Развитие технологии борьбы с гололедом на контактной сети железных дорог / И. Ли, И. П. Викулов // Бюллетень результатов научных исследований. — 2025. — № 1. — С. 183–200.

5. Козлов В. П. Развитие микропроцессорных систем управления в промышленности / В. П. Козлов, А. Н. Петров // Автоматизация и современные технологии. — 2001. — № 5. — С. 12–18.

6. Самарин А. Современные технологии мониторинга воздушных электросетей ЛЭП / А. Самарин, В. Масалов // Control Engineering Россия. — 2013. — Июнь.

7. Сигнализатор обледенения. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сигнализатор_обледенения (дата обращения: 30.07.2025).

8. Ратушняк В. С. Энергоэффективное предупреждение гололедообразования на основе электромеханического преобразователя: дис. … канд. техн. наук / В. С. Ратушняк, М. В. Тимошенко. — Новосибирск: НГТУ, 2019. — 142 с.

9. Бубнов В. П. Анализ датчиков автоматической системы обогрева стрелочных переводов / В. П. Бубнов, В. А. Бараусов, Ш. Х. Султонов // Автоматика, связь, информатика. — 2022. — № 4. — С. 8–11.

10. Трубицин М. А. Анализ способов обнаружения гололеда на проводах ЛЭП и их применение для контактной сети / М. А. Трубицин, О. Г. Лукашевич // ИВД. — 2016. — № 4(43).

11. Патент RU 2767246 Российская Федерация. Модуль периодического определения наледи на длинномерных элементах конструкций, в частности проводах воздушных ЛЭП / В. А. Бараусов, П. В. Григорьев, С. Г. Селянин; заявл. 04.08.2021; опубл. 18.03.2022. 2025/4 Bulletin оf Scientific Research ResultsПроблематикатранспортныхсистем 75

12. Бараусов В. А. Имитационная модель асинхронного способа определения толщины льда на контролируемой поверхности / В. А. Бараусов // Интеллектуальные технологии на транспорте. — 2025. — № 2(42). — С. 20–28.

13. Патент RU 2763473 Российская Федерация. Способ и устройство определения толщины льда на рабочей поверхности датчика обледенения / В. А. Бараусов, П. В. Григорьев, А. Г. Семенов; заявл. 26.05.2021; опубл. 29.12.2021.

14. Султонов Ш. Х. Методика проведения эксперимента по климатическим испытаниям датчика обледенения / Ш. Х. Султонов, В. П. Бубнов, В. А. Бараусов, В. С. Забузов и др. // Железнодорожный подвижной состав: проблемы, решения, перспективы: материалы Третьей Международной научно-технической конференции. — Ташкент, 2024. — С. 392–402.

ГОСТ

Бараусов В. А. Автоматизированный метод определения обледенения контактного провода на основе контроля фазового перехода воды // . 2025. С. 64-77. DOI: https://doi.org/10.20295/2223-9987-2025-4-64-77. (дата обращения: 19.08.2026).

MLA

Бараусов Виктор Александрович. "Автоматизированный метод определения обледенения контактного провода на основе контроля фазового перехода воды." (2025): 64-77. DOI: https://doi.org/10.20295/2223-9987-2025-4-64-77.

APA

Бараусов В. А. (2025). Автоматизированный метод определения обледенения контактного провода на основе контроля фазового перехода воды. , 64-77. https://doi.org/10.20295/2223-9987-2025-4-64-77

Chicago

Бараусов Виктор Александрович. "Автоматизированный метод определения обледенения контактного провода на основе контроля фазового перехода воды." , no. (2025): 64-77. https://doi.org/10.20295/2223-9987-2025-4-64-77.

WIKI

{{cite journal | author = Бараусов В. А. | title = Автоматизированный метод определения обледенения контактного провода на основе контроля фазового перехода воды | journal = | year = 2025 | pages = 64-77 | doi = 10.20295/2223-9987-2025-4-64-77 }}

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

Подтверждение