Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устройство и анализ работы рельсовых цепей. Учебно-методическое пособие.pdf
– = sin(
=
–
sin(
)
+
)
+
(
cos(
(
sin()1).
)
+ 1
)
;
На величину
существенное значение оказывает наличие дрос-
сель-трансформаторов, соединенных перемычками с дроссельтрансформаторами смежных рельсовых цепей для пропуска тягового тока
через изолирующие стыки. В этом случае создается дополнительный путь
для прохождения тока в обход места повреждения.
В симметричной и исправной цепи в рельсах протекают равные токи,
а продольный ток в балласте отсутствует и индуктивное сопротивление
линии определяется индуктивностью контура, образованного двумя рельсами.
При повреждении рельса в балласте появляется продольный ток, поэтому токи в рельсах становятся не равными. Теперь следует считать, что
токам в каждом рельсе соответствуют свои обратные токи в земле, а вместо контура, образованного двумя рельсами, имеются два индуктивно связанных друг с другом контура. Поэтому изменения напряжения и тока в
контуре, образованном первым рельсом и землей, будут определяться
дифференциальными уравнениями
=
+
= 2
,
,
где – удельная проводимость между рельсами.
Аналогично будут определяться изменения напряжения и тока в образованном вторым рельсом и землей контуре
=
+
= 2
,
.
41
Взаимная индуктивность двух контуров «рельс – земля» определя-
ется по выражению
где = 410
2
=1 + 4,6 lg
– магнитная проницаемость почвы, Ом∙с/м; a – расстоя-
1,78
2
(
10
/
)
, (5.1)
ние между проводами, м; σ – проводимость земли, 1/Ом∙м; ω – угловая частота переменного тока в 1/с.
В расчетах используется коэффициент E
где
– волновой коэффициент распространения сигнала в одном контуре
«рельс – земля»;
=
– волновое сопротивление одного контура «рельс –
= 4
=1 +
, равный
4
, (5.2)
земля»
Для рельсовых цепей с частотой сигналов 50 Гц и рельсами Р65
= 0,00128
= 1,7
/;
.
Коэффициенты четырехполюсника при повреждении в середине линии для рельсовой цепи, имеющей два стыковых дроссельтрансформатора, определяются по формулам
–
= = cos()+ sinh(l
=
=
[
sin()+ (cos(
[
sin()+ (sin()1
–
–
)
; (5.3)
)
+ 1
)]
; (5.4)
)]
. (5.5)
Величина эквивалентного сопротивления
для поврежденной в
середине рельсовой цепи со стыковыми дроссель-трансформаторами будет
определяться по формуле
= 2
42
.
Коэффициенты четырехполюсника при повреждении в середине линии для рельсовой цепи без дроссель-трансформаторов определяются по
формулам
–
=
= cosh
()
– = sinh()+
–
=
sinh()+
+ sinh(
(
(
cosh
sinh
()
()
)
coth
+ 1)coth
)
1
coth
; (5.6)
; (5.7)
. (5.8)
Величина эквивалентного сопротивления
для рельсовой цепи без
дроссель-трансформаторов при повреждении в середине равна
= 2
coth
.
2
Вносимое эквивалентное сопротивление для рельсовой цепи без
дроссель-трансформаторов равно или больше, чем для цепи с дроссельтрансформаторами. График функции coth
()
представлен на рис. 5.4.
10
9
8
7
6
5
coth(x)
4
3
2
1
0
0 0,5 1 1,5 2
x
Рис. 5.4. График функции coth
()
43
5.2. Определение критического сопротивления изоляции
Определим значение критического сопротивления изоляции. Для
этого запишем выражение сопротивления передачи рельсовой линии в
контрольном режиме
=
.
+
(
+
.
+
)
. (5.9)
.
Для нахождения минимума модуля комплексного уравнения примем,
что сопротивления по концам равны нулю
=
= 0. (5.10)
.
.
В этом случае сопротивление передачи будет равно коэффициенту B
четырехполюсника рельсовой линии
В соответствии с (5.7), учитывая, что
=
[
Так как не зависит от
sinh
()
+ (cos(
, задача сводится к нахождению минимума
модуля отношения
sin()+ (cos(
)
=
+ 1
.
)
= (|
=
можно записать
)
)]
+ 1
. (5.11)
|)
.
(5.12)
График функции (5.12) представлен на рис. 5.5, по которому видно,
что критическое значение
||
= 1,35.
44
8,5
|
8
7,5
)+1))/
7
6,5
(cosh(
6
)+
5,5
5
4,5
|(sinh(
4
0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9
||
Рис. 5.5. Определение критического значения
||
=
||
, можно через него выразить величину
|
|
. (5.13)
1,35
Зная критическое значение
5.3. Проверка выполнения контрольного режима
Как указывалось выше, наибольший ток через путевое реле в контрольном режиме будет наблюдаться при одновременном выполнении
условий:
– повреждение рельса расположено посредине рельсовой линии;
– сопротивление изоляции рельсовой линии равно критическому;
– стыковые дроссель-трансформаторы расположены по обоим кон-
цам рельсовой цепи.
Коэффициенты рельсового четырехполюсника определяются по выражениям (5.4), а напряжение источника питания, при котором реле встает
под ток по выражениям (2.3).
Найденные значения следует сравнить с максимальным напряжением источника, полученным по результатам расчета нормального режима.
45
Контрольные вопросы и задания
1. Начертите схему замещения рельсовой цепи в контрольном режи-
ме.
2. Перечислите наихудшие условия для выполнения контрольного
режима.
3. Что такое критическое сопротивление изоляции?
4. Как сопротивления по концам рельсовой линии влияют на выпол-
нение контрольного режима?
5. Как учитывается взаимная индуктивность рельсов при анализе
контрольного режима?
6. Как на выполнение контрольного режима влияет наличие дрос-
сель-трансформаторов в схеме рельсовой цепи?
7. Как определяется критическое сопротивление изоляции?
46
R
о
А
к
П
ПХ ОХ
ВАК
-14
РШ РШ
lрц ≤ 1500 м
АНШ2-2
6. РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
6.1. Рельсовая цепь постоянного тока с непрерывным питанием
Рельсовые цепи постоянного тока с непрерывным питанием и путевыми реле типов НР1-2, НР2-2, НШ2-2 и АНШ2-2 применяются только на
станциях при автономной тяге и отсутствии блуждающих токов. В настоящее время они используются только для оборудования станционных путей и стрелочных участков. Схема рельсовой цепи приведена на рис. 6.1.
питающего, так и релейного концов (на рис. 6.1 не показано).
мо соблюдать чередование полярностей на стыках смежных рельсовых цепей. При работе рельсовой цепи с реле типа АНШ2-2, у которого напряжение срабатывания от переменного тока 50 Гц составляет 19 В, что значительно ниже, чем у реле НШ2-2 (24 В) и у реле НР2-2 (48 В), для исключе-
Рис. 6.1. Принципиальная схема рельсовой цепи постоянного тока
с непрерывным питанием
Рельсовая цепь допускает наложение кодовых сигналов АЛСН как с
Для контроля короткого замыкания изолирующих стыков необходи-
47
ния срабатывания путевого реле его отключают тыловым контактом
трансмиттерного реле в момент посылки кодовых импульсов.
Максимальная длина неразветвленных рельсовых цепей с путевым
реле НР2-2 равна 1500 м, а с путевым реле НР1-2, НШ2-2 и АНШ2-2 –
1200 м. Снижение максимальной длины рельсовой цепи с путевыми реле
НР1-2, НШ2-2 и АНШ2-2 объясняется увеличением тока срабатывания
этих реле по сравнению с реле НР2-2.
Рельсовая цепь питается от выпрямителя типа ВАК-14 и работающего с ним в буферном режиме аккумулятора АБН-72. Выпрямитель ВАК-14
служит для снижения напряжения до требуемого уровня и выпрямления
переменного тока. Напряжение выпрямителя регулируется от 0,2 до 2,2 В,
максимальный выпрямленный ток 2,2 А.
Аккумулятор АБН-72 служит для питания рельсовой цепи при отключении переменного тока. Его емкость равна 72 А·ч, он рассчитан на
24-часовой режим разряда.
Реостат
сопротивлением 6 Ом на максимальный ток 3,3 А служит
для ограничения тока короткого замыкания при шунтировании подвижным
составом питающего конца. С помощью реостата
также осуществляется
регулирование напряжения на путевом реле в зависимости от длины рельсовой цепи и сопротивления изоляции.
В качестве путевого используется реле типа АНШ2-2; сопротивление
обмотки реле 2 Ом. Ток полного подъема якоря не более 134 мА, отпадания не менее 57 мА и ток перегрузки не более 536 мА. Максимальная длина рельсовой цепи 1500 м.
Данная рельсовая цепь обеспечивает выполнение контрольного режима по излому рельса. При изломе рельса путевое реле после освобождения рельсовой цепи свой якорь не притягивает, но не обеспечивает контроль изъятия рельса, т. е. после изъятия рельса путевое реле свой якорь
может не отпускать.
Коэффициент контрольного режима по излому рельса – это отношение тока надежного непритяжения к фактическому току реле при контрольном режиме
48
=
,
где
– ток надежного непритяжения; = 0,8 = 0,8 134 =
106 ;
– фактический ток в реле при контрольном режиме.
Если
> 1, то режим выполняется.
Коэффициент контрольного режима по условиям изъятия рельса
определяется так
где
– ток надежного отпадания якоря реле; = 0,9 = 0,9 57 =
51 .
Если
1, то режим выполняется.
=
,
Сопротивление реле 2 Ом выбрано по условию минимальной мощности, потребляемой цепью в нормальном режиме.
Сопротивление ограничителя выбирается в зависимости от напряжения источника питания (как в рассматриваемой рельсовой цепи) по требуемому току в путевом реле.
Сопротивление начала рельсовой цепи можно определить так
=
,
где
– напряжение источника питания;
,
– напряжение и ток в начале рельсовой цепи.
49
А
к
ПХ ОХ
ВАК-14
БШ РШ
l
рц
≤ 2600 м
ИМШ-0,3
МТ
МТ
ПБ
МБ
РШ
И
R
о
Сопротивление ограничителя
=
,
где
– сопротивление соединительных проводов на питающем конце
= 0,3 .
6.2. Рельсовая цепь постоянного тока с импульсным питанием
Рельсовые цепи постоянного тока с импульсным питанием используются при автономной тяге на перегонах однопутных и двухпутных
участков (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Принципиальная схема рельсовой цепи постоянного тока
питанием имеют значительно большую предельную длину, что объясняется импульсным режимом работы путевого реле.
Эти рельсовые цепи в отличие от рельсовых цепей с непрерывным
с импульсным питанием
50