Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Рельсовые цепи. Конспект лекций
.pdf
Z
вх н
DC
к
DZ B
U DU BI
+
+
′
++
кркр крк
к кркр крк
++
++
U U I Z AU ZCU
тт
UU
k
′
İ
эк в
İ
н
AB
İ
к
эк в
Рис. 1.3. Основная электрическая схема замещения рельсовой цепи
н
РЛ
Z
к
вх
Недостаток общей схемы – она не позволяет непосредственно
судить о влиянии рельсовой линии на основные режимы работы
рельсовой цепи, поэтому целесообразно заменить общую схему
замещения так, чтобы в ней оставался только рельсовый четырехполюсник. Для этого четырехполюсник конца можно заменить его прямым входным сопротивлением, а четырехполюсник
начала – его обратным входным сопротивлением и генератором
с напряжением, равным напряжению холостого хода четырехполюсника Н, т. е. привести схему к виду (рис. 1.3)
Z
′
вхн
Z
вхк
н н н нт
= = =
I CU AI CZ A
н н н нт н о н
AU B I AZ B
U
к
= = =
I CU DI CZ D
′
но н
,
.
Так как напряжение эквивалентного генератора – это напря-
жение холостого хода четырехполюсника Н, то İн = 0 и можно записать
=+= +
т н т о н х.х. о н х.х.
Отсюда
U
где
– обратный коэффициент снижения тока.
тн
′
= =
экв
A CZ k
н н о тн
.
,
+
′
11
По нагрузке Z
()
AZBZCZD
′′
тт
UU
п по тн тк
Z Zkk= ⋅⋅
′
вхк
Z
Z
′
соотношением
протекает ток İк, который связан с током реле
вхк
I CU DI I CZ D k I= + = +=
к к р кр р к р к ткр
где k
– коэффициент снижения тока четырехполюсника К.
тк
( ) ,
Сопротивление передачи основной схемы замещения равно
U U I Z AU BI Z CU DI
экв н н вхн к к вхн к к
= = = =
Z
по
II I
кк к
Ток в
реле İр при использовании основной схемы замещения
+ ++ +
= ++ +
вхк вхн вхк
( ).
′
может быть выражен
U
экв
= = =
р
kZ Z k k Z
тк по по тн тк п
⋅⋅
′
,
– сопротивление передачи общей схемы за-
где
I
мещения.
Использование основной схемы позволяет упростить анализ
рельсовых цепей, связанных с выбором основных параметров,
которыми в данном случае будут
и
, так как все осталь-
вх н
ные величины определяются параметрами рельсовой линии и не
могут быть изменены.
Кроме того, использование основной схемы замещения позволяет значительно облегчить проверочные расчеты рельсовых
цепей.
В нормальном режиме рельсовая цепь регулируется так, чтобы при неблагоприятных условиях ток и напряжение на реле
были равны току и напряжению полного подъема (они берутся
12
с 10 %-ным запасом). При увеличении сопротивления изоляции
т
U
UU
−
()
Z Z zZ
= ++
′
1
rr>
ток и напряжение будут расти.
Зависимость напряжения или тока реле от сопротивления изо-
ляции называется регулировочной характеристикой рельсовой
цепи. Для рельсовых цепей любого вида и длины при минимальном сопротивлении изоляции ток и напряжение на реле равны
току и напряжению полного подъема. Исходя из этого определяется требуемое напряжение источника питания
в рельсовой
цепи переменного тока, или величина Ro в рельсовой цепи постоянного тока
где U
U IZ k k IZ=⋅ = ⋅ ⋅⋅
т р н тн тк р по
R
=
о
– напряжение аккумулятора;
акк
′
акк н
I
н
,
;
Uн, Iн – напряжение и ток в начале рельсовой цепи (определя-
ется расчетом).
При увеличении сопротивления балласта ток реле увеличи-
вается вследствие уменьшения тока утечки и стремится к току
перегрузки İ
UU
= = =
I
пр
где
по вх н вх к
∞
при r
пр
max max
тт
Z kkZ kk Z zZ
п тн тк по тн тк вх н вх к
= ∞.
и
U
⋅⋅ ⋅⋅ ++
′ ′′
∞∞
– сопротивление передачи при r
т
и
,
= ∞.
При увеличении длины рельсовой цепи увеличивается сопро-
тивление передачи и т, следовательно, увеличивается ток перегрузки. Регулировочная характеристика для рельсовых цепей различной длины имеет вид, представленный на рис. 1.4.
Напряжение на путевом реле должно устанавливаться в со-
ответствии с регулировочной характеристикой. Если, например,
при
подъема якоря U
на реле будет установлено напряжение полного
и и min
, то при снижении сопротивления балласта
пп
13
путевое реле отпускает якорь при сопротивлении балласта rи – r
(штриховая линия на рис. 1.5).
I
р
I
пр 1
l
1
и min
I
пр 1
I
пр 3
I
пп
r
и mi n
Рис. 1.4. Регулировочная характеристика для рельсовых цепей
различной длины l1 > l2 > l
U
р
U
пер
U
пп
l1>l2>l
l
2
l
3
3
r
и
3
r
и mi n
Рис. 1.5. Регулировка рельсовых цепей
r
и1
r
и2
r
и
Если на реле установлено более высокое напряжение, то при
увеличении rи, напряжение на путевом реле будет выше допустимого напряжения перегрузки U
, что может приводить как к вы-
пер
ходу из строя реле, так и невыполнению шунтового режима.
14
На практике вместо графиков пользуются регулировочными
таблицами (табл. 1.2).
Таблица 1.2
Регулировочная таблица рельсовой цепи
Напряжение постоянного тока на реле
Длина рельсовой цепи, м
мокром сухом промерзшем
До 1000 1,8 1,9 2,0
1000–1500 1.8 2,2 2,2
1500–2000 1,8 2,6 2,8
2000–2500 1,8 2,9 3,2
2500–2600 1,8 3,2 3,5
при балласте
При минимальном сопротивлении балласта напряжение на
путевом реле одинаковое при любой длине рельсовой цепи.
В шунтовом режиме путевое реле должно надежно отпускать
свой якорь в рельсовых цепях с непрерывным питанием или не
притягивать его в рельсовых цепях с импульсным питанием при
самых неблагоприятных условиях. Оценка условий выполнения
шунтового режима проводится по двум критериям: по шунтовой
чувствительности и коэффициенту шунтовой чувствительности.
Под шунтовой чувствительностью понимается максимальное сопротивление шунта, при котором путевое реле надежно фиксирует занятость (отпускает якорь в рельсовых цепях с непрерывным
питанием или надежно не притягивает якорь в рельсовых цепях
с импульсным питанием). Шунтовую чувствительность можно
определить по формуле
Z
R
=
шx
Z
kZ
⋅
′
вн по
эоx
по
sin cos
− d− d
∞
,
2
15
где
( )
k
′
IU
IU
.
I Ik= ⋅
′
( )( )
Z zx z l x Z
Z
эопоx
d
– аргумент сопротивления Z
– приведенный коэффициент возврата путевого реле
вн
вхк вхн
=
+ −+
Z
∞
;
эох
′
;
с учетом нестабильности напряжения;
x – расстояние от релейного конца до места наложения шун-
та, км.
Если R
> Rшн, где Rшн = 0,06 – нормативное значение со-
ш x
противления шунта, принятое на основе измерения шунтового
сопротивления большого числа реальных вагонов в различных
условиях, то шунтовой режим выполняется.
Под коэффициентом шунтовой чувствительности понимается
отношение
где Iрш, U
= =
ш
рш рш
ршф ршф
k
– ток и напряжение, которые должны быть на реле
рш
,
в шунтовом режиме;
, U
I
ршф
– фактические токи и напряжение на путевом реле
ршф
в шунтовом режиме.
Если k
≥ 1, то шунтовой режим выполняется.
ш
При шунтовом режиме ток в реле должен быть равен току
надежного отпадания (или непритяжения в рельсовой цепи с импульсным питанием), т. е.
рш р вн
Отсюда
Ik
⋅
′
Zk
⋅
пш вн
Z
п
′
1.
16
k
р вн
= = ≥
ш
I
ршф
Последнее выражение можно переписать
rr
zx
z
Z
п
kZ≥
′
вн
,
пш
или
Z
kZ≥
′
вн
по
пош
.
При изломе или изъятии рельса путевое реле должно надежно
фиксировать занятость.
Схема токопрохождения при изъятии рельса представлена на
рис. 1.6. Из схемы видно, что при изломе рельса цепь для тока
реле не разрывается. Но вследствие того, что сопротивление изоляции уменьшается вдвое и становится равным rи / 2l, а сопротив-
ление рельсов увеличивается на
и и
+
lx x
−
2( ) 2
,
ток реле уменьшается, и
U
Рис. 1.6. Схема замещения рельсовой цепи при изъятии или изломе рельса
оно отпускает якорь.
(l-x)
Z
вх н
·
2
2
r
и
I
р
2l
R
r
2(l-x)
z
·
2
и
(l-x)
2
l-x
r
и
2x
z
x
·
2
2
x
вх.к
17
Наихудшие условия создаются при некотором критическом
( ).
Z fl= g⋅
1, 35lg⋅ =
IU
IU
сопротивлении балласта, так как при уменьшении сопротивления
балласта увеличивается ток утечки, а при увеличении – возрастает сопротивление последовательной ветви, что в обоих случаях
уменьшает ток реле. Таким образом, под критическим сопротивлением балласта понимают такое, при котором сопротивление передачи рельсовой цепи при изломе рельса минимальное.
Определить критическое сопротивление балласта можно, ис-
следовав на минимум функцию
пк
Наихудшие условия для контрольного режима в рельсовой
цепи переменного тока создаются при
2
zlr⋅
≈
икр
1, 35
2
.
, т. е.
Условия выполнения контрольного режима оцениваются по
коэффициенту контрольного режима, под которым понимают отношение
где I
= =
к
рк рк
ркф ркф
k
, U
– требуемый ток и напряжение на реле в контрольном
рк
рк
,
режиме;
I
, U
ркф
– фактический ток и напряжение на реле в контроль-
ркф
ном режиме.
Если k
≥ 1, то контрольный режим выполняется.
к
Это же условие можно переписать в следующем виде:
Z
по
пок
.
18
kZ≥
′
вн
РШ РШ
Рельсовые цепи постоянного тока с непрерывным питанием
применяются на участках железных дорог 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. 2.1.
l
≤ 1500 м
рц
R
о
А
к
ВАК-14
П
АНШ2-2
ПХ ОХ
Рис. 2.1. Принципиальная схема рельсовой цепи постоянного тока
с непрерывным питанием
Рельсовая цепь может кодироваться как с питающего, так
и релейного концов (на схеме не показано).
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
19
выпрямителя регулируется от 0,2 до 2,2 В, максимальный вы-
,
нн
к
ркф
I
kI=
,
но
к
ркф
I
kI=
′
прямленный ток 2,2 А.
Аккумулятор АБН-72 служит для питания рельсовой цепи
при отключении переменного тока Его емкость равна 72 А ∙ ч,
и он рассчитан на 24-часовой режим разряда.
Реостат R
сопротивлением 6 Ом, на максимальный ток 3,3 А,
o
служит для ограничения тока короткого замыкания при шунтировании подвижным составом питающего конца. С помощью
реостата R
также осуществляется регулирование напряжения на
o
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
где Iнн – ток надежного непритяжения; Iнн = 0,8 ∙ I
106 мА;
I
– фактический ток в реле при контрольном режиме.
ркф
Если k
> 1, то режим выполняется.
к
Коэффициент контрольного режима по условиям изъятия
рельса определяется так
20
= 0,8 ∙ 134 =
пп
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]