22.4. Методы снижения влияния цепей тягового тока на рельсовые цепи
На рис. 8.3 приведены цепь тягового тока и рельсовые цепи. К элементам цепи тягового тока относятся электроподстанция (ЭП), контактный провод (КП), по которому распространяется прямой тяговый ток Ik, тяговой электродвигатель (ТД) электропровода, рельсовая линия с изолирующими стыками (ИС) и дроссель-трансформаторами (ДТ). К элементам рельсовой цепи относятся рельсовая линия с ИС и ДТ, а также аппаратура передающего (П) и приемного (ПР) концов. Таким образом, общими элементами цепей являются ДТ и ИС. ИС препятствуют прохождению сигналов из рельсовой линии в смежную с ней. Но они препятствуют и распространению обратного тягового тока вдоль рельсовых линий. С целью создания пути для обратного тока в обход изолирующих стыков применены ДТ, средние точки первичных обмоток которых соединены между собой.
Обратный тяговый ток I0. поступая в среднюю точку первичной обмотки ДТ2, разветвляется на два тока IН1 и IН2, наводящие во вторичной обмотке токи противоположных направлений. Если эти токи равны, то они взаимно компенсируются и во вторичной обмотке ДТ2 не создается ток, представляющий собой ток помехи. В противном случае на входе приемника ПР1 создается ток помехи, равный:
и на входе передатчика:
Эти токи равны только в случае, если равны между собой параметры двух первичных полуобмоток ДТ2 и входные сопротивления рельсовых нитей 1 и 2 относительно земли. Если первое условие достаточно просто выполнить технологически, т.е. при производстве ДТ, то второе условие выполнить достаточно сложно.
Дело в том, что токи IН1 и IН2, поступающие в рельсовые нити 1 и 2, затем разделяются на две составляющие. Один ток распространяется по рельсовым нитям; второй ток стекает с рельсовых нитей в землю (3), распространяется по земле, а затем около тяговой подстанции опять возвращается в рельсы. Обеспечить равенство токов в рельсах весьма сложно, как в силу неравенства удельных активных сопротивлений самих рельсов, так и вследствие неравенства сопротивлений стыковых соединителей. Наибольшая разница токов имеет место в случае нарушения их целостности и в случае излома одного из рельсов. Обеспечить равенство составляющих обратного тока, распространяющегося по земле, также сложно. Величины этих составляющих зависят от проводимости изоляции рельсовых нитей относительно земли. Поскольку линии используют для заземления опор контактной сети, мостов и других конструкций, то это обусловливает и различные величины сопротивления изоляции различных нитей относительно земли. Так, если представляется возможным обеспечить сопротивление заземления опор не менее 100 Ом, то их подключают к рельсам непосредственно, и через разрядники — в противном случае. Присоединение к рельсам фидеров тяговых подстанций, ферм мостов и других конструкций осуществляют с помощью ДТ3 и конденсатора С. Параллельный колебательный контур, образуемый конденсатором емкостью Си вторичной обмоткой ДТ3 настроен на частоту сигналов КРЛ, поэтому они не шунтируются обмоткой ДТ3.
Рис.8.3. Рельсовые цепи и цепи тягового тока
Таким образом, снижение степени влияния цепей тягового тока на рельсовые цепи достигают путем обеспечения симметрирования параметров рельсовых нитей.