Меню

Причины асимметрии тягового тока

способ измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками алс

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике. Способ измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками АЛС заключается в том, что в требуемой точке рельсовой линии измеряют падения напряжения в разных рельсовых нитях на отрезках рельсов одинаковой длины или измеряют напряжения на выходе бесконтактных измерительных датчиков тока, накладываемых на разные рельсовые нити в этой точке. Затем делением разности этих напряжений на их сумму находят относительную величину асимметрии тягового тока в этой точке рельсовой линии. Дополнительно накладывают на рельсы нормативный шунт в точке измерения, а измерения проводят за местом наложения шунта по ходу поезда. Достигается повышение достоверности измерения. 1 ил.

способ измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками алс, патент № 2529566

Формула изобретения

Способ измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками АЛС, заключающийся в том, что в требуемой точке рельсовой линии измеряют падения напряжения в разных рельсовых нитях на отрезках рельсов одинаковой длины или измеряют напряжения на выходе бесконтактных измерительных датчиков тока, накладываемых на разные рельсовые нити в этой точке, а затем делением разности этих напряжений на их сумму находят относительную величину асимметрии тягового тока в этой точке рельсовой линии, отличающийся тем, что в требуемой точке рельсовой линии дополнительно накладывают на рельсы нормативный шунт в точке измерения, а измерения проводят за местом наложения шунта по ходу поезда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано при диагностировании для выявления причин неустойчивой работы АЛС.

Известен способ измерения асимметрии тягового тока, в соответствии с которым измеряют токи в дроссельных перемычках дроссель-трансформаторов, а затем делением разности измеренных в разных перемычках токов на их сумму находят в процентах величину коэффициента асимметрии тягового тока [1, с.58].

Способ измерения пригоден только в рельсовых цепях, разделенных изолирующими стыками с дроссель-трансформаторами, и только в точках рельсовой линии, где эти дроссель-трансформаторы установлены. Поэтому способ не пригоден для применения в бесстыковых рельсовых цепях и не позволяет измерять асимметрию тягового тока в любой точке по длине рельсовой линии. Кроме того, условия растекания тягового тока по рельсовым нитям после дроссель-трансформаторов и вперед от первой колесной пары головного электровоза различны, поэтому даже на входном конце рельсовой цепи асимметрия тягового тока под катушками АЛС отличается от асимметрии тягового тока в секциях основных обмоток дроссель-трансформаторов.

В настоящее время асимметрию тягового тока под катушками АЛС находят по результатам сравнения величин измеренных напряжений на приемных локомотивных катушках. Измерения этой асимметрии косвенным способом по разности напряжений на катушках АЛС сложно организационно, и их трудно привязать к конкретной точке пути даже при наличии на локомотиве современных микропроцессорных приборов безопасности. Кроме того, результаты измерений зависят не только от величины тяговых токов в рельсовых нитях под катушками АЛС. Они искажаются, во-первых, напряжениями, которые наводятся тяговыми токами, растекающимися по металлическим частям электровоза. Кроме того, дополнительная разность этих напряжений появляется при качаниях электровоза, при несимметричной установке приемных локомотивных катушек и т.п. [2]. Прямые напольные измерения асимметрии тягового тока под катушками АЛС движущегося поезда невозможны.

Известен также способ измерения асимметрии тягового тока в любой точке рельсовой линии, когда в требуемой точке измеряют падения напряжения на отрезках рельсов определенной длины в разных рельсовых нитях, а затем делением разности измеренных напряжений на их сумму находят в процентах величину коэффициента асимметрии тягового тока [3]. Измерять величину тяговых токов в рельсовых линиях можно также с использованием бесконтактных измерительных датчиков.

Данный способ позволяет определять асимметрию тягового тока в любой точке рельсовой линии в нормальном режиме работы рельсовой цепи. Поэтому способ удобен для измерения асимметрии тягового тока в местах подключения к рельсам аппаратуры тональных рельсовых цепей, не разделяемых изолирующими стыками с дроссель-трансформаторами (в бесстыковых рельсовых цепях).

Однако характер распределения тягового тока по рельсовым нитям в конкретной точке рельсовой линии при наличии и отсутствии перед ней головного локомотива движущегося поезда существенно различается. Поэтому по результатам, полученным с использованием этого способа, невозможно получить достаточно достоверную информацию о величине асимметрии тягового тока в рельсовых нитях под приемными локомотивными катушками АЛС в этой точке рельсовой линии.

Цель изобретения — обеспечение возможности получения достоверных количественных данных об асимметрии тягового тока под катушками АЛС движущегося поезда в требуемой точке рельсовой линии по результатам измерений величины тяговых токов в рельсовых нитях при отсутствии поезда.

Это достигается тем, что дополнительно накладывают на рельсы нормативный шунт в точке измерения, а измерения проводят за местом наложения шунта по ходу поезда.

На чертеже показана, для пояснения сущности разработанного способа, схема дополнительной установки нормативного шунта и измерительных приборов, а также указаны измеряемые токи и напряжения.

На рельсовые нити 1 и 2 накладывается нормативный шунт 3 с величиной сопротивления R ш =0,06 Ом. Тяговые токи и соответственно в рельсовых нитях 1 и 2, текущие к месту установки шунта, выравниваются за счет протекания тока i ш через нормативный шунт 3.

За нормативным шунтом 3 тяговые токи и растекаются по рельсовым нитям соответственно 1 и 2 обратно пропорционально их от точки измерения входным сопротивлениям Z ВХ1 и Z ВХ2 . Следовательно, наложением нормативного шунта имитируется выравнивание тягового тока по рельсовым нитям, происходящее под движущимся поездом, и перераспределение его в рельсовых нитях, расположенных перед передней колесной парой электровоза.

При использовании бесконтактных измерительных датчиков 4 и 5 напряжение на выходе измерительного датчика 4, накладываемого на рельсовую нить 1, пропорционально тяговому току за нормативным шунтом по ходу поезда

где k — коэффициент преобразования измерительным датчиком тока в напряжение.

Точно также напряжение на выходе измерительного прибора 5, накладываемого на рельсовую нить 2, пропорционально тяговому току за нормативным шунтом по ходу поезда

Делением разности этих напряжений на их сумму находим относительное значение асимметрии тягового тока под катушками АЛС в точке измерения

где — асимметрия тягового тока в точке измерения,

i ТЛ — тяговый ток в рельсовой линии под катушками АЛС.

Если измеряются падение напряжения на отрезке определенной длины l 0 рельсовой нити 1 рельсовой линии, то величина этого напряжения равна

где z PH — удельное сопротивление рельсовой нити.

Точно также величина падения напряжения на отрезке длины l 0 рельсовой нити 2

Делением разности этих напряжений на их сумму находим относительное значение асимметрии тягового тока под катушками АЛС в точке измерения

Следовательно, при известных или прогнозируемых величинах тяговых токов в рельсовой линии U ТЛ можно найти величину асимметрии тягового тока i A в требуемой точке линии

Знание истинного значения величины асимметрии тягового тока под катушками АЛС позволяет, во-первых, определить величину ее вклада в неустойчивость работы АЛС на рассматриваемом отрезке рельсовой линии. Во-вторых, если измеренная величина асимметрии тягового тока оказалась выше допускаемой, то сравнением величин измеренных напряжений можно определить величину асимметрии входных сопротивлений рельсовых нитей в точке измерения. Причиной повышенного значения одного из этих входных сопротивлений может быть плохое состояние рельсовых стыковых соединителей в ней. А причиной пониженного значения одного из этих входных сопротивлений может быть неисправность цепей заземления опор контактной сети, подключаемых к рельсам, или односторонней пробой электрической изоляции железобетонных шпал.

Читайте также:  Цой ток по рукам аккорды

Следовательно, предложенный способ позволяет использованием дополнительных несложных операций определять величину асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками АЛС при отсутствии поезда в точке измерения.

Эксперименты с использованием предложенного способа измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками АЛС подтвердили достоверность и вполне достаточную для практических целей точность определения величины этой асимметрии.

1. Устройства СЦБ. Технологический процесс обслуживания. — М.: Транспорт, 1984. — 151 с.

2. Шаманов В.И. Помехи и помехоустойчивость автоматической локомотивной сигнализации. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2005. — 236 с.

3. Патент на изобретение № 2334643. Устройство для измерения параметров рельсовых цепей на электрифицированных железнодорожных линиях // В.И.Шаманов, В.П.Суров, А.В.Пультяков, Ю.А.Трофимов, С.И.Шаманова. Опубл. 27.09.2008 г. Бюл. № 27.

Официальная публикация
патента РФ № 2529566

patent-2529566.pdf

Источник



Причины асимметрии тягового тока

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано при диагностировании для выявления причин неустойчивой работы АЛС.

Известен способ измерения асимметрии тягового тока, в соответствии с которым измеряют токи в дроссельных перемычках дроссель-трансформаторов, а затем делением разности измеренных в разных перемычках токов на их сумму находят в процентах величину коэффициента асимметрии тягового тока [1, с.58].

Способ измерения пригоден только в рельсовых цепях, разделенных изолирующими стыками с дроссель-трансформаторами, и только в точках рельсовой линии, где эти дроссель-трансформаторы установлены. Поэтому способ не пригоден для применения в бесстыковых рельсовых цепях и не позволяет измерять асимметрию тягового тока в любой точке по длине рельсовой линии. Кроме того, условия растекания тягового тока по рельсовым нитям после дроссель-трансформаторов и вперед от первой колесной пары головного электровоза различны, поэтому даже на входном конце рельсовой цепи асимметрия тягового тока под катушками АЛС отличается от асимметрии тягового тока в секциях основных обмоток дроссель-трансформаторов.

В настоящее время асимметрию тягового тока под катушками АЛС находят по результатам сравнения величин измеренных напряжений на приемных локомотивных катушках. Измерения этой асимметрии косвенным способом по разности напряжений на катушках АЛС сложно организационно, и их трудно привязать к конкретной точке пути даже при наличии на локомотиве современных микропроцессорных приборов безопасности. Кроме того, результаты измерений зависят не только от величины тяговых токов в рельсовых нитях под катушками АЛС. Они искажаются, во-первых, напряжениями, которые наводятся тяговыми токами, растекающимися по металлическим частям электровоза. Кроме того, дополнительная разность этих напряжений появляется при качаниях электровоза, при несимметричной установке приемных локомотивных катушек и т.п. [2]. Прямые напольные измерения асимметрии тягового тока под катушками АЛС движущегося поезда невозможны.

Известен также способ измерения асимметрии тягового тока в любой точке рельсовой линии, когда в требуемой точке измеряют падения напряжения на отрезках рельсов определенной длины в разных рельсовых нитях, а затем делением разности измеренных напряжений на их сумму находят в процентах величину коэффициента асимметрии тягового тока [3]. Измерять величину тяговых токов в рельсовых линиях можно также с использованием бесконтактных измерительных датчиков.

Данный способ позволяет определять асимметрию тягового тока в любой точке рельсовой линии в нормальном режиме работы рельсовой цепи. Поэтому способ удобен для измерения асимметрии тягового тока в местах подключения к рельсам аппаратуры тональных рельсовых цепей, не разделяемых изолирующими стыками с дроссель-трансформаторами (в бесстыковых рельсовых цепях).

Однако характер распределения тягового тока по рельсовым нитям в конкретной точке рельсовой линии при наличии и отсутствии перед ней головного локомотива движущегося поезда существенно различается. Поэтому по результатам, полученным с использованием этого способа, невозможно получить достаточно достоверную информацию о величине асимметрии тягового тока в рельсовых нитях под приемными локомотивными катушками АЛС в этой точке рельсовой линии.

Цель изобретения — обеспечение возможности получения достоверных количественных данных об асимметрии тягового тока под катушками АЛС движущегося поезда в требуемой точке рельсовой линии по результатам измерений величины тяговых токов в рельсовых нитях при отсутствии поезда.

Это достигается тем, что дополнительно накладывают на рельсы нормативный шунт в точке измерения, а измерения проводят за местом наложения шунта по ходу поезда.

На чертеже показана, для пояснения сущности разработанного способа, схема дополнительной установки нормативного шунта и измерительных приборов, а также указаны измеряемые токи и напряжения.

На рельсовые нити 1 и 2 накладывается нормативный шунт 3 с величиной сопротивления Rш=0,06 Ом. Тяговые токи и соответственно в рельсовых нитях 1 и 2, текущие к месту установки шунта, выравниваются за счет протекания тока iш через нормативный шунт 3.

За нормативным шунтом 3 тяговые токи и растекаются по рельсовым нитям соответственно 1 и 2 обратно пропорционально их от точки измерения входным сопротивлениям ZВХ1 и ZВХ2. Следовательно, наложением нормативного шунта имитируется выравнивание тягового тока по рельсовым нитям, происходящее под движущимся поездом, и перераспределение его в рельсовых нитях, расположенных перед передней колесной парой электровоза.

При использовании бесконтактных измерительных датчиков 4 и 5 напряжение на выходе измерительного датчика 4, накладываемого на рельсовую нить 1, пропорционально тяговому току за нормативным шунтом по ходу поезда

где k — коэффициент преобразования измерительным датчиком тока в напряжение.

Точно также напряжение на выходе измерительного прибора 5, накладываемого на рельсовую нить 2, пропорционально тяговому току за нормативным шунтом по ходу поезда

Делением разности этих напряжений на их сумму находим относительное значение асимметрии тягового тока под катушками АЛС в точке измерения

где — асимметрия тягового тока в точке измерения,

iТЛ — тяговый ток в рельсовой линии под катушками АЛС.

Если измеряются падение напряжения на отрезке определенной длины l рельсовой нити 1 рельсовой линии, то величина этого напряжения равна

где zPH — удельное сопротивление рельсовой нити.

Точно также величина падения напряжения на отрезке длины l рельсовой нити 2

Делением разности этих напряжений на их сумму находим относительное значение асимметрии тягового тока под катушками АЛС в точке измерения

Следовательно, при известных или прогнозируемых величинах тяговых токов в рельсовой линии UТЛ можно найти величину асимметрии тягового тока iA в требуемой точке линии

Знание истинного значения величины асимметрии тягового тока под катушками АЛС позволяет, во-первых, определить величину ее вклада в неустойчивость работы АЛС на рассматриваемом отрезке рельсовой линии. Во-вторых, если измеренная величина асимметрии тягового тока оказалась выше допускаемой, то сравнением величин измеренных напряжений можно определить величину асимметрии входных сопротивлений рельсовых нитей в точке измерения. Причиной повышенного значения одного из этих входных сопротивлений может быть плохое состояние рельсовых стыковых соединителей в ней. А причиной пониженного значения одного из этих входных сопротивлений может быть неисправность цепей заземления опор контактной сети, подключаемых к рельсам, или односторонней пробой электрической изоляции железобетонных шпал.

Читайте также:  Измерение пускового тока стартера

Следовательно, предложенный способ позволяет использованием дополнительных несложных операций определять величину асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками АЛС при отсутствии поезда в точке измерения.

Эксперименты с использованием предложенного способа измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками АЛС подтвердили достоверность и вполне достаточную для практических целей точность определения величины этой асимметрии.

1. Устройства СЦБ. Технологический процесс обслуживания. — М.: Транспорт, 1984. — 151 с.

2. Шаманов В.И. Помехи и помехоустойчивость автоматической локомотивной сигнализации. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2005. — 236 с.

3. Патент на изобретение №2334643. Устройство для измерения параметров рельсовых цепей на электрифицированных железнодорожных линиях // В.И.Шаманов, В.П.Суров, А.В.Пультяков, Ю.А.Трофимов, С.И.Шаманова. Опубл. 27.09.2008 г. Бюл. №27.

Способ измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками АЛС, заключающийся в том, что в требуемой точке рельсовой линии измеряют падения напряжения в разных рельсовых нитях на отрезках рельсов одинаковой длины или измеряют напряжения на выходе бесконтактных измерительных датчиков тока, накладываемых на разные рельсовые нити в этой точке, а затем делением разности этих напряжений на их сумму находят относительную величину асимметрии тягового тока в этой точке рельсовой линии, отличающийся тем, что в требуемой точке рельсовой линии дополнительно накладывают на рельсы нормативный шунт в точке измерения, а измерения проводят за местом наложения шунта по ходу поезда.
Способ измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых линиях под катушками алс

Источник

Современные проблемы транспортного комплекса России

Виктория Сергеевна Урцева
Забайкальский институт железнодорожного транспорта
Россия

Наталья Викторовна Стадухина
Забайкальский институт железнодорожного транспорта
Россия

Константин Владимирович Менакер
Забайкальский институт железнодорожного транспорта
Россия

Напечатать эту статью
Метаданные статьи
Как процитировать
Найти ссылки
Редакционная политика
Отправить эту статью (Требуется вход в систему)
Отправить письмо автору (Требуется вход в систему)

Влияние асимметрии обратного тягового тока на работу рельсовых цепей

Аннотация

Ключевые слова

Полный текст:

Литература

Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник / В.С. Аркатов, Н.Ф. Котляренко, А.И. Баженов, Т.Л. Лебедева; под ред. В.С. Артакова. – М.: Транспорт, 1982. 360 с.

Антонов А.А., Мащенко П.Е., Шаповалова А.С. Влияние тягового тока на рельсовые цепи // Мир транспорта. – 2010. — №1. — С.46-51.

Наумов А.В., Наумов А.А. Выбор параметров и правила построения обратной тяговой рельсовой сети на электрифицированных дорогах со скоростным и тяжеловесным движением. – М.: Интекст, 2005. – 143 с.

Аркатов В.С., Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. – М.: Транспорт, 1990. — 295 с.

Электрические рельсовые цепи: учеб. пособие / А.Г. Кириленко, Н.А. Пельменева. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – 94 с.

Бердников Д.В. Связь индуктивности рассеяния трансформатора и потерь в снаббере обратноходового преобразователя // Современная электроника. 2005, — №3. -С. 62-64. http://www.berdnikov.org/papers/08071502.html

Марквардт В.Г. Электроснабжение железных дорог. – М.: Транспорт, 1982. 381 с.

Источник

Асимметрия тяговых токов под катушками АЛС

В.И. ШАМАНОВ, заведующий кафедрой ИрГУПСа, доктор техн. наук, профессор
Ю.А. ТРОФИМОВ, доцент, канд. техн. наук

Различие в величине тяговых токов, протекающих в рельсах под приемными локомотивными катушками АЛС, является одной из основных причин появления мощных помех, часто приводящих к сбоям в работе этих устройств. Действие указанного фактора сильнее проявляется на участках с электрической тягой переменного тока при движении тяжеловесных и соединенных поездов или при увеличении интенсивности движения, особенно на горных участках и в местах подключения к рельсовой сети отсасывающих линий тяговых подстанций.

Переменный тяговый ток при талом грунте интенсивно стекает из рельсов в землю, и в рельсах на расстоянии 3-4 км от электровоза он практически не остается. Поэтому при трехблочном разграничении поездов под локомотивными катушками АЛСН протекает практически только собственный ток электровоза. Зимой, а на участках с электротягой постоянного тока в любое время года, на локомотивные устройства АЛС влияют также тяговые токи в рельсах от других электровозов, находящихся в межподстанционной зоне.

Величины тяговых токов под катушками АЛС обратно пропорциональны значениям входных сопротивлений рельсовых нитей, расположенных перед электровозом. Эти сопротивления являются функциями продольного и поперечного сопротивлений рельсовой линии, т. е. соответственно ее рельсовых нитей и рельсов по отношению к земле.

Сопротивление рельсовой линии неоднородно по ее длине. В результате при движении электровоза изменяются входные сопротивления рельсовых нитей, расположенных между первой колесной парой электровоза и секциями основной обмотки дроссель-трансформатора, установленного возле изолирующих стыков, разделяющих рельсовые цепи на станциях и перегонах.

Различие величин тяговых токов в рельсовых нитях одной рельсовой линии оценивают коэффициентом асимметрии тягового тока, т. е. отношением разности значений тяговых токов в рельсовых нитях к их сумме, выраженным в процентах. В соответствии с нормой для участков с электротягой переменного тока коэффициент асимметрии не должен превышать 4 % при тяговом токе в рельсовой линии 300 А.

Асимметрию сопротивления рельсовых линий удобно оценивать с помощью коэффициентов продольной и поперечной асимметрии. Коэффициент продольной асимметрии рассчитывается как отношение разности удельных сопротивлений отрезков рельсовых нитей к их сумме в пределах выбранной длины, выраженное в процентах. Коэффициент поперечной асимметрии рельсовой линии — это отношение разности удельных сопротивлений отрезков рельсовых нитей относительно земли к их сумме, выраженное также в процентах. В реальных условиях продольные и поперечные сопротивления рельсовых нитей изменяются в достаточно широких пределах.

Продольное сопротивление имеет разные значения из-за старения или обрыва стыковых соединителей, различия в длине дроссельных перемычек, а также изменения во времени переходных сопротивлений в месте крепления этих перемычек к рельсам и выводам дроссель-трансформаторов.

В соответствии с действующими нормами токопро-водящие стыки могут увеличивать сопротивление рельсовой нити до 20 %. Проведенный комплекс измерений показал, что при хорошем качестве содержания токопроводящих стыков и дроссельных перемычек сопротивление рельсовых нитей может увеличиваться на 8-10 %. Например, суммарное сопротивление токопроводящих стыков находится в пределах нормы, когда сопротивление одной рельсовой нити увеличено на 8 %, а другой — на 20 %. Но коэффициент продольной асимметрии этой рельсовой линии составит 5,26 %.

Реальный диапазон изменения сопротивления рельсовых нитей по отношению к земле находится в пределах от 0,5 до 18,0 Омкм. Поперечная асимметрия входных сопротивлений рельсовых нитей возникает на участках, где цепи заземления опор контактной сети и других конструкций подключаются к рельсам. Входное сопротивление таких цепей может уменьшаться до 5-7 Ом. На участках с железобетонными шпалами поперечная асимметрия может быть следствием повышенной односторонней утечки тягового тока через неисправные элементы крепления рельсов к шпалам.

Читайте также:  Каким током заряжать автомобильный аккумулятор 60ач аком

Для анализа характера влияния поперечной и продольной асимметрии сопротивления рельсовой линии на уровень помех, создаваемых на выходе локомотивных катушек АЛС, были разработаны математические модели обратной тяговой рельсовой сети и методика расчета коэффициента асимметрии тяговых токов в рельсовых нитях под этими катушками. Далее приводятся некоторые результаты анализа изменения асимметрии тягового тока под приемными локомотивными катушками АЛС при движении поезда. В качестве примера приведены графики, полученные для рельсовой цепи длиной 2,5 км, ограниченной изолирующими стыками с дроссель-трансформаторами. При этом принято, что асимметрия сопротивлений дроссельных перемычек отсутствует.

На рис. 1 приведен график изменения коэффициента асимметрии переменного тягового тока под катушками АЛС при движении поезда по однородной рельсовой линии. Эта линия имеет только поперечную асимметрию сопротивления за счет того, что величина входных сопротивлений у всех подключенных к рельсам цепей заземления составляет 80 Ом. Коэффициент поперечной асимметрии сопротивления рельсовой линии составляет 5,88 %.

При таких условиях и минимальном сопротивлении рельсов по отношению к земле коэффициент асимметрии тягового тока под катушками АЛС на входном конце рельсовой цепи составляет около 0,45 от величины коэффициента поперечной асимметрии рельсовой линии. По мере движения поезда коэффициент асимметрии тягового тока растет до величины, составляющей две трети коэффициента поперечной асимметрии рельсовой линии в середине рельсовой цепи, а затем падает до нуля в ее конце.

Если сопротивление рельсов по отношению к земле максимально, влияние поперечной асимметрии сопротивления рельсовой линии на асимметрию тягового тока незначительно, так как утечки тягового тока через цепи заземления резко уменьшаются.
ном сопротивлении рельсов по отношению к земле асимметрия тягового тока на входном конце рельсовой цепи практически одинакова для случаев, когда значения коэффициентов только продольной или только поперечной асимметрии сопротивления рельсовой линии одинаковы. Когда в рельсовой линии есть только продольная асимметрия сопротивления, асимметрия тягового тока по мере движения поезда уменьшается монотонно.

При наличии продольной и поперечной асимметрии рельсовой линии необходимо рассматривать два варианта: наименьшее значение имеет продольное сопротивление рельсовой нити, к которой подключаются цепи заземления различных конструкций (рис. 3) или продольное сопротивление другой рельсовой нити (рис. 4).

В первом случае, если есть поперечная и продольная асимметрия сопротивления рельсовой линии одинаковой величины, то при минимальном значении удельного сопротивления рельсовых нитей по отношению к земле, равном 0,5 Ом.км, коэффициент асимметрии тягового тока в начале рельсовой цепи длиной 2,5 км увеличивается почти в 2 раза. Максимальная асимметрия тягового тока на расстоянии 1,4 км от выходного конца рельсовой цепи растет в 1,67 раз. Эта максимальная величина равна половине суммы коэффициентов продольной и поперечной асимметрии сопротивления рельсовой линии.

При величине сопротивления рельсов по отношению к земле 18,0 Омкм коэффициент асимметрии тягового тока на входном конце рельсовой цепи длиной 2,5 км увеличивается в 15 раз по сравнению со случаем, когда есть только поперечная асимметрия такой же величины. Следовательно, это наиболее тяжелый режим для работы АЛС.

Во втором случае картина заметно сложнее, так как возникает эффект уравновешивания разных видов асимметрии сопротивления рельсовой линии. Если вести отсчет от выходного конца рассматриваемого отрезка рельсовой линии, то при минимальном значении сопротивления рельсовых нитей по отношению к земле величина коэффициента асимметрии тягового тока определяется сначала главным образом значением продольной асимметрии сопротивления рельсовой линии. Затем, после точки взаимной компенсации действий продольной и поперечной асимметрии, в которой коэффициент асимметрии тягового тока равен нулю, начинает больше сказываться влияние поперечной асимметрии вплоть до места, расположенного на расстоянии 2,5 км. На более дальних расстояниях от выходного конца отрезка рельсовой линии коэффициент асимметрии тягового тока остается близким к нулю.

При высоком сопротивлении рельсовой линии по отношению к земле действие поперечной асимметрии ослабляется. При удельном сопротивлении рельсов по отношению к земле 18,0 Ом.км максимальный коэффициент асимметрии тягового тока под катушками АЛС находится на расстоянии 2,0 км от выходного конца рельсовой линии. В рельсовых цепях без изолирующих стыков и выравнивающих дросселей или дроссель-трансформаторов точка взаимной компенсации продольной и поперечной асимметрии отодвигается на расстояние около 7,5 км от выходного конца рельсовой линии.

Таким образом, при движении поезда зависимость асимметрии тягового тока под катушками АЛС даже от неизменной по длине рельсовой линии продольной и поперечной асимметрии сопротивления достаточно сложна. Максимальный коэффициент асимметрии тягового тока под катушками АЛС, несколько превышающий половину суммы коэффициентов продольной и поперечной асимметрии сопротивления рельсовой линии, бывает в рельсовых цепях с изолирующими стыками и дроссель-трансформаторами, если не происходит взаимной компенсации продольной и поперечной асимметрии.

В реальности продольное сопротивление рельсовых нитей и их сопротивление по отношению к земле не постоянны вдоль рельсовой линии, поэтому характер изменения коэффициента асимметрии тягового тока под катушками АЛС движущегося с поездом электровоза имеет более сложный вид. На рис. 5 представлены результаты измерений такого коэффициента под поездом весом 6000 т с электровозом серии ВЛ80ТК. Движение осуществлялось при талом влажном грунте со средней скоростью 60 км/ч по участку приближения к станции Джебь Красноярской дороги. Измерения проводили цифровым запоминающим осциллографом на базе Notebook, на который подавались сигналы с катушек АЛС. Обрабатывались результаты измерений с интервалом времени, равным одной секунде. На графике принят обратный отсчет пройденного расстояния.

Коэффициент асимметрии тягового тока под катушками АЛС плавно изменяется вследствие разной величины продольного сопротивления рельсовой линии по ее длине. «Горб» рассматриваемой кривой в середине участка приближения определяется продольной и поперечной асимметрией сопротивления рельсовой линии.

Остроконечный выброс величины этого коэффициента перед входным светофором произошел в зоне заземления опоры контактной сети на рельсы. Коэффициент асимметрии тягового тока из-за неисправного (пробитого) искрового промежутка типа ИПМ-60М превышал нормативное значение меньше трех секунд, т. е. меньше двух кодовых циклов. Поэтому этот выброс на устойчивость работы локомотивной приемной аппаратуры не повлиял. Однако участки с подключаемыми к рельсам неисправными заземляющими устройствами, у которых понижено входное сопротивление со стороны рельсов, часто являются локальными местами с повышенной интенсивностью сбоев АЛС.

Значения входных сопротивлений цепей заземления нормированы только для сигнального тока рельсовых цепей с целью обеспечения контрольного режима. Условия стекания переменных тяговых токов в землю по рассматриваемым цепям другие. Отличаются и требования к ограничению величин этих утечек. Вопрос нормирования входных сопротивлений цепей заземления опор контактной сети и других конструкций, подключаемых к рельсам для тяговых токов, остается пока нерешенным.

Таким образом, благодаря теоретическим и экспериментальным исследованиям выявлены особенности влияния продольной и поперечной асимметрии сопротивления рельсовых линий на асимметрию переменного тягового тока под приемными локомотивными катушками АЛС движущегося электровоза.

Источник