ПЗ_ГОТОВ ПОЛНОСТЬЮ (Методы защиты устройств заземления от растекания сигнального тока), страница 4

Рисунок 1.12 – Электрическая схема замещения заземления конструкций. Конструкции присоединены к рельсу двухниточной рельсовой цепи. Длина пролета 45 м.

Определим общее сопротивление рельсовой цепи на участке 1 км используя выражение (1.1)

Для тяговых токов в пределах 400 ÷ 500 А удельное сопротивление рельса марки Р65 составляет: .

Определим сопротивление, между опорами используя выражение (1.2), для расчета распределения сигнального тока:

Далее, рассчитаем распределение сигнального тока на рассматриваемом участке. Схема замещения участка изображена на рисунке (1.13). Примем значение сигнального тока, на питающем конце 3 А:

Рисунок 1.13 а) Схема замещения заземленной опоры на рельс; б) схема распределения сигнального тока для одной опоры, длина пролета 45 м.

Изобразим для рассматриваемого участка на рисунке (1.14) распределение токов утечки и сигнальных токов при индивидуальном заземлении:

Рисунок 1.14 - Схема распределения сигнального тока для случая индивидуального заземления. Длина пролета 45 м.

Общий ток утечки на участке рассчитаем по формуле (1.5):

Из первого закона Кирхгофа рассчитаем сигнальный ток, который приходит на путевой приемник:

Далее, рассчитаем распределение сигнального тока в случае группового заземления. Для рельсовой цепи, работающей на переменном токе, максимальная длина группового заземления равна 200 м. Тогда на участке в 1 км будет расположено 5 групповых заземлений, в каждой группе по 5 опор. Рассмотрим одно из групповых заземление опор на рисунке (1.15).

Рисунок 1.15 - а) Электрическая схема замещения для группового заземления. б) Электрическая схема распределения сигнального тока для
группового заземления. Длина пролета 45 м.

Общее сопротивление группового заземления:

При тяговых токах 400 ÷ 500 А удельное сопротивление рельса марки Р65 составляет

Из соотношения (1.3), найдем значение тока утечки и сигнального тока:

Рассчитаем общий ток утечки по выражению (1.5):

Рассчитаем сигнальный ток, приходящий на релейный конец по
выражению (1.6):

Приходящий на путевой приемник сигнальный ток, при расстоянии между опорами 45 м как при индивидуальном, так и при групповом заземлении находится в допустимых пределах (1,4 до 6 А). Однако, в случае расстояния между опорами 45 м, по сравнению со случаем, когда расстояние между опорами равно 65 м, ток утечки больше. Таким образом, можно сделать вывод, что токи утечки увеличиваются с уменьшением расстояния между опорами. Good job.

1. Методика расчетов и анализ функционирования рельсовой цепи для расстояния между опорами 65 м, в случае если пробит искровой промежуток на четвертой опоре

Нарушение работы защитных элементов приводит к изменению сопротивления всех заземляющих устройств. Это приводит к изменению тока утечки. Рассмотрим случай вывода из рабочего состояния защитного устройства. В примере рассматриваемом в настоящем разделе (см. рисунок (1.16)), на четвертой опоре пробит искровой промежуток, в результате чего сопротивление опоры стало равным 1 Ом.

Сопротивление заземляющих устройств рассчитаем по формуле (1.1):

Рисунок 1.16 – Электрическая схема замещения заземляемых конструкций. Конструкции присоединены к рельсу двухниточной рельсовой цепи. Пробит искровой промежуток на 4-й опоре. Длина пролета 65 м.

Для определения распределения сигнального тока в случае индивидуального заземления, определим сопротивление на участках между опорами из выражения (1.2),:

Рассчитаем, далее, долю тока утечки от величины сигнального тока на участке. Рассмотрим электрическую схему замещения одной опоры заземленной на рельс и соответствующую схему распределения сигнального тока (см. рисунок (1.17)).

Рисунок 1.17 - а) Электрическая схема заземления опоры на рельс, б) схема распределения сигнального тока для опоры, на которой пробит искровой промежуток.

Примем сигнальный ток в начале цепи равным 3 А. Из выражения (1.3), рассчитаем значение тока утечки на опоре, на которой пробит искровой промежуток:

Далее, рассчитаем токи утечки на других опорах с искровыми промежутками, используя выражение (1.5):

Общий ток утечки составляет:

Сигнальный ток, приходящий на релейный конец определяем по выражению (1.6):

Результаты расчетов представим на рисунке 1.18 в виде схемы распределения сигнального тока.

Рисунок 1.18 - Электрическая схема распределения сигнального тока для индивидуального заземления опор, в случае пробоя искрового промежутка. Длина пролета составляет 65 м.

Проведенные выше расчеты показывают, что в случае с индивидуальным заземлением опор, когда на опорах установлены исправные искровые промежутки и на одной из этих опор пробит искровой промежуток, токи утечки увеличились примерно в два раза, однако величина сигнального тока осталась в установленных пределах. Следовательно, такой единичный пробой никак не влияет на работу устройств СЦБ.

1. Расчет и анализ рельсовых цепей блок – участка четного пути перегона Домикан – Архара

Влияние заземленных конструкций на работу рельсовых цепей в основных режимах, рассмотрим на примере блок – участка пути, ограниченного сигнальными точками №18 и №16, перегона Домикан – Архара. Схема замещения заземляемых конструкций этого участка, присоединенных к рельсу двухниточной рельсовой цепи, представлена на рисунке. (1.19). Длина рельсовой цепи составляет 1984 м. На рассматриваемом блок – участке установлено 38 железобетонных опор контактной сети, длина пролетов составляет от 40 до 70 м, среднее значение длины пролета 53,6 м. Опоры заземлены на тяговый рельс стальным заземляющим спуском. Диаметр заземляющего спуска равен 10 мм. 19 опор имеют в цепи заземления искровые промежутки типа ИП -3. Рельсовая цепь питается от преобразователя частоты ПЧ – 50/25 мощностью 100 В∙А, вторичная обмотка секционирована, это позволяет регулировать напряжение частотой 25 Гц в пределах от 0 до 175 В, с градацией 5 В на выводах «н» и «к». Сигнальный ток, даваемый источником питания составляет 2,2 А.

Рисунок 1.19 – Электрическая схема замещения заземляемых конструкций. Конструкции присоединены к рельсу двухниточной рельсовой цепи на блок – участке перегона Домикан – Архара

Общее сопротивление заземляющих устройств, находящихся на участке 1984 м (см. данные для расчета в приложении А), рассчитаем по формуле (1.1):

Таким образом, сопротивление рельсовой цепи на блок-участке длиной 1984 м составляет . Рассчитаем среднее сопротивление на участках между опорами, для определения распределения сигнального тока по формуле (1.2):

Полученное в результате расчета распределение сигнального тока приведено в таблице 1.

Таблица 1 - Распределение сигнального тока на участке Домикан – Архара

Таблица 1 (продолжение)

Найдем общий ток утечки на рассматриваемом участке: