ПЗ диплом (1220111), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Далее определяем долю тока утечки на опоре, где пробит искровой промежуток аналогично предыдущему случаю по уравнению (1.3):
Рассмотрим схему замещения заземленной опоры и схему распределения сигнального тока для одной опоры на рисунке. (1.22).
Рисунок 1.22 - а) Схема замещения заземленной опоры на рельс
б) Схема распределения сигнального тока для одной заземленной
опоры, где пробит искровой промежуток.
Сигнальной ток, вырабатываемый источником питания составляет 2,2 А.
Определим значение тока утечки при помощи программы Microsoft Office Excel:
Общий ток утечки в 22 раза больше, чем при исправном состоянии. Сигнальный ток, приходящий на релейном конце составляет:
Сигнальный ток, приходящий на релейный конец, зависит не только от величины сопротивления заземляемых конструкций, но и от климатических особенностей района, состояние балласта, а также от состояния рельсовой нитей.
Рассмотрим участок Арга – Серышево, с учетом проблемы, выход из строя искровых промежутков, что приводит к утечкам тока, вызывая при этом асимметрию в дроссель - трансформаторе. Состояние балласта, суглинистая. Также есть запесоченность балласта на рассматриваемом участке. В локомотиве используется песочница, песочница используется для подачи песка под движущие колесные пары, повышая при этом коэффициент сцепления колес. Песок с грязью отличный проводник, что приводит к снижению сопротивления изоляции рельсовой линии ниже нормативного значения 1 Ом∙км, до 0,29…0,35 Ом∙км, в связи с этим увеличивается ток утечки в три раза.
Существенную роль на работу рельсовых цепей играет конструктивное выполнение токопроводящих стыков. Сопротивление сборного токопроводящего стыка зависит от наличия стыковых соединителей (штепсельных, приварных), больше всего от качества затяжки скрепляющих болтов, так как основную роль в пропуске тока играют рельсовые накладки. Установлено, что при нормированной затяжке болтов сопротивление рельс – накладки находится в пределах 2 -4 мкОм (сопротивление стыка в среднем6мкОм), в то время как переходное сопротивление приварного соеденител – рельс составляет 35 – 45 мкОм [5]. Таким образом, почти 90% тока проходит по накладкам. Основная причина разброса сопротивления токопроводящих стыков вызвано нарушением технологии затяжки стыковых болтов. Обрыв приварочного соединителя вызывает увеличение сопротивление стыка в среднем на 2мкОм.
Есть еще один факт, ухудшающий работу рельсовых цепей, это конструктивное выполнение заземляющих устройств. Инструкция ЦЭ – 191 [3] предусматривает (п.4.9):
- заземляющие проводники открытой прокладки изолируют от земли укладкой на деревянных полушпалках;
- заземляющий провод по всей длине покрывают антикоррозионным составом (лак, мастика битумная и др.)
Заземляющие проводники под рельсами жестко закрепляются на шпалах или укладывают в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, обеспечивая изоляцию от пересекаемых рельсов.
Заземляющие проводники между опорой и рельсом необходимо изолировать от земли си применением полиэтиленовых трубок или полушпал ЦЭ – 868 [6], (п. 2.23.19)
На самом деле заземляющие устройства контактных опор не соответствуют данным требованиям практически на всем участке. Заземляющие провода не имеют антикоррозийного покрытия, обладающего изоляционными свойствами, уложены непосредственно на грунт или находятся под слоем балласта (грунта) без дополнительных устройств изоляции.
Сопротивление заземления контактных опор на данном участке изменяется в диапозоне от 6,7 Ом до 62,7 кОм. Низкое сопротивление заземлений контактных опор является одной из основных причин в отказах работы рельсовых цепей.
Установка искровых промежутков снижает отказы в рельсовых цепях, однако они часто выходят из строя и эффективность их установки снижается.
Основными причинами выхода из строя искровых промежутков являются:
- низкое качество выпускаемых приборов заводами изготовителями;
- высокое напряжение рельс – земля при пропуске тяжеловесных подвижных составов
Все перечисленное в комплексе влияют на ток утечки. Даже при одном пробитом искровом промежутке в перечисленных условиях может привести к отказу рельсовой цепи. Чтобы снизить вероятность отказа, необходимо устанавливать надежные защитные устройства на всех опорах.
2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ АСИММЕТРИИ ТЯГОВОГО ТОКА НА РАБОТУ РЕЛЬСОВЫХ
2.1 Общие сведения о асимметрии тягового тока
Помехи в рельсовой линии приводит к снижению надежности работы рельсовых цепей. При этом помеха в зависимости от ее характера может привести либо к опасным последствиям (ложный контроль свободного пути), либо является причиной задержки поездов (ложный контроль занятости свободного пути).
Основными источниками помех в рельсовой цепи могут быть [7]:
- посторонние блуждающие токи, создаваемые заземленными конструкциями;
- тяговый ток и его гармонические составляющие.
В двухниточных цепях действие тягового тока любого рода помехи на путевые и локомотивные приемники определяется неравномерным его распределением вдоль линии и по полуобмоткам путевых дроссель – трансформаторов. В рельсовых цепях несимметричное распределение тока помехи по рельсовым нитям существует всегда и изменяются во времени и местоположении, то есть является редкостным явлением и поэтому не находится под непрерывным контролем.
На электрифицированных железных дорогах можно выделить следующие виды асимметрии:
- емкостную, обусловленную неодинаковым распределением рельсов по отношению к поверхности грунта;
- проводимостей изоляции рельсовых нитей;
- активных сопротивлений, определяемую материалом рельсов, их состоянием (износ, коррозия), стыковыми соединителями;
- индуктивных сопротивлений, зависящую от материалов рельсов и соединителей, их однородности, типа грунта.
Емкостная асимметрия вследствие низкой изоляции рельсовых нитей незначительна, и ее влияющие можно не учитывать. Асимметрия активных и индуктивных сопротивлений может быть объединена в один вид – продольную асимметрию. Асимметрия проводимостей изоляции получила название поперечной. Оба вида асимметрии (продольная и поперечная) определяются первичными параметрами рельсовой цепи и техническим обслуживанием рельсовой линии. Установлено, что продольная и поперечная асимметрии сложным образом воздействуют на вторичные параметры рельсовой линии.
Влияние тягового тока на аппаратуру рельсовых цепей всегда связанно с непрерывным распределением тягового тока между двумя рельсами. Причинами неравномерного распределения тягового тока является продольная и поперечная асимметрия рельсовой линии.
Поперечная асимметрия, или асимметрия по утечкам, является, как правило, следствием присоединение к одной из тяговых нитей заземление контактных опор и других металлических сооружений. Поперечная асимметрия ограничивается правилами заземления устройств, в соответствии с которыми к рельсу двухниточных рельсовых цепей не допускается непосредственное подключение индивидуальных заземлений с сопротивлением не ниже 100 Ом, а также групповых заземлений с сопротивлением менее 6 Ом∙км. Если конструкции имеют сопротивление заземления меньше нормативных значений, то их должны подключать к рельсу через искровые промежутки.
Продольная асимметрия, или асимметрия по сопротивлению, возникает из-за нарушения целостности одного или нескольких стыковых соединителей на одной из рельсовых нитей. Продольное сопротивление рельсовой нити с поврежденными соединителями возрастает, и по ней протекает меньший ток, чем по другой нити. В тоже время следует иметь ввиду, что в стыках со стыковыми соединителями существует резервный элемент в виде рельсовой накладки. Сопротивление цепи тяговому току ерез накладки на порядок меньше сопротивления медного рельсового соединителя в случае нормальной затяжки болтов накладок. Продольная асимметрия может возникнуть при разности сопротивлений короткой и длинной дроссельных перемычек, особенно в коротких рельсовых цепях.
Оба типа асимметрии могут присутствовать в каждой рельсовой цепи или одна из них будет преобладать в зависимости от условий эксплуатации.
Для беспрепятственного прохождения тягового тока в обход изолирующих стыков применяются дроссель – трансформаторы. В случае равенства тяговых полутоков 
и 
, протекающих по полуобмоткам дроссель – трансформаторов, образованные ими магнитные потоки компенсируется и в дополнительных обмотках э.д.с. трансформироваться не будет.
На практике абсолютно симметричные рельсовые линии не встречаются: всегда существует продольная асимметрия и поперечная асимметрия рельсовых линий. Продольная и поперечная асимметрия оценивается с помощью коэффициента асимметрии:
Предельно – допустимая величина асимметрии обратного тягового тока 
в двухниточных рельсовых цепях должна быть не более 12 А при переменном токе ЦЭ – 868, п.2.21.1 [6].
Устойчивая и надежная работа устройств СЦБ во многом зависит от электрических характеристик пути, на которые влияют следующие факторы:
- сложность и многодетальность конструкции, где контактируют различные материалы – металл, дерево, бетон, резина, балласт и др.;
- неизолированность пути от внешней среды;
- механическое воздействие подвижного состава, климатические условия;
- загрязнения, изменяющие свойства материалов, состояние электрических контактов, способствующих возникновениюпродуктов коррозии металлов и др.
Подробно рассмотрим поперечную асимметрию, связанную с заземляющими устройствами.
2.2 Расчет поперечной асимметрии тягового тока.
Поперечная асимметрия тягового тока возникает вследствие разной проводимости рельсовых нитей, обусловленной подключением к одному из тяговых рельсов заземленных конструкций. Такой вид асимметрии часто называют асимметрией проводимостей. Тем самым, одна из нитей шунтируется дополнительными параллельными контурами рисунок (2.1) и ее эквивалентная проводимость увеличивается.
Рисунок 2.1 - Схема протекания тягового тока на блок – участке при асимметрии проводимостей рельсовых нитей. (1 – релейный конец
рельсовой цепи; 2 – питающий конец рельсовой цепи;
3 – изолирующий стык; z – сопротивление заземленной конструкции)
На рисунке. (2.1) представлен путь протекания тягового тока при подключении заземленных конструкций к одному из тяговых рельсов. Ток утечки 
стекает с рельса через заземлители и протекает в направлении тяговой подстанции по земле в виде блуждающего тока 
. В результате тяговые токи, протекающие по рельсовым нитям неодинаковы. Некомпенсированная часть магнитного потока, вызванная разницей токов, протекающих в полуобмотках в полуобмотках дроссель – трансформатора, индуктирует в сигнальной обмотке составляющую тягового тока. Трансформированный ток асимметрии 
вызывает мешающее влияние на работу работу аппаратуры рельсовой цепи и при достижении значения 5 А автоматический выключатель АВМ размыкает свои контакты. В результате рельсовая цепь размыкается, путевое реле обесточивается, светофор контролирующий данный блок – участок, переключается на запрещающее показание. На примере рассматриваемого блок – участка Св 6 – Св 8. Произведем расчеты поперечной асимметрии тягового тока при сопротивлениях заземлений контактных опор приведенных в приложении 1. Для этого составим схем у замещении блок – участка с распределенными параметрами сопротивлений рисунок (2.2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
