Объекты управления и контроля в железнодорожных системах автоматики и телемеханики. Основы теории рельсовых цепей. Классификация систем железнодорожной автоматики и телемеханики, страница 8

Расчёт РЦ выполняется на основе теории линий и четырёх­по­люс­ников, требующей знания первичных и вторичных параметров РЦ.    

                                                                                   Таблица 2.1

Режимы работы рельсовых цепей

Режим	Расчётные значения параметров			Состояние  пут. реле
	zр, Ом/км	уи, Сим/км	Uн, В
Нормальный	max	max	min	Возбуждено
Шунтовой	min	min	max	Без тока
Контрольн.	min	критическ.	max	Без тока

Рис. 2.1. Контрольный режим работы рельсовой цепи

Если у_и  = min, то i_р  – min ≥ П.

Если у_и  = max, то i_р – max ≥ П, следовательно, у_и – критическое.

2.2. Первичные параметры рельсовой линии

Электрические свойства рельсовой линии определяются удель­ной электрической проводимостью изоляции у_и 1/Ом · км (Сим/км) или сопротивлением балласта r_б, Ом/км и удельным электрическим сопротивлением рельсов z_p, Ом/км.

Под электрической проводимостью изоляции рельсовой линии подразумевается проводимость для токов утечки от одной нити к другой через шпалы, балласт и грунт (рис. 2.2).

В связи с этим проводимость изоляции определяется электрохимическими процессами, протекающими на границах между элементами электрон­ной и ионной проводимости, и зависит от всех факторов, влия­ю­щих на скорость их протекания: метеоусловий, качества  и состояния балласта, высоты балластного слоя, типа, числа и состояния шпал, состава антисептиков и способов пропитки деревянных шпал и др.

Рис. 2.2. Схема прохождения токов в рельсовой цепи

Электрохимической природой проводимости изоляции рельсовой ли­нии объясняется невозможность ее точного аналитического расчё­та, и поэтому определяются условия, при которых проводимость изо­ля­­ции достигает максимума и минимума. Максимальная прово­ди­мость изоляции – летом в жаркую погоду после проливного дождя, ког­­да действуют одновременно два неблагоприятных фактора: высо­кая температура и большая влажность балласта и шпал, способ­ству­ю­щие ускорению электрохимических реакций. Минимальная прово­ди­мость изоляции – в зимнее время при низкой температуре и влаж­но­сти, когда электрохимические процессы заторможены. В общем случае выражение для удельной проводимости изоляции у_и можно представить в виде:

у_и = q_и + jωС_иэ =‌‌‌  |‌‌у_и| е^jφ , Сим/км;                           (2.1)

где  q_и – активная составляющая проводимости, Сим/км;

С_иэ – эквивалентная ёмкость для токов утечки, Ф/км;

ω = 2πf – угловая частота сигнального тока, Рад/с,

f – частота сигнального тока.

Исследования показывают, что при частоте сигнального тока до 2 тыс. Гц проводимость изоляции является активной.

Аналитически невозможно точно определить удельную прово­ди­мость изоляции рельсовой линии. Измерениями установлено, что для:

– щебёнки  у_и  = 0,5   Сим/км  (r_б  = 2,0 Ом·км);

– гравия у_и  = 0,66 Сим/км  (r_б  = 1,5 Ом∙км);

– песка у_и  = 1,0   Сим/км  (r_б  = 1,0 Ом·км).

Нормативная величина максимальной проводимости изоляции                        (бал­ласта) на отечественных железных дорогах установлена у_и  = 1 Сим/км             (r_б  = 1,0 Ом·км).

Под электрическим сопротивлением рельсов подразумевается сопротивление рельсовой петли (обеих рельсовых нитей), состоящее из сопротивления собственно рельсов и рельсовых стыков.

Удельное сопротивление рельсовой петли определяется как сопро­тив­ление обеих нитей со стыковыми соединителями и накладками, от­не­сенное к          1 км рельсовой нити, и в общем случае является также ком­п­лексной величиной, которая ориентировочно может быть вычислена как:

Z_p=r_oa+jωL= |Z_p| e^jφ Ом/км,                            (2.2)