 |
Параметры рельсовых цепей.
|
|
|
|
Рельсовая цепь, как и проводная линия связи, характеризуется первичными и вторичными параметрами.
К первичным параметрам относятся:
1. активное сопротивление двухпроводной цепи;
2. индуктивность двухпроводной цепи;
3. емкость изоляции между проводниками тока (рельсами);
4. проводимость изоляции между проводниками (иногда используют обратную величину – сопротивление изоляции).
Иногда:
5. (для рельсовых цепей постоянного тока) оценивают электрохимическую активность балласта.
6. оценивают взаимную индуктивность между контактным проводом и рельсом.
Наиболее важными первичными параметрами являются сопротивление рельсов и сопротивление балласта. На практике, как правило, ограничиваются определением только их.
Ко вторичным параметрам относят:
1.волновое сопротивление 
;
2.коэффициент распространения волны 
.
Волновое сопротивление характеризует сопротивление рельсовой линии бегущей волне:
, Ом
где 
- удельное электрическое сопротивление рельсов (модуль сопротивления), Ом/км;
- удельное электрическое сопротивление балласта, Ом*км (считают, что сопротивление только активное, поскольку емкостная составляющая мала);
- аргумент сопротивления рельсов, град.
Коэффициент распространения волны является комплексной величиной 
, 1/км
Действительная часть 
характеризует затухание волны, а мнимая - 
- фазовый коэффициент, характеризует степень запаздывания волны по фазе при её распространении на единицу длины.
Вторичные параметры определяются первичными.
Под удельным сопротивлениемрельсов понимают сопротивление обеих нитей со стыковыми соединителями и накладками, отнесенное к 1 км рельсовой нити.
Под удельным сопротивлением балласта (сопротивлением изоляции) понимают сопротивление шпал, сопротивление между рельсами, отнесенные к 1 км рельсовой цепи.
|
|
|
Рельсовая цепь, у которой собственное сопротивление рельсов каждой нити и их сопротивление по отношению к земле будут одинаковыми, называется симметричной.
Параметры рельсовых цепей зависят от множества факторов, и могут определяться в первую очередь измерениями в реальных условиях.
Первичные параметры рельсовой цепи определяют на основании измерений ее входного сопротивления, а также оценки известных зависимостей между напряжениями и токами в начале и конце рельсовой цепи.
Цель специальных измерений: С минимальным количеством аппаратуры при наименьшем количестве измерений, проводимых по возможности с одного конца рельсовой цепи, определить первичные и вторичные параметры рельсовой цепи.
Для получения расчётных соотношений используют схему замещения рельсовой цепи в виде четырёхполюсника.
Тогда зависимость между токами и напряжениями в начале и конце рельсовой цепи может быть представлена в виде системы уравнений:
где 
Откуда искомое входное сопротивление (комплексное число) определяется путем деления:
С учётом подстановки коэффициентов А, B, C, D система уравнений приобретает вид:
А входное сопротивление рельсовой цепи может быть определено по формуле:
Для определения вторичных параметров рельсовой цепи 
и 
производят измерения входного сопротивления при различном сопротивлении нагрузки. РЦ поочередно нагружают на известные сопротивления 
и 
, измеряя входные модули и аргументы напряжений и токов в начале и конце РЦ. На основе которых определяют входные сопротивления:
, 
Точность измерения первичных параметров зависит от разности входных сопротивлений 
и 
, и максимальна, если одно рассчитано для случая холостого хода, а другое – для короткого замыкания. Тогда выражение для расчёта входного сопротивления упрощается:
|
|
|
– при к.з: 
и 
– при х.ходе: 
и 
Перемножив левые и правые части, а также поделив их, получим соотношения для расчета вторичных параметров:
, 
(1)
Так как является комплексным числом: 
, то для его вычисления используют вместо формулы (1) дополнительные соотношения (см. метод х.х и к.з.).
По найденным значениям вторичных параметров вычисляют первичные:
– полное удельное сопротивление рельсов (комплексное);
– полное сопротивление балласта.
Часто аргумент сопротивления балласта не учитывают, так как емкостная составляющая по отношению к активной незначительна.
Таким образом, измеряя токи, напряжения и углы сдвига фаз можно найти параметры рельсовых цепей.
Полезные формулы:
Последовательность определения параметров рельсовых цепей:
1) измерение входного сопротивления (как правило, при двух известных нагрузках);
2) вычисление вторичных параметров;
3) вычисление первичных параметров рельсовых цепей.
|
|
|
