Расчет параметров рельсовых цепей постоянного тока методом двух коротких замыканий
1.3.1. Вычислим значение входного сопротивления рельсовой цепи при коротком замыкании на расстоянии от питающего конца по формуле:
![]() | (1.1) |
где - напряжение на расстоянии
, В (величина согласно исходных данных),
- сила тока на расстоянии
, А (величина согласно исходных данных).
Рассчитаем:
= 0,23 (Ом).
1.3.2. Вычислим значение входного сопротивления рельсовой цепи при коротком замыкании на расстоянии от питающего конца по формуле:
![]() | (1.2) |
где - напряжение на расстоянии
, В (величина согласно исходных данных),
- сила тока на расстоянии
, А (величина согласно исходных данных).
Рассчитаем:
= 0,43 (Ом).
1.3.3. Определим вторичные параметры рельсовой цепи:
- коэффициент распространения определим по формуле:
![]() | (1.3) |
![]() | (1.4) |
где l - длина рельсовой цепи, км (величина согласно исходных данных),
- входное сопротивление рельсовой цепи при коротком замыкании на расстоянии
от питающего конца, Ом (рассчитанное в п. 1.3.1),
- входное сопротивление рельсовой цепи при коротком замыкании на расстоянии
от питающего конца, Ом (рассчитанное в п. 1.3.2).
Рассчитаем:
= 0,714 ∙
(0,264),
= 0,27,
0,714 ∙ 0,27 = 0,19 (1/км);
- волновое сопротивление определим по формуле:
![]() | (1.5) |
![]() | (1.6) |
где l - длина рельсовой цепи, км (величина согласно исходных данных),
- входное сопротивление рельсовой цепи при коротком замыкании на расстоянии
от питающего конца, Ом (рассчитанное в п. 1.3.1),
- коэффициент распространения, 1/км (рассчитанный в п. 1.3.3).
Рассчитаем:
,
= 0,2599,
= 0,88 (Ом).
1.3.4. Определим первичные параметры рельсовой цепи:
– удельное сопротивление рельсов определим по формуле:
![]() | (1.7) |
где - коэффициент распространения, 1/км (рассчитанный в п. 1.3.3),
- волновое сопротивление, Ом (рассчитанный в п. 1.3.3).
Рассчитаем:
rp = 0,88 ∙ 0,19 = 0,17 (Ом/км);
– удельное сопротивление балласта определим по формуле:
![]() | (1.8) |
где - коэффициент распространения, 1/км (рассчитанный в п. 1.3.3),
- волновое сопротивление, Ом (рассчитанный в п. 1.3.3).
Рассчитаем:
= 4,63 (Ом∙км).
1.3.5. Сравним полученные значения параметров рельсовой цепи с допустимыми:
1.3.5.1. Под удельным сопротивлением балласта (или сопротивлением изоляции между рельсовыми нитями) понимается сопротивление току утечки из одной рельсовой нити в другую через шпалы и балласт, отнесенное к 1 км рельсовой линии. Единицы измерения - Ом∙км.
Значение удельного сопротивления балласта зависит от типа и состояния балласта, типа и состояния шпал. Состояние балласта определяется температурой и влажностью воздуха, а также степенью загрязненности.
Допустимые значения удельного сопротивления балласта:
- для песчаного мокрого балласта – не менее 1,0 Ом∙км,
- для влажного балласта – 2 Ом∙км,
- для сухого - 5 Ом∙км,
- для сильно промерзшего – до 100 - 150 Ом∙км,
- для щебеночного незагрязненного мокрого – не менее 2 Ом∙км.
Вывод: Сопоставляя полученное значение с допустимым приходим к выводу, что рассчитанное значение удельного сопротивления балласта удовлетворяет требованиям.
1.3.5.2. Под удельным сопротивлением рельсов понимается сопротивление обеих нитей со стыковыми соединителями и накладками, отнесенное к 1 км рельсовой линии (т.е. сопротивление рельсовой петли длиной 1 км). Единицы измерения - Ом/км.
Значение удельного сопротивления рельсов в рельсовых цепях постоянного тока зависит от типа рельсов и типа стыковых соединителей. С увеличением номера типа рельсов (от Р43 до Р75) удельное сопротивление рельсов уменьшается, так как увеличивается площадь поперечного сечения рельса.
Допустимые значения удельного сопротивления рельсов:
- со стальными штепсельными соединителями = (0,3 – 0,6) Ом/км;
- со стальными приварными = (0,1 – 0,2) Ом/км.
Отсюда следует, что в рельсовых цепях постоянного тока сопротивление рельсов может быть значительно уменьшено применением стыковых соединителей с малым сопротивлением.
Вывод: Сопоставляя полученное значение с допустимым приходим к выводу, что рассчитанное значение удельного сопротивления рельсов удовлетворяет требованиям.
Задача №2
«Измерение параметров рельсовых цепей переменного тока»
Задание
1) Пользуясь измеренными значениями токов, напряжений и сдвига фазы между ними, а также зная длину рельсовой цепи, необходимо вычислить её первичные и вторичные параметры.
2) Привести схему реализации метода измерений.
Исходные данные
Согласно Варианту №71: «Метод, не требующий измерения аргументов».
Решение: