Расчёт и анализ шунтового режима

Шунтовым режимом называется такое состояние рельсовой цепи, при котором ее приемник выдает дискретную информацию «зан­ято» при наложении в любой точке рельсовой линии поезд­ного шунта сопротивлением не ниже нормативного. Вследствие шун­тового эффекта приемник находится в исходном состоянии, соот­ветствующем отсутствию сигнала на его входе.

После определения минимального питающего напряжения, при котором РЦ функционирует в нормальном режиме, встаёт за­да­ча проверки РЦ на шунтовую чувствительность при критических зна­чениях независимых переменных Z_min, y_и = 0 (r_б = ∞).

Качество шунтового эффекта, то есть степень снижения сиг­на­­ла на входе путевого реле, определяется шунтовой чувстви­тель­но­­­стью РЦ – R_ш. Шунтовая чувствительность – это максимальное со­­противление, при включении которого между рельсами надежно от­­падает (при непрерывном питании) или надежно не при­тя­ги­ва­ет­ся (при импульсном и кодовом питании) якорь путевого реле. Ве­ли­­­чина шунтовой чувствительности в различных точках рельсовой це­­пи неодинакова и зависит от параметров рельсовой линии и эле­ме­н­­тов рельсовой цепи, поэтому для характеристики шунтового эф­­фекта введено понятие о предельной шунтовой чувстви­тель­но­сти.

Предельной шунтовой чувствительностью R_ш.пр называется ми­нимальное значение шунтовой чувствительности для данной рель­совой цепи, определенное расчетом или экспериментом при наи­более неблагоприятных для шунтового эффекта условиях.

Для определения степени надежности шунтового эффекта ис­пользуют нормативную шунтовую чувствительность R_ш.н, зна­че­ние которой установлено равной 0,06 Ом. Шунтовой эффект рель­со­вой цепи считается надежным, если выполняется условие R_ш.пр ≥ R_ш.н.

Наихудшими условиями шунтового режима являются такие, при которых увеличивается сигнал на входе приемника:

– максимальное напряжение источника питания;

– минимальное сопротивление рельсовых нитей;

– максимальное сопротивление изоляции рельсовых линий;

– минимальное сопротивление элементов согласующих устройств, включенных последовательно с приемником;

– максимальное сопротивление элементов согласующих устройств, включенных параллельно приемнику.

С целью проверки РЦ на шунтовую чувствительность пользуются следующими схемами замещения РЦ, отражающими процессы до (рис. 2.9) и после (рис. 2.10) наложения шунта.

Рис. 2.9. Схема замещения рельсовой цепи до наложения шунта

Рис. 2.10. Схема замещения рельсовой цепи после наложения шунта

Изменения в нормальном режиме Z_max → Z_min, y_и → 0 ведёт к возрастанию тока на конце линии I_к → ∞. Для новых значений z_р и y_и по формулам (2.10) находят А_∞, В_∞, С_∞, D_∞. Используя их в (2.8) и (2.9), определяют I_к∞. При наложении шунта этот ток должен снизиться до I_к.ш > I_н.от, т.е. тока надёжного отпадания якоря путевого реле. Таким образом, реакцию цепи на появление шунта можно выразить через коэффициент снижения тока на путевом реле:

f_ш = или f_ш = , (2.21)

где Z_по.ш и Z_по.∞ вычисляют по формуле (2.20) и после подстановки их значений в (2.21) получают:

|f_ш| = , (2.22)

где k = – комплексный коэффициент отношения эквивалентного сопротивления цепи относительно точек наложения шунта (а, б) к сопротивлению шунта;

δ – аргумент комплекса Z_эох.

|Z_эох| = , (2.23)

где р = – вещественный безразмерный коэффициент.

Решая (2.22) относительно R_шх, окончательно получим:

R_шх = . (2.24)

Полученную шунтовую чувствительность R_ш.х необходимо сравнить с нормативной R_ш.н = 0,06 Ом. Если R_ш.х ≥ R_ш.н, то шунтовая чувствительность РЦ считается достаточной.

Шунтовую чувствительность РЦ постоянного тока определяют по формулам (2.23), (2.24) после замены всех комплексных сопротивлений омическими и при δ=0.

Из (2.23), (2.24) видно, что шунтовая чувствительность является функцией параметра р, т.е. места расположения шунта на РЦ. Исследование этой функции показывает, что графически её можно представить в виде параболы с вертикальной осью и максимумом посредине. Следовательно, наименьшая шунтовая чувствительность будет по концам РЦ. Отсюда следует, что расчёт нужно вести только для релейного конца (р = 0) и питающего (р = 1). Если же Z^’_вхн = Z_вхнк, то для одного из них подстановкой соответствующих значений р в (2.23) можно получить частные значения R_шп и R_шр.