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:

(Ом)

(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:

(Ом)

(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/км)

(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:

(Ом)

(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:

(Ом/км)

(1.7)

где - коэффициент распространения, 1/км (рассчитанный в п. 1.3.3),

- волновое сопротивление, Ом (рассчитанный в п. 1.3.3).

Рассчитаем:

r_p = 0,88 ∙ 0,19 = 0,17 (Ом/км);

– удельное сопротивление балласта определим по формуле:

(Ом∙км)

(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: