Первичные и вторичные параметры рельсовой линии

Для нормальной работы путевого приемника необходимо правильно вы-брать мощность и напряжение источника питания, с учетом компенсации по-терь энергии на отдельных участках РЦ. Если известны параметры аппара-

туры релейного конца, то напряжение U _к и ток I_к в конце рельсовой линии можно считать известными величинами, а напряжение U _н и ток I_н в начале рельсовой линии рассчитываются по известным формулам [1]:

где l – длина рельсовой линии;

γ = z / r_и –коэффициент распространения волны(безразмерная вели-чина);

z_в = z r_и –волновое сопротивление(Ом);

z – удельное сопротивление рельсовой петли(Ом/ км);

r_и –удельное сопротивление изоляции(балласта)между рельсовыминитями Ом• км

Как следует из уравнений (1.1) и (1.2), изменения напряжения и тока в рельсовой линии определяются ее электрическими параметрами: сопротив лением изоляции r_и и сопротивлением рельсовой петли z . Как у любой ли-

нии связи и электропередачи, у рельсовой линии эти величины называют первичными параметрами.Особенностью рельсовой линии является ее низ-кое сопротивление изоляции.

Сопротивление z_в – волновое сопротивление и γ – коэффициент рас-

ространения волны называют вторичными (волновыми) параметрами

рельсовой линии. Физический смысл этих величин подробно рассматривает-ся дисциплиной ″Теоретические основы электротехники″ [2].

При расчетах и в справочной литературе первичные параметры пред-ставляют удельными величинами, отнесенными к одному километру длины рельсовой линии. Они обозначаются малыми буквами и имеют следующую

размерность: ( z) Ом/ км, (r_и )Ом• км. Реальные сопротивления изоляцииR_и и петлиZ для конкретной длины рельсовой линии l при известных их удель-ных значениях определяются по формулам, Ом:

Нормативные значения сопротивления изоляции (r_и).Многолетнимопытом эксплуатации РЦ установлено [1, 3, 5], что при слабом загрязнении поверхности и старых деревянных шпалах минимальные удельные сопро-тивления изоляции при использовании различных материалов балласта на-ходятся в следующих пределах:

– для щебеночного – 2 Ом⋅км;

– для гравийного – 1,5 Ом⋅км;

– для песчаного –1 Ом⋅км.

Сопротивление изоляции зависит от состояния балласта и принимает сле-дующие значения:

– при мокром балласте – 1 Ом⋅км;

– при влажном балласте – 2 Ом⋅км;

– при сухом слабо промерзшем балласте – 50 Ом⋅км;

– при сильно промерзшем балласте – 50…100 Ом⋅км.

Эти параметры обеспечиваются при наличии зазора между подошвами рельсов и балластом не менее 3 см. Подошвы рельсов от железобетонных шпал, обладающих низким сопротивлением, изолируются специальными ре-зиновыми прокладками. Лучшим материалом для балластного слоя, с точки зрения изоляции между рельсовыми нитями, а также рельсами и землей, яв-ляется щебень. Нормативные значения сопротивления изоляции (r_и).Многолетнимопытом эксплуатации РЦ установлено [1, 3, 5], что при слабом загрязнении поверхности и старых деревянных шпалах минимальные удельные сопро-тивления изоляции при использовании различных материалов балласта на-ходятся в следующих пределах:

– для щебеночного – 2 Ом⋅км;

– для гравийного – 1,5 Ом⋅км;

– для песчаного –1 Ом⋅км.

Сопротивление изоляции зависит от состояния балласта и принимает сле-дующие значения:

– при мокром балласте – 1 Ом⋅км;

– при влажном балласте – 2 Ом⋅км;

– при сухом слабо промерзшем балласте – 50 Ом⋅км;

– при сильно промерзшем балласте – 50…100 Ом⋅км.

Эти параметры обеспечиваются при наличии зазора между подошвами рельсов и балластом не менее 3 см. Подошвы рельсов от железобетонных шпал, обладающих низким сопротивлением, изолируются специальными ре-зиновыми прокладками. Лучшим материалом для балластного слоя, с точки зрения изоляции между рельсовыми нитями, а также рельсами и землей, яв-ляется щебень.

Минимальное значение сопротивления изоляции для всех типов материалов балласта принимается равным 1 Ом·км.

Сопротивление рельсовой петли (z). Сопротивление рельсовой петли

(двух рельсовых нитей) складывается из сопротивления собственно рельсов и стыков. Полное удельное сопротивление рельсовой петли переменному току является комплексной величиной и характеризуется модулем и фазо-

вым углом: z = [ z]е^jϕр ; Ом/ км. Сопротивление рельсовой петли при наи-более употребительных частотах сигнального тока составляет:

– 1⋅e ^j56°Ом/км – при штепсельных соединителях и частоте сигнального тока 50 Гц;

– 0,8 ⋅e ^j65°Ом/км – при медных приварных соединителях и частоте сиг-нального тока 50 Гц;

– 1,07 ⋅е^j68°Ом/км – при медных приварных соединителях и частоте сиг-нального тока 75 Гц;

– 0,5 ⋅e ^j52°Ом/км – при медных приварных соединителях и частоте сиг-нального тока 25 Гц;

– 4,9 ⋅e ^j79°Ом/км – при частоте сигнального тока 420 Гц;

– 7,9 ⋅е^j81°Ом/км – при частоте сигнального тока 780 Гц.