ОСОБЛИВОСТІ РОБОТИ РЕЙКОВИХ КІЛ
При протіканні В РЕЙКАХ ЗВОРОТНОГО ТЯГОВОГО СТРУМУ
- 1. Асиметрія в двониткових рейкових ланцюгах 3
- 2. Захист апаратури двониткових рейкових кіл від впливу зворотного тягового струму 5
- 3. однонитковим рейкові кола 7
- 4. Захист апаратури однониткових рейкових кіл від впливу зворотного тягового струму 9
- 5. Пошук несправностей в однониткових рейкових ланцюгах і способи їх усунення 10
Ходові рейки в умовах метрополітену є провідниками зворотного тягового струму, що досягає великих. значень (кілька тисяч ампер). У більшості випадків опору рейкових ниток в межах РЦ не рівні між собою. Це обумовлюється багатьма факторами і, перш за все, різницею довжин дросельних перемичок і перехідних опорів в місцях їх кріплення до рейок, нестабільністю опорів стикових струмопровідних з'єднувачів і т.д.
На лініях метрополітену зустрічаються і свідомо несиметричні РЦ, в яких опору електричному струму рейкових ниток нерівні між собою. До таких РЦ можна віднести двонитковий РЦ, в якій одна нитка на всьому протязі або на великій довжині має контррельса, що значно знижує її опір. Для вирівнювання опорів в таких рейкових ланцюгах може застосовуватися метод транспозиції, коли в середині рейкової ланцюга встановлюються ізолюючі стики, а перша і друга нитки з одного боку стиків за допомогою тягових з'єднувачів підключаються відповідно до другої і першої із зазначених ниток з іншого боку стиків.
Через різного опору ниток по ним протікають нерівні між собою частини зворотного тягового струму (I1 не дорівнює I2). Різниця значень тягового струму в нитках однієї РЦ отримало назву асиметрії тягового струму.
Для оцінки різниці значень тягового струму застосовується коефіцієнт асиметрії,% I1 - I2
Ka = - ------- - 100 I1 + I2
В умовах метрополітену через малу довжину рейкових ланцюгів можна знехтувати витоком струму через баласт і вважати, що тяговий струм розподіляється пропорційно сумарним опорам рейкових ниток, в які входять опору рейок, дросельних перемичок і обмоток самих дроселів.
Режими роботи рейкового кола забезпечуються при певних значеннях вхідних опорів живить і релейного кінців і при стабільності цих значень. Опору решт РЦ визначаються в тому числі і параметрами колійних дросель-трансформаторів, які в умовах експлуатації повинні бути стабільними. Прохід тягового струму через дросель-трансформатори в обхід ізолюючих стиків і симетричний розподіл тягового струму по рейкової лінії або в рамках допустимої асиметрії (400 А для РЦ з ДТМ-0,17) на режими роботи РЦ не впливають. Постійність параметрів дросель-трансформатора досягається наявністю повітряного зазору сердечника.
Через значне поперечного перерізу шин основна обмотка дросель-трансформатора (дроселя) представляє для постійного тягового струму мізерно малий опір і, будучи розташована на масивному залізному сердечнику, надає змінному сигнальному струму рейкового кола велике індуктивне опір. Це опір може різко зменшитися при нерівномірному розподілі тягових струмів в рейкових нитках.
У разі рівного розподілу тягових струмів в обох полуобмоткі дроссельтраісформатора сердечник НЕ намагнічується, оскільки сумарний магнітний потік дорівнює нулю через зустрічного протікання струмів.
При нерівномірності розподілу струмів одна з полуобмоток основний обмотки дросель-трансформатора викликає переважання намагнічує поле і намагнічування сердечника. В результаті цього знижується індуктивність дроселя, і його опір змінному струму зменшується, що може призвести до знеструмлення колійного реле і помилкової зайнятості рейкового кола.
У двониткових РЦ асиметрію вимірюють мілівольтметр постійного струму або вольтамперметри, наприклад Ц4380. Напруга постійного тягового струму вимірюється на полуобмоткі дросель-трансформатора. Коефіцієнт асиметрії і тяговий струм відповідно,%
U1 - U2 2 (U1 + U2) Ka = - --------- - 100; IТ = - ------------ - 100 U1 + U2 R
де U1, U2 - напруги постійного струму на полуобмоткі; R - опір первинної обмотки постійному струму.
Коефіцієнт асиметрії не повинен перевищувати 10% при тяговому струмі 4000 А.
На лініях метрополітену зустрічаються також однониткові рейкові кола, в яких тяговий струм протікає лише по одній з ниток, званої тягової. У таких РЦ коефіцієнт асиметрії близький до 100%, оскільки значно менша частина тягового струму протікає і по інший нитки, званої сигнальної.
2. Захист апаратури двониткових рейкових кіл від впливу зворотного тягового струму
Для захисту апаратури РЦ від впливу тягового струму, який значно перевищує сигнальний струм, частота останнього повинна відрізнятися від частоти тягового струму і його гармонік. Оскільки на лініях метрополітену в якості тягового використовується постійний струм, то в якості сигнального струму РЦ обраний змінний струм частотою 50 Гц і вище.
Постійний тяговий струм виходить в результаті випрямлення трифазного змінного струму промислової частоти потужними випрямлячами, що включаються по двонапівперіодною схемою. Крім постійної складової, крива випрямленої напруги містить складову змінного струму частотою 300 Гц і кратні їй гармоніки (600, 900, 1200 гц і т.д.). Для придушення цих гармонік на підстанціях застосовують згладжують фільтри. Гармонійні складові в основному замикаються через фільтр і не виходять за межі підстанції в тягову мережу.
При деяких несправності на тягових підстанціях в випрямленій напрузі з'являються гармоніки, кратні частоті 50 Гц (50, 100, 150 Гц і т.д.).
Рейкове коло повинна бути захищена від небезпечних і заважають впливів тягового струму. Небезпечним вважається такий вплив, яке може привести до помилкового порушення колійного приймача при фактичній зайнятості РЦ. Заважає вплив проявляється в тому, що при вільності РЦ шляховий приймач фіксує її зайнятість.
У РЦ з колійними дросселями Домбі -1000 апаратура підключається до рейкової лінії безпосередньо або за допомогою узгоджувальних колійних трансформаторів. У цьому випадку на апаратуру впливають змінна і постійна складові тягового струму. Однак вплив робить тільки струм асиметрії, так як при рівності струмів в обох нитках напруження, що отримується як різниця потенціалів між рейками і прикладена на живильному і приймальному кінцях, дорівнює 0. Отже, для зменшення впливу тягового струму на роботу рейкового кола необхідно зменшити асиметрію тягового струму , що виникає через нерівності опорів рейкових ниток.
У рейкових ланцюгах з колійними дросель-трансформаторами ДТМ-0,17 вплив постійного струму безпосередньо на апаратуру РЦ відсутня, оскільки вона підключається до додаткової обмотці дросель-трансфбрматора. При великому коефіцієнті асиметрії постійний струм може намагнітити сердечник дросель-трансформатора і цим знизити його опір сигнальному струму РЦ, що може привести до помилкової зайнятості контрольованої ділянки.
Змінна складова тягового струму трансформується в додаткову обмотку дросель-трансформатора і безпосередньо впливає на роботу апаратури РЦ. Для захисту апаратури приймального і живить решт в їх ланцюга встановлюються запобіжники.
3. однонитковим рейкові кола
Суміжні рейкові кола розмежовуються між собою ізолюючими стиками, однак дорожні дроселі або дросель-трансформатори для пропуску тягового струму не використовуються. Для забезпечення безперервності ланцюга протікання зворотного тягового струму використовується з'єднувач, що встановлюється на ізолюючих стиках і з'єднує тягові нитки суміжних РЦ. У тому випадку, коли стикуються між собою двох - і однониточная РЦ (рис.5.1), середній висновок первинної обмотки дроселя на двонитковий РЦ тягової перемичкою з'єднується з тягової ниткою однониткової РЦ.
Рис.5.1. Схема однониткової рейкового кола
Харчування РЦ здійснюється від вторинної обмотки трансформатора ПТ типу ПОБС-2А. На живильному кінці РЦ встановлюється резисторний обмежувач струму R1 і запобіжник FU1 на ток 15 А.
На приймальному кінці РЦ сигнальний струм промислової частоти протікає через запобіжник FU2, захисний резистор R2 і первинну обмотку трансформатора СТ типу ДТЦ-1А. Шляхове реле підключається до вторинної обмотці СТ через захисний фільтр Ф. Як колійного реле використовуються електромагнітні реле НРР 1-1000, НВШ 1-800, НМВШ 2-900 (1000) / 900 (1000), АНВШ 2 - 2400 з випрямлячами.
Однониткові РЦ простіше по влаштуванню і дешевше двониткових РЦ з дросель-трансформаторами. Вони застосовуються на деповських коліях, стрілочних переводах, а також на станційних коліях, де використовуються як датчики швидкості поїзда.
Так як тяговий струм пропускається лише по одній рейкової нитки, однониткові РЦ менш надійні з точки зору забезпечення цілісності ланцюга протікання тягового струму. Для підвищення надійності ланцюга повернення тягового струму, а також зменшення опору тягові нитки однониткових РЦ з'єднуються між собою мідними тросами. Якщо поблизу однониткової РЦ немає іншого однониткової РЦ, то паралельно тягової нитки укладається кабель великого перерізу.
Паралельне з'єднання рейкових ниток виключає виконання рейкової ланцюгом контрольного режиму, тобто обрив тягової нитки не контролюється.
Регулювання однониткових РЦ зводиться до установки нормативного напруги на колійному реле та налаштування захисного фільтра. Нормативні значення напруги для різного типу реле при однополупериодной схемою включення випрямлячів наступні:
Реле НРР 1-1000 НВШ 1-800 НМВШ2-900 (1000) / 900 (1000) АНВШ2-2400
Напруга, В 65-85 32-40 40-70 40-70
Шляхове реле включається без захисного фільтра і на ньому встановлюється напруга, близьке до нормативного, зміною коефіцієнта трансформації на живильному трансформаторі. Потім підключається захисний фільтр. Якщо він налаштований правильно, то напруга на реле має збільшитися на 20-30%. Налаштування виконують зміною ємності фільтра до отримання максимального напруження на реле. Після настройки фільтра на реле встановлюється нормативне напруга і перевіряється шунтовая чутливість РЦ. При накладенні типового шунта опором 0,06 Ом напруга на колійному реле не повинен перевищувати таких значень:
Реле НРВ1-1000 НВШ1-800 НМВШ2-900 (1000) / 900 (1000) АНВШ2-2400
Напруга, У 30 12 17 17
Чергування полярності сигнальних струмів на ізолюючих стиках в цих РЦ не перевіряють, оскільки замикання (пробою) хоча б одного з них призводить до шунтування однієї з суміжних РЦ.
4. Захист апаратури однониткових рейкових кіл від впливу зворотного тягового струму
Основна частина тягового струму в однониткових РЦ протікає по тягової нитки, однак деяка частина його відгалужується і в сигнальну нитку, протікаючи через прилади РЦ. Тяговий струм, відгалужується в сигнальну нитку при вільної РЦ, залежить від співвідношення опорів тягової і сигнальної ниток. При об'єднанні тягових ниток кількох однониткових РЦ еквівалентний опір тягової нитки зменшується, тому чим більше число паралельно з'єднаних тягових ниток, тим менше частина тягового струму, що протікає по сигнальної нитки.
Постійний тяговий струм, протікає по обмотках трансформаторів на живильному і релейному кінцях, викликає подмагничивание стали магнитопроводов, що може привести до зниження напруги на реле нижче допустимого значення.
Для зниження впливу тягового струму на роботу однониткової РЦ застосовуються обмежують (захисні) резистори R1 і R2. Таким чином, резистор R1 не тільки обмежує сигнальний струм РЦ, а й є захисним резистором. Опір 2,2 Ом змінного резистора регулюється в залежності від числа паралельно включених тягових ниток. Включення захисних опорів збільшує потужність харчування однониткової РЦ.
Для захисту апаратури РЦ застосовуються запобіжники на ток 10-15 А, що встановлюються на живильному і релейному кінцях рейкового кола. На приймальному кінці РЦ включається захисний фільтр РЗФШ-2 (РЗФ-2), який забезпечує захист колійного реле від впливів гармонійних складових тягового струму. Дросель фільтра, що володіє високим опором для гармонік тягового струму, включається послідовно з дорожнім реле, а конденсатор, що володіє низьким опором для підвищених частот, - паралельно подорожнього реле.
Шляхове реле однониткових РЦ має випрямляч, який може бути включений за одне - і двонапівперіодною схемами випрямлення. При однополупериодной схемою колійне реле менш чутливо, тому воно краще захищена від перешкод, створюваних гармоніками тягового струму, а рейкове коло має більш високу шунтовой чутливістю, ніж при двонапівперіодною схемою випрямлення. Однак в цьому випадку РЦ споживає велику потужність. На лініях метрополітену в більшості випадків застосовується однонапівперіодна схема випрямлення сигнального струму.
5. Пошук несправностей в однониткових рейкових ланцюгах і способи їх усунення
Якщо рейкове коло виявилася зайнятою при фактичній її вільності, то робиться висновок про несправності цієї РЦ. Для усунення пошкодження і відновлення нормальної роботи РЦ виявляють і замінюють відмовив елемент.
Пошук починають з колійного реле. Якщо його параметри дорівнюють нормативним, то перевіряється контакт в розетку або замінюється колійне реле. Слід також пам'ятати, що при включенні випрямлячів по двонапівперіодною схемою і пробої одного або декількох з них, напруга на реле падає до 0. Якщо напруга на реле нижче нормативного, то відключається захисний фільтр, оскільки він може знижувати напругу на колійному реле через пробою конденсатора Сф або обриву дроселя Lф. Якщо після відключення фільтра напруга на реле зросла майже до нормативного, то необхідно замінити фільтр на справний.
Якщо напруга на реле при відключенні захисного фільтра не змінюється і залишається менше нормативного, то ланцюг фільтра відновлюється і перевіряється ланцюг напруги кінця. Вимірюється напруга живлення, перевіряється справність запобіжників в ланцюзі первинної обмотки ПВ.
Коли несправність на живильному і релейному кінцях не визначена, то пошук переноситься на рейкову лінію, де перш за все перевіряється справність запобіжників в колійних ящиках. Потім перевіряється справність ізолюючих стиків, оскільки пробій стику веде до заняття однієї з двох однониткових РЦ через шунтування її тяговим соединителем. Якщо стан ізолюючих стиків не викликає сумнівів, то вимірюється напруга на рейках по шляху проходження від яке живить кінця до релейного або навпаки. Стрибок напруги вказує на місце обриву сигнальної нитки, оскільки тягова нитка не контролюється апаратурою РЦ.