В таблице 3.23 и на рисунке 3.24 представлены рассчитанные по формуле (2.68) значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых петель на расстоянии от начала перегона длиной для кодовой РЦ типа К25 на частоте 25 Гц для значений (сплошная кривая красного цвета), (пунктирная кривая синего цвета) и (штрих-пунктирная кривая зелёного цвета) в зависимости от коэффициента асимметрии сопротивлений.
Из таблицы 3.23 и рисунка 3.24 видно, что коэффициент асимметрии токов первой и второй токовых петель отличается от коэффициента асимметрии сопротивлений. С увеличением значения данное отличие увеличивается.
Таблица 3.
23. Значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых цепей в зависимости от значений коэффициента асимметрии сопротивлений на расстоянии от начала перегона длиной для кодовой РЦ типа К25 на частоте 25 Гц для значений, и.
0 0 0 0 1 1,349 1,123 1,040 2 2,705 2,249 2,080 3 4,067 3,376 3,122 4 5,436 4,506 4,163 5 6,812 5,638 5,206 6 8,195 6,771 6,249 7 9,584 7,907 7,293 8 10,98 9,045 8,337 9 12,382 10,185 9,382 10 13,791 11,326 10,427.
Рисунок 3.24 — Значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых цепей в зависимости от значений коэффициента асимметрии сопротивлений на расстоянии от начала перегона длиной для кодовой РЦ типа К25 на частоте 25 Гц для значений (сплошная кривая красного цвета), (пунктирная кривая синего цвета) и (штрих-пунктирная кривая зелёного цвета).
3.
8.2. Расчёт асимметрии токов тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 780 Гц.
Для частоты 780 Гц из таблиц 3.8, 3.6 и 3.14 определим ранее рассчитанные значения, , при, соответственно.
В таблице 3.24 и на рисунке 3.25 представлены рассчитанные по формуле (2.68) значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых петель на расстоянии от начала перегона длиной для тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 780 Гц для значений (сплошная кривая красного цвета), (пунктирная кривая синего цвета) и (штрих-пунктирная кривая зелёного цвета) в зависимости от коэффициента асимметрии сопротивлений.
Таблица 3.
24. Значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых цепей в зависимости от значений коэффициента асимметрии сопротивлений на расстоянии от начала перегона длиной для тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 780 Гц для значений, и.
0 0 0 0 1 1,441 1,184 1,061 2 2,891 2,375 2,124 3 4,350 3,562 3,188 4 5,818 4,756 4,252 5 7,295 5,954 5,318 6 8,780 7,154 6,384 7 10,275 8,358 7,452 8 11,779 9,565 8,520 9 13,292 10,776 9,590 10 14,814 11,989 10,660.
Рисунок 3.25 — Значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых цепей в зависимости от значений коэффициента асимметрии сопротивлений на расстоянии от начала перегона длиной для тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 780 Гц для значений (сплошная кривая красного цвета), (пунктирная кривая синего цвета) и (штрих-пунктирная кривая зелёного цвета).
Из таблицы 3.24 и рисунка 3.25 видно, что коэффициент асимметрии токов первой и второй токовых петель отличается от коэффициента асимметрии сопротивлений. С увеличением значения данное отличие увеличивается.
3.
8.3. Расчёт асимметрии токов тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 5555.
Гц.
Для частоты 5555.
Гц из таблиц 3.8, 3.6 и 3.14 определим ранее рассчитанные значения, , при, соответственно.
В таблице 3.25 и на рисунке 3.26 представлены рассчитанные по формуле (2.68) значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых петель на расстоянии от начала перегона длиной для тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 5555.
Гц для значений (сплошная кривая красного цвета), (пунктирная кривая синего цвета) и (штрих-пунктирная кривая зелёного цвета) в зависимости от коэффициента асимметрии сопротивлений.
Таблица 3.
25. Значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых цепей в зависимости от значений коэффициента асимметрии сопротивлений на расстоянии от начала перегона длиной для тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 5555.
Гц для значений, и.
0 0 0 0 1 1,390 1,146 1,048 2 2,787 2,294 2,096 3 4,192 3,444 3,145 4 5,605 4,597 4,195 5 7,025 5,753 5,245 6 8,454 6,911 6,297 7 9,890 8,072 7,349 8 11,334 9,235 8,402 9 12,785 10,400 9,455 10 14,245 11,568 10,510.
Рисунок 3.26 — Значения коэффициента асимметрии токов первой и второй токовых цепей в зависимости от значений коэффициента асимметрии сопротивлений на расстоянии от начала перегона длиной для тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 5555.
Гц для значений (сплошная кривая красного цвета), (пунктирная кривая синего цвета) и (штрих-пунктирная кривая зелёного цвета) Из таблицы 3.25 и рисунка 3.26 видно, что коэффициент асимметрии токов первой и второй токовых петель отличается от коэффициента асимметрии сопротивлений. С увеличением значения данное отличие увеличивается.
4. ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
Взаимоиндукция рельсов, расчёт которой выполнен в подразделе 3.1, содержит в большей части активную составляющую (таблица 3.1), которая определяет значение и незначительное изменение угла при изменении частоты (рисунки 3.2).
Аналогичные результаты (подраздел 3.2) получены при расчёте взаимоиндукции рельсов и контактного провода (таблица 3.5, рисунки 3.3, 3.4).
Однако, расчёты сопротивлений взаимоиндукции рельсов (подраздел 3.3) и сопротивлений взаимоиндукции рельсов и контактного провода, выполненные на основе расчётов взаимоиндукции рельсов (подраздел 3.4) и взаимоиндукции рельсов и контактного провода, соответственно, показал их реактивный характер (таблицы 3.5, 3.7), сильно зависящий от частоты (таблицы 3.6, 3.8; рисунки 3.5, 3.7).
Расчёт удельного сопротивления рельсовой петли, выполненный отдельно для активной (формула Неймана) и реактивной составляющих, показал их сильную зависимость от частоты и длины звена пути (таблицы 3.9, 3.11, 3.12). Сильную зависимость от частоты и длины показал и расчёт комплексного сопротивления рельсовой петли (таблицы 3.13, 3.14).
Расчёт параметра, выполненный в подразделе 3.6, выявил его преимущественно активный характер и незначительную зависимость от длины звена пути (таблицы 3.15, 3.16) и частоты (таблица 3.16).
Расчёт параметра, также выполненный в подразделе 3.6, показал, что его активная и реактивная составляющие имеют значения одного порядка, сильно зависят от частоты и удельной проводимости (таблицы 3.17 — 3.22).
Полученные значения сопротивлений, ,, а также параметров и, позволил рассчитать распределения токов вдоль рельсовых петель для различных типов РЦ — кодовой РЦ типа К25 на частоте 25 Гц, тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частотах 780 и 5555.
Гц (подраздел 3.7).
Из графиков (рисунки 3.9 — 3.12) распределения токов вдоль рельсовых петель для РЦ типа К25 на частоте 25 Гц для перегона длиной 2600 м следует:
Амплитуда токов приобретает максимальные значения на начальном и конечном участках перегона, а минимальное — в его центре.
Кривая распределения токов ярко выражена для максимального значения проводимости. Для значения амплитуда тока вдоль перегона практически постоянна.
При разности сопротивлений рельсовых петель до 15% существенных различий в распределении токов вдоль перегона не обнаружено. Незначительные изменения амплитуды токов петель наблюдаются при разности сопротивлений рельсовых петель при 20%, что не имеет практической значимости, поскольку 20%-ый разброс значений сопротивлений рельсовых петель практически не выявлен.
Изменение длины от значения 25 м до значения 800 м (бесстыковое соединение рельсов) не приводит к заметному распределению токов в токовых петлях Аналогичные результаты получены для распределения токов вдоль рельсовых петель для РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 780 Гц для перегона длиной 1000 м и на частоте 5555.
Гц для перегона длиной 300 м.
Проведенные исследования асимметрии токов рельсовых петель для кодовой РЦ типа К25 на частоте 25 Гц и тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частотах 780 и 5555.
Гц (подраздел 3.8) позволяет сделать следующие выводы:
Асимметрия токов рельсовых петель отличается от асимметрии сопротивлений токовых петель. Так, при асимметрии сопротивлений токовых петель, равной 10%, асимметрия токов рельсовых петель может достигать значения, равного примерно 15%.
Асимметрия токов рельсовых петель сильно зависит от значения проводимости. Так, при значении асимметрия токов рельсовых петель практически не отличается от асимметрии сопротивлений токовых петель, а при значении асимметрия токов рельсовых петель возрастает примерно в 1,5 раза;
Асимметрия токов рельсовых петель практически одинакова для кодовой РЦ типа К25 на частоте 25 Гц для перегона длиной 2600 м, тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 780 Гц для перегона длиной 1000 м и тональной РЦ типа ТРЦ-3 на частоте 5555.
Гц для перегона длиной 300 м.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
В настоящей диссертационной работе рассмотрены проблемы, связанные с асимметрией обратного тягового тока при тяжеловесном движении, а также электромагнитной совместимостью с перспективным подвижным составом.
В первом разделе дан обзор проблем, связанных с асимметрией обратного тока, и поставлена задача математического исследования асимметричных токов петель.
Во втором разделе описана разработанная математическая модель рельсовой цепи с учётом асимметрии обратного тягового тока.
Результаты численного моделирования, выполненные в программе MathCAD, представлены в третьем разделе, а в четвёртом — сделаны выводы по этим численным данным.
В качестве рельсовых цепей исследованы цепи типа К25 на частоте 25 Гц при длине перегона 2600 м и цепи типа ТРЦ-3 на частотах 780 и 5555.
Гц при длинах перегонов 1000 и 300 м, соответственно.
Предоставлены рассчитанные графики распределения токов петель вдоль перегонов, а также зависимостей асимметрии токов рельсовых петель от асимметрии их сопротивлений.
Результаты диссертационной работы могут быть использованы при организации тяжеловесного движения составов и расчёте электромагнитной совместимости рельсовых цепей.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
.
Устройства и элемента рельсовых линий и тяговой рельсовой цепи. Технические требования и нормы содержания. Утв. распор. ОАО «РЖД» от 3 апреля 2012 г. № 651р.
Инфраструктура железнодорожного транспорта на участках обращения грузовых поездов повышенного веса и длины. Технические требования. СТО РЖД 1.
07.002−2010.
Устройства СЦБ. Технология обслуживания. Сборник карт технологических процессов. Часть 4. 2014.
Аркатов В.С., Баженов А. И., Котляренко Н. Ф. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник. — 2-е изд, перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1992. — 384 с.
Электрические рельсовые цепи: учеб. пособие / А. Г. Кириленко, Н. А. Пельменева. — Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. — 94 с.
Котельников А.В., Наумов А. В., Слободянюк Л. П. Рельсовые цепи в условиях влияния заземляющих устройств. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1990. — 215 с.
Урцева В.С., Стадухина Н. В., Менакер К. В. Влияние асимметрии обратного тягового тока на работу рельсовых цепей.
http://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-asimmetrii-obratnogo-tyagovogo-toka-na-rabotu-relsovyh-tsepey.
Цветаева А. С. Разработка симметрирующего устройства обратного тягового тока в рельсовых нитях — В сб.: Проблемы трансфера современных технологий в экономику Забайкалья и железнодорожный транспорт. — Чита: Заб.
ИЖТ, 2011.
Балуев Н.Н., Шаманов В. И. Нормирование сопротивления элементов тяговой рельсовой сети.
http://scbist.com/xx3/34 477−02−2014;normirovanie-soprotivleniya-elementov-tyagovoi-relsovoi-seti.html.
Шаманов В.И., Трофимов Ю. А. Асимметрия тяговых токов под катушками АЛС.
http://scbist.com/xx3/7933-asimmetriya-tyagovyh-tokov-pod-katushkami-als.html.
Мащенко П. Е. Повышение работоспособности устройств интервального регулирования движения поездов с учётом уровня электромагнитных помех, создаваемых перспективным электроподвижным составом. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. М., 2007. — 207 с.
Наумов А. А. Электромагнитная совместимость тяговых сетй электрифицированных железных дорог с рельсовыми цепями при пропуске поездов повышенного веса и длины. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. — М., 2003. — 197 с.
Щербина А. Е. Способ повышения устойчивости функционирования рельсовых цепей тональной частоты. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. — М., 201. — 302 с.
Горенбейн Е. В. Электромагнитная совместимость тягового подвиж-ного состава с устройствами интервального регулирования движе-ния поездов. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. — М., 2011. — 253 с.
Горенбейн Е. В. Распределение гармонических составляющих тягового тока в рельсовой линии.
http://cyberleninka.ru/article/n/raspredelenie-garmonicheskih-sostavlyayuschih-tyagovogo-toka-v-relsovoy-linii.
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
Листинг программы расчёта асимметрии токов токовых петель в среде MachCAD.
И с х о д н ы е д, а н н ы е.
