Антонов Антон Анатольевич. Повышение работоспособности станционных рельсовых цепей

brief description

Антонов Антон Анатольевич. Повышение работоспособности станционных рельсовых цепей : Дис. ... канд. техн. наук : 05.22.08 Москва, 2005 204 с. РГБ ОД, 61:05-5/4142

Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Московский государственный университет путей сообщения»
На правах рукописи
Антонов Антон Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
СТАНЦИОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
Специальность: 05.22.08 - Управление процессами перевозок
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель доктор технических наук, профессор Кравцов Ю.А.
Москва - 2005

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СТАНЦИОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ТЯГОВОГО ТОКА ВО ВРЕМЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА 10
1.1. Анализ воздействия тягового тока на работу рельсовых цепей при
обледенении контактного провода 10
1.2. Разработка технических решений по обеспечению
работоспособности фазочувствительных рельсовых цепей при гололёдных явлениях на контактном проводе 24
1.3. Влияние симметрирующих резисторов на обратную тяговую
сеть 34
1.4. Математическое описание рельсовой цепи с симметрирующими
резисторами 36
1.5. Исследование работы рельсовой цепи с симметрирующими
резисторами 45
1.6. Разработка технических решений по исключению опасных явлений
при кратковременном срабатывании путевого реле 49
1.7. Выводы 51
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КОНТРОЛЬНОГО РЕЖИМА
ТОНАЛЬНЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ 52
2.1. Методика расчета контрольного режима тональных рельсовых
цепей с питанием из середины рельсовой линии 52
2.2. Методика расчета контрольного режима рельсовых цепей с двумя
ответвлениями 60
2.3. Методика расчета контрольного режима рельсовых цепей с тремя
ответвлениями 71
2.4. Выводы 87
з
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СТАНЦИОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ 88
3.1. Проблема электромагнитной совместимости электроподвижного
состава с полупроводниковыми преобразователями и фазочувствительных рельсовых цепей 88
3.2. Анализ влияния переменных составляющих тягового тока
электровоза ЭП10 на фазочувствительные рельсовые цепи 95
3.31 Исследование электромагнитной совместимости станционных фазочувствительных: рельсовых цепей и электровоза ЭП10 с
полупроводниковыми: преобразователями при: электротяге постоянного
тока 104
3.4. Экспериментальная проверка в эксплуатационных условиях
влияния тягового тока электровоза ЭП10 на станционные фазочувствительные рельсовые цепи 108
3.5. Выводы 117
4. РАЗРАБОТКА ЛОКОМОТИВНОГО ИНДИКАТОРА
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРОВОЗА ЭП10 И СТАНЦИОННЫХ ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ 120
4.1. Принципы построения локомотивного индикатора
электромагнитной совместимости электровоза ЭП10 и станционных фазочувствительных рельсовых цепей 120
4.2. Определение основных параметров электронной модели релейного
конца станционных фазочувствительных рельсовых цепей 126
4.3. Лабораторные испытания макетного образца ЛИЭМС 136
4.4. Экспериментальные исследования в линейных условиях макетного
образца ЛИЭМС 142
4.5. Вероятность невыполнения требований электромагнитной
совместимости электроподвижного состава и станционных фазочувствительных рельсовых цепей 153
4.6. Выводы 161
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 163
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 166
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Осциллограммы и спектрограммы напряжения на путевых элементах фазочувствительных реле 25 Гц и 50 Гц под воздействием
сетевого тока электровоза при имитации стопроцентной асимметрии 175
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Осциллограммы сигналов, зафиксированных при проведении экспериментальной поездки электровоза ЭП10 по проверке влияния тягового тока на фазочувствительные рельсовые цепи частотой 25 Гц
при электротяге постоянного тока 180
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Результаты регистрации параметров электровоза, измеренных бортовой диагностической системой при случаях срабатывания детектора LIM во время экспериментальной поездки электровоза ЭП10 по проверке влияния тягового тока на фазочувствительные рельсовые цепи
частотой 25 Гц при электротяге постоянного тока 186
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Результаты регистрации в энергонезависимой памяти макетного образца ЛИЭМС кратковременных допустимых по длительности превышений нормируемой величины переменной составляющей частотой 25 Гц тягового тока электровоза ЭП10 191

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рельсовые цепи являются основным элементом практически всех уст¬ройств железнодорожной автоматики и телемеханики перегона и станции: ав-тоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации, электрической централизации стрелок и сигналов, автоматической переездной сигнализации и других систем.
Обоснованные в диссертационной работе методы, подходы, и техниче¬ские решения обеспечивают повышение устойчивости работы:
- станционных рельсовых цепей в условиях обледенения контактного провода;
- станционных тональных рельсовых цепей с питанием из середины рельсовых линий, а также разветвлённых рельсовых цепей;
- станционных фазочувствительных рельсовых цепей при воздействии помех от электроподвижного состава с полупроводниковыми преобразователя¬ми.
В рамках диссертационной работы получены следующие основные науч¬ные и прикладные результаты.
1. Установлено, что причиной отказов станционных фазочувствительных рельсовых цепей при электротяге переменного тока в случае обледенения кон-тактного провода, является подмагничивание сердечника без воздушного зазора дроссель-трансформатора свободной составляющей переходного процесса, воз-никающего в цепи между тяговой подстанцией и электровозом вследствие коммутации тягового тока за счёт изменяющегося сопротивления электриче¬ской дуги между контактным проводом и пантографом.
2. Разработано техническое решение, обеспечивающее работоспособ¬ность фазочувствительных рельсовых цепей при гололёдообразовании на кон¬тактном проводе путем выравнивания асимметрии по постоянному току с по¬мощью включения симметрирующих резисторов.
3. Разработано математическое описание рельсовых цепей с симметри-рующими резисторами, с помощью которого проведено исследование работы рельсовых цепей и сделаны обобщения, позволяющие анализировать работо¬
способность рельсовых цепей, дана оценка возможного влияния включения симметрирующих резисторов на сопротивление обратной тяговой сети.
4. Разработана методика расчета контрольного режима станционных то¬нальных рельсовых цепей с питанием из середины рельсовых линий, разветв¬лённых рельсовых цепей с двумя и тремя ответвлениями, проведено исследова¬ние их работы в контрольном режиме и сделаны обобщения, позволяющие в за¬висимости от параметров рельсовой линии определять в контрольном режиме критические значения сопротивления изоляции рельсовой линии и координат мест обрыва рельсовой линии.
5. Проведён анализ электромагнитной совместимости электроподвижно¬го состава с полупроводниковыми преобразователями и фазочувствительных рельсовых цепей и установлено, что спектральный анализ тягового тока элек¬тровоза является косвенным прогнозом ожидаемой реакции реальных уст¬ройств фазочувствительных рельсовых цепей на возмущение помехой, генери¬руемой электровозом.
6. Разработана методика исследования электромагнитной совместимости фазочувствительных рельсовых цепей и электроподвижного состава с полупро¬водниковыми преобразователями, адекватно отражающая реакцию схемы ре¬лейного конца фазочувствительной рельсовой цепи на воздействие тягового то¬ка.
7. Проведена экспериментальная проверка в эксплуатационных условиях влияния тягового тока электровоза ЭП10 на станционные фазочувствительные рельсовые цепи и установлено, что величины напряжений на обмотках фазо¬чувствительных реле ДСШ-15 и ДСШ-12 ниже значений, соответствующих пе¬ременным составляющим 25 Гц и 50 Гц тягового тока 1,9 А и 2 Л, при которых обеспечивается безусловное отпускание сектора путевого реле, что позволило считать эти значения переменных составляющих в тяговом токе допустимыми по требованиям электромагнитной совместимости с фазочувствительными рельсовыми цепями.
8. Установлено, что обязательным компонентом электроподвижного со¬става с полупроводниковыми преобразователями в постоянной эксплуатации при электротяге постоянного тока должен быть ЛИЭМС.
9. Разработаны принципы построения ЛИЭМС электровоза ЭП10, прове¬дены лабораторные испытания и экспериментальные исследования макетного образца ЛИЭМС в линейных условиях.
10. Разработано доказательство достаточности показателей надёжности
щ ЛИЭМС для выполнения требований электромагнитной совместимости стан¬
ционных фазочувствительных рельсовых цепей и электровоза ЭП10