Способ снижения магнитного влияния контактной сети железной дороги на линейные цепи автоблокировки постоянного тока Российский патент 2022 года по МПК B60M1/06 B61L23/16 

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока и обеспечивает уменьшение магнитного влияния контактной сети на линейные цепи автоблокировки постоянного тока.

Контактная сеть представляет собой однопроводную линию с возвратом тока через землю (рельс), создающую интенсивное электромагнитное поле, которое влияет на пространство, окружающее железную дорогу. В зоне этого электромагнитного влияния находятся линейные цепи.

Известно устройство для снижения электромагнитных влияний электрических железных дорог на линии проводной связи (патент РФ №2251495, 2003 г.), которое подключается непосредственно к линии связи через существующие дифференциальные трансформаторы и создает режим обрыва от земли с обеих сторон. Линия связи, не связанная с землей, находится под воздействием электрической (емкостной) составляющей электромагнитного поля. Устройство переводит линию связи из режима наведенной магнитной составляющей в режим наведенной электрической составляющей и снижает ее величину путем подачи в линию связи компенсирующего напряжения равного наведенному, но смещенного на 180 электрических градусов.

Недостатком рассматриваемого устройства является то, что его принцип действия основан не на уменьшении влияния контактной сети, а на компенсации такого влияния.

Известен способ снижения индуктивного влияния электротяговых сетей переменного тока на проводные коммуникации связи (патент РФ №2298487, 2005 г.), при котором используется дополнительный регулируемый источник компенсирующего напряжения и дополнительный провод, заземленный с одной стороны. К дополнительному проводу подключают дополнительный регулируемый источник компенсирующего напряжения, находящегося в противофазе к питающему напряжению тяговой сети, при отсутствии тяговой нагрузки на фидерной зоне, и отключают при появлении таковой. Таким образом, в результате сложения электрических полей питающего напряжения тяговой сети и источника компенсирующего напряжения, в режиме отсутствия нагрузки на фидерной зоне, снижается практически до нуля влияние тяговой сети на смежные проводные линии связи.

Недостатком рассматриваемого способа является то, что его принцип действия основан не на уменьшении влияния тяговой сети, а на компенсации такого влияния.

Известен способ защиты аппаратуры автоблокировки от воздействия тягового тока на железнодорожном транспорте (патент РФ №2585701, 2015 г.), при котором осуществляется заземление брони и металлической оболочки магистрального кабеля на контур заземления каждого пункта системы автоблокировки, а в середине магистрального кабеля устанавливают изолирующую муфту, разъединяющую его металлическую оболочку и броню кабеля, что приводит к снижению тока, протекающего по металлической оболочке и броне кабеля и, как следствие, уменьшению наведенного напряжения в линейных цепях.

Недостатком рассматриваемого способа является то, что он гарантирует защиту только от напряжения, наведенного в линейных цепях вследствие протекания тока по металлической оболочке и броне кабеля, и при этом не обеспечивает защиту линейных цепей от магнитного влияния контактной сети и других влияющих линий.

Известен способ снижения магнитного влияния контактной сети железной дороги на линейные цепи автоблокировки (патент РФ №2742153, 2021 г.), при котором параллельно каждой жиле кабеля линейной цепи автоблокировки подключаются дополнительные жилы, и как следствие, уменьшению наведенного напряжения в линейных цепях.

Недостатком рассматриваемого способа является то, что он и не гарантирует снижение наведенного напряжения до допустимого уровня, особенно для протяженных линейных цепей, т.к. не влияет на длину линии, подверженной влиянию

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение уровня наведенного напряжения до допустимого уровня в линейных цепях постоянного тока и, как следствие, обеспечение надежной и бесперебойной работы устройств железнодорожной автоматики и телемеханики в зоне магнитного влияния контактной сети переменного тока.

Решение этой задачи достигается тем разделением линейной цепи автоблокировки, подверженной электромагнитному влиянию, на гальванически изолированные друг от друга участки с помощью включения дополнительного комбинированного реле, причем питание каждого участка линейной цепи обеспечивается от местного источника питания, через контакты этого реле.

Предлагаемый способ является новым, так как в современной технике не известны случаи разделением линейной цепи автоблокировки на гальванически изолированные друг от друга с целью уменьшения магнитного влияния.

Предложенный способ является промышленно применимым, так как при его использовании достигается получение технического результата в виде уменьшения длины участка линейной цепи автоблокировки, подверженной магнитному влиянию и, как следствие, снижение величины наведенного напряжения, повышение надежности работы устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Данный способ может быть использован в существующих линейных цепях постоянного тока при минимальных аппаратурных затратах. Предложенный способ может применяться не только на железнодорожном транспорте, но и в других отраслях народного хозяйства, в которых имеет место мешающее или опасное магнитное влияние.

Полученные новые свойства (снижение магнитного влияния контактной сети, увеличение надежности работы автоблокировки) дают основания для того, чтобы сделать заключение о соответствии предлагаемого технического решения требованиям к изобретению.

Сущность предлагаемого способа поясняется расчетом. Величина ЭДС, наведенной в проводе линейной цепи рассчитывается по формуле:

где ω - циклическая частота влияющего тока;

М - коэффициент взаимной индуктивности между контактной сетью и проводом линейной цепи;

- ток, протекающий в контактной сети;

- длина провода линейной цепи.

При сокращении длины провода линейной цепи, подверженной влиянию обеспечивается снижение наведенной ЭДС.

Преимуществом рассматриваемого способа является то, что он обеспечивает снижение магнитного влияния контактной сети, а не компенсацию такого влияния. Также следует отметить, что предлагаемый способ позволяет уменьшить величину наведенной вследствие магнитного влияния ЭДС при любой длине линии и вне зависимости от источника такого влияния.

Пример реализации предлагаемого способа показан на фиг. 1. В зоне магнитного влияния контактной сети 1 находятся прямой 2 и обратный 3 провода линейной цепи. В каждом релейном шкафу автоматической блокировки обеспечивается разрыв линейной цепи постоянного тока и подключение комбинированного реле, состоящего из обмотки 5 и контактов 6. В зависимости от полярности напряжения, приходящего по проводам линейной цепи на обмотку 5, контактами 6 подается напряжение такой же полярности в провода следующего участка линейной цепи от местного источника питания. Это позволяет уменьшить длину участка линейной цепи автоблокировки, подверженной магнитному влиянию и, как следствие, уменьшить наведенной ЭДС.

Таким образом, задача снижения наведенного напряжения в линейной цепи постоянного тока вследствие магнитного влияния контактной сети решается путем разбиения линейной цепи на участки меньшей длины: это позволяет уменьшить индуктивность линейной цепи и, как следствие, снизить магнитное влияние контактной сети.

Пояснение к Фиг. 1

1 - Контактная сеть;

2 - Прямой провод линейной цепи;

3 - Обратный провод линейной цепи;

4 - Релейный шкаф;

5 - Обмотка реле;

6 - Контакты реле.

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам. Способ снижения магнитного влияния контактной сети железной дороги на линейные цепи автоблокировки постоянного тока заключается в том, что разделяют линейную цепь автоблокировки, подверженной электромагнитному влиянию, на гальванически изолированные друг от друга участки с помощью включения дополнительного комбинированного реле. Причем питание каждого участка линейной цепи обеспечивается от местного источника питания, через контакты этого реле. Технический результат изобретения заключается в снижении наведенного напряжения в линейной цепи постоянного тока. 1 ил.

Способ снижения магнитного влияния контактной сети железной дороги на линейные цепи автоблокировки постоянного тока, заключающийся в разделении линейной цепи автоблокировки, подверженной электромагнитному влиянию, на гальванически изолированные друг от друга участки с помощью включения дополнительного комбинированного реле, причем питание каждого участка линейной цепи обеспечивается от местного источника питания, через контакты этого реле.