Устройство для пропуска тягового тока по рельсовой линии Советский патент 1990 года по МПК B61L23/16 B60M5/00 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, а именно к электрификации железных дорог, где рельсовый путь выполняет функции обратного провода для пропуска тяговых токов, и может быть .использовано в качестве канала связи для контроля занятости блоков участков пути.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - электрическая схема устройства; на фиг.З - магнитная связь между обмотками; на фиг.4 - эквивалентная схема замещения с указанием магнитных связей.

Устройство содержит Ш-образны й маг- нитопровод t с ярмом 2, на среднем стерж- не которого расположены полуобмотки основной обмотки 3 и первая дополнительная обмотка 4. на внешних стержнях магнитопровода расположена вторая дополнительная (или компенсирующая) обмотка 5. а ярмо расположено над магнитопр.оводом с воздушным зазором 6.

Устройство работает следующим образом.

Для компенсации магнитного потока в магнитопроводе устройства, обусловленного разностью токов полуобмоток li и 12 основной обмотки, включается параллельной встречно основной обмотке дополнительная компе.нсирующая обмотка 5 (фиг.З). При несимметрии тяговыхтоковН и 12 в рельсовых нитях часть тока небаланса (И -12} протекает по дополнительной обмотке и происходит их частичное выравнивание в полуобмотках. За счет неравенства токов Н и 12 в сердечнике устройства возникает магнитный поток ft . пропорциональный намагничивающей силе I (И - la) I Wi, где Wo- число витков полуобмотки основной обмотки. Однако в связи с тем, что через дополнительную обмотку 5 протекает ток 1з, магнитный поток Фд которого направлен навстречу потоку Фо , происходит компенсация основного магнитного потока. С целью.исключения шунтирования сигнального тока компенсирующей обмоткой количество витков и сечение ее избираются таким образом, чтобы полное сопротивление сигнальному току компенсирующей обмотки было значительно больше полного сопротивления основной обмотки (ZKO Zoo). Это обстоятельство позволяет отка- заться от применения дополнительных мер по исключению шунтирования сигнального тока основной обмотки и снижению напряжения на сигнальной обмотке, т.е. от последовательного включения с компенсирующей обмоткой, настраиваемой на сигнальную частоту конструктивно громоздкой фильтр-пробки, или параллельного включения конденсатора.

Устройство с дополнительной компен- сирующей обмоткой 5, размещенной на боковых стержнях магнитопровода, которая включена встречно и параллельно основной обмотке, выполненной из латуни,

Устройство для сигнального тока с уче- том включения вышеуказанным образом компенсирующей обмотки представляется эквивалентной схемой замещения (фиг.4), из которой виден характер распределения -Сигнального тока, приходящего с линии на зажимы 7-8 между основной и компенсирующей обмотками. Пренебрегая мощностью активного сопротивления обмоток по сравнению с индуктивным сопротивлением

.Z

(у bUU), с высокой точностью для практических расчетов можно считать, что для сиг- нального тока полное сопротивление основной обмотки

Zi jW{Li + М),

а второй дополнительной (компенсирующей)

Z3 jW(L3 + М).

Для уменьшения шунтирования сигнального тока компенсирующей обмоткой необходимо обеспечить условие

, 1з

или

I-.

что соответствует требованию

W3

k а 777-.

Wi

Для обеспечения зффекта компенсации по постоянному тяговому току необходимо выполнить соотношение

l3W3 (li -l2 )Wi/2,

где Wi и W3 - количество витков в основной и компенсирующей обмотках;

1з - ток в компенсирующей обмотке:

Ii и h - токи в полуобмотках основной обмотки.

Окончательно условие компенсации магнитного потока постоянного тока

R3Wi RiW3, или

R3 Ri aRi . Л/1

Это равносильно условию РЗ 1з pi li

S3 Si

где h, 1з - длины основной и компенсирующей обмоток;

/31 - удельные сопротивления материала указанных обмоток;

Si, 5з-сечения обмоток, откуда сечение компенсирующей обмотки

с. Si

Применительно к существующим при электротяге постоянного тока устройствам выполнить компенсирующую обмотку (при к 10) в 160 витков с сечением

S3 Si 2,83-8- 11сл«250мм практически невозможно ввиду габаритных размеров. Для уменьшения сечения компенсирующей обмотки необходимо увеличить сопротивление основной обмотки, выполнив ее при тех же геометрических размерах.

Ом мм

М

например, из латуни (рл 0,05

уменьшить длину компенсирующей обмотки путем размещения на более тонких боковых стержнях магнитопровода, что позволит в 4 раза уменьшить сечение медной компенСб - рующей обмотки. Увеличение активного сопротивления основной обмотки не скажется существенно на параметрах тяговой сети, так как сопротивление 1 км рельсового пути при рельсах типа Р-65 будет в 6 раз больше.

При равенстве тяговых токов в рельсах Ii и 12 потенциалы точек 7 и В будут равны и тока в компенсирующей обмотке не будет. При асимметрии тягового тока (Ь h) ток несимметрии распределяется между основной и компенсирующей обмотками таким образом, что создаваемые ими магнитные потоки взаимокомпенсируются

1

обеспечивая отсутствие в магнитопроводе магнитного потока от тягового тока, что создает оптимальные условия для транс- Формации сигнального тока в сигнальную обмотку. В любом режиме работы предлагаемого устройства ответвление сигнального тока в компенсационную обмотку 5 при выбранном соотношении К 10будет

незначительным и практически не скажется на уровне сигнала на выходе сигнальной обмотки, что обеспечивает условие устойчивой работы устройства СЦБ.

0

Формула изобретения Устройство для пропуска тягового тока по рельсовой линии, содержащее магнитопровод, на среднем стержне которого намотаны основная обмотка и одна из дополнительных обмоток, а другая дополнительная включена встречно с основной обмоткой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, другая дополнительная обмотка расположена на внешних стержнях магнитопровода и выполнена с сопротивлением каждого ее витка, равным сопротивлению одного витка основной обмотки, и с числом витков, в 10 раз превышающим число витков основной обмотки.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, а именно электрификации железных дорог, где рельсовый путь выполняет функцию обратного провода для пропуска тягового тока, и может быть использовано в качестве канала связи для контроля занятости блоков-участков пути. Цель изобретения - повышение надежности. Это достигается тем, что компенсирующая обмотка 5, соединенная параллельно и встречно основной обмотке 3, исключает шунтирование сигнального тока основной обмотки. При неравенстве токов в рельсовых нитях происходит частичное их выравнивание компенсирующей обмоткой, а создаваемый разностью потоков основной и компенсирующей обмоток результирующий магнитный поток в магнитопроводе взаимокомпенсируется. Таким образом приходящий по рельсовым нитям сигнальный ток не шунтируется компенсирующей обмоткой и с наименьшими потерями индуктируется в сигнальной обмотке, что обеспечивает условие устойчивой работы устройств железнодорожной автоматики. 4 ил.

Фиг.Г

8

ts61-ft

62 -сг

Фиг. 2

7

/

Фиг.-З

M

.

Фиг. 4

0 S