Файл: Практикум для студентов специальности 23. 05. 05 Системы обеспечения движения поездов специализации Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте.docx

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет

путей сообщения

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь

на железнодорожном транспорте»

Г. А. Черезов

К. В. Гундырев

С. С. Кокорин

Д. В. Углев

Автоматика и телемеханика

на перегонах


Екатеринбург

УрГУПС

2016

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет

путей сообщения

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь

на железнодорожном транспорте»

Г. А. Черезов

К. В. Гундырев

С. С. Кокорин

Д. В. Углев

автоматика и телемеханика

на перегонах
Лабораторный практикум

для студентов специальности 23.05.05 Системы обеспечения движения

поездов (специализации «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте») всех форм обучения, направление подготовки 27.03.04 Управление в техническсих системах

профиль «Технические средства управления движением поездов»

Екатеринбург

УрГУПС

2016

УДК 656.25

ББК

Ч85
Черезов, Г.А.

Ч85 Автоматика и телемеханика на перегонах : лабораторный практикум / Г.А. Черезов, К.В. Гундырев, С.С. Кокорин, Д.В. Углев. – Екатеринбург : УрГУПС, 2016. — 30 с.
Лабораторный практикум содержит краткие теоретические сведения и лабораторные работы по дисциплине "Автоматика и телемеханика на перегонах" и требования к оформлению работ.

Предназначен для обучающихся по специальности 23.05.05 Системы обеспечения движения поездов, специализаций "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" и "Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта" очной и заочной формы обучения, направление подготовки 27.03.04 Управление в техническсих системах

профиль «Технические средства управления движением поездов»


УДК 656.25

ББК
Издано по решению

редакционно-издательского совета университета

Автор: Г.А. Черезов, доцент кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», канд. техн. наук УрГУПС;

К.В. Гундырев, доцент кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», УрГУПС;

С.С. Кокорин, старший преподаватель кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», УрГУПС;

---

Д.В. Углев, старший преподаватель кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», УрГУПС.
Рецензенты:

Б. С. Сергеев, профессор кафедры «Электрические машины», д-р. техн. наук, УрГУПС;

Оглавление

Лабораторная работа № 1

Изучение системы автоматической блокировки постоянного тока
Основные сведения по теории рельсовых цепей
Рельсовая цепь, электрические параметры, режимы работы
Рельсовые цепи (РЦ) являются основным элементом, обеспечивающим контроль состояния участков пути, поэтому от их надежной работы зависит безопасность движения поездов [1, 2].

Известно много видов рельсовых цепей, различающихся схемой, системой питания, типом путевых приемников, способом пропуска тягового тока и другими элементами. Однако общим для всех видов рельсовых цепей является то, что в них для передачи энергии используются рельсы, то есть рельсовой называется электрическая цепь особого вида, проводами которой являются рельсы.

Схема простейшей рельсовой цепи приведена на рис. 1.1.


Рис. 1.1. Схема простейшей рельсовой цепи
В качестве источника питания (И) простейшей РЦ используется аккумулятор. Ограничивающее сопротивление (R₀) служит для регулирования тока, потребляемого рельсовой цепью, а приемником является нейтральное реле, называемое путевым (П). Чтобы исключить влияние соседних рельсовых цепей друг на друга, их разделяют между собой изолирующими стыками, которые ставятся вместо обычного (соединительного) стыка по концам рельсовой линии.

---

Если рельсовая цепь свободна от подвижного состава, то ток от источника протекает по рельсам через путевое реле и последнее держит якорь притянутым. Этот режим работы РЦ называется нормальным, или регулировочным.

При вступлении подвижного состава на РЦ колесные пары, низкое электрическое сопротивление, шунтируют путевое реле. Ток, потребляемый от источника, резко возрастает, увеличивается падение напряжения на сопротивлении R₀, соответственно уменьшается напряжение между рельсами, и путевое реле отпускает свой якорь, подавая сигнал занятости участка пути в другие системы железнодорожной автоматики. Этот режим работы РЦ называется шунтовым. Для обеспечения шунтового режима необходимо, чтобы R₀  0.

При изломе или изъятии рельса нарушается целостность электрической цепи и путевое реле отпускает якорь. Таким образом РЦ контролирует исправность рельсовых нитей. Режим, в котором работает РЦ в этом случае, носит название контрольного.

РЦ служат не только для контроля свободности участка пути или целостности рельсовых нитей, но также для передачи на локомотив информации о показании расположенного впереди сигнала. Надежная передача этой информации возможна только в том случае, когда при вступлении поезда на РЦ ток локомотивной сигнализации I_лок, от которого работают локомотивные устройства, будет не менее определенной нормированной величины. Данный режим работы РЦ называется режимом АЛС (автоматической локомотивной сигнализации).

Сложность выполнения всех режимов заключается в том, что рельсовая линия работает в очень тяжелых условиях, прежде всего, вследствие низкого сопротивления изоляции между рельсами. Такое сопротивление в теории рельсовых цепей называется сопротивлением изоляции (балласта) r_и, имеет активный характер и может изменяться в широких пределах в зависимости от многих факторов:

– материала балласта и шпал;

– чистоты балластного слоя;

– состояние шпал (степень износа);

– температуры и влажности окружающей среды.

Сопротивление изоляции, отнесенное к одному километру рельсовой линии, называется удельным сопротивлением изоляции и измеряется в Ом∙км. На железных дорогах России минимальное значение сопротивления изоляции нормируется и равно 1 Ом∙км.При более низком сопротивлении необходимо проводить мероприятия, направленные на повышение сопротивления изоляции между рельсами:

---

– очистка или замена балластного слоя;

– замена гнилых и потрескавшихся шпал;

– правильная подрезка балласта (создание зазора 30 мм между подошвой рельса и поверхностью балластного слоя);

– устройство дренажей или водоотводов.

Сопротивление рельсов также изменяется: понижается зимой и повышается летом. Под электрическим сопротивлением рельсов всегда понимается сопротивление рельсовой петли (обеих рельсовых нитей), состоящее из сопротивления собственно рельсов и рельсовых стыковых соединителей. Сопротивление рельсов, отнесенное к 1 км пути, называется удельным и измеряется в Ом/км.

Сопротивление рельсов постоянному току является активным и изменяется от 0,1 до 0,6 Ом/км в зависимости от температуры и типа рельсовых соединителей.

Для переменного тока сопротивление рельсов носит комплексный характер и состоит из активной и индуктивной составляющих, поэтому сопротивление рельсов в значительной степени зависит от частоты сигнального тока.

Для частоты сигнального тока 50 Гц удельное сопротивление рельсов при медных стыковых соединителях принимается Z_р = 0,8 e ^j65 Ом/км.

Удельные сопротивления изоляции и рельсов называются первичными параметрами рельсовой линии. Произвольное изменение этих параметров не должно влиять на устойчивость работы РЦ в различных режимах, поэтому расчет и исследование каждого режима должны проводиться для самых неблагоприятных сочетаний первичных параметров. Учитывая, что напряжение источника питания также может изменяться в каких-то пределах, наиболее тяжелые условия для всех режимов рельсовых цепей приведены в табл.1.1.
Таблица 1.1

Условия работы рельсовых цепей

Режим	Сопротивление рельсов	Сопротивление изоляции	Напряжение источника
Нормальный	Максимальное	Минимальное	Минимальное
Шунтовой	Минимальное	Максимальное	Максимальное
Контрольный	Минимальное	Критическое	Максимальное
АЛС	Максимальное	Минимальное	Минимальное

---

Критическим называется сопротивление изоляции, при котором в контрольном режиме (излом или изъятие рельса) рельсовая линия имеет наименьшее сопротивление передачи (отношение напряжения на входе рельсовой линии к току в конце рельсовой линии) и, соответственно, через путевое реле протекает наибольший ток. Величина критического значения сопротивления изоляции для каждой рельсовой цепи рассчитывается или определяется опытным путем.
Исследование нормального режима работы рельсовой цепи
В нормальном режиме РЦ [2] регулируется так, чтобы при неблагоприятных условиях ток и напряжение на обмотке путевого реле были равны току и напряжению полного подъема (с 10 % запасом). При увеличении сопротивления изоляции эти величины будут расти.

Зависимость напряжения или тока на обмотке путевого реле от сопротивления изоляции называется регулировочной характеристикой рельсовой цепи. Для РЦ любого вида и длины при минимальном значении сопротивления изоляции ток и напряжение на реле равны току и напряжению полного подъема. При увеличении сопротивления балласта ток реле увеличивается вследствие уменьшения тока утечки и стремится к току перегрузки I_пер при r_и = ∞.

При увеличении длины РЦ увеличивается сопротивление передачи и напряжение питания, следовательно, увеличивается ток перегрузки.

Регулировочные характеристики для РЦ различной длины представлены на рис.1.2.



Рис.1.2. Регулировочные характеристики РЦ

различной длины
Для устойчивой работы РЦ в нормальном, шунтовом и контрольном режимах напряжение на путевом реле при регулировке РЦ должно устанавливаться в соответствии с регулировочной характеристикой (рис.1.3).



Рис.1.3. Регулировка рельсовой цепи
Если, например, при r_и1 > r_{и min} на реле будет установлено напряжение U_пп, то при снижении сопротивления изоляции r_и < r_и1 путевое реле отпустит якорь при свободной рельсовой цепи (пунктирная линия 1 на рис. 1.3). Если на реле установлено более высокое напряжение, чем требует регулировочная характеристика, то при увеличении сопротивления изоляции

---