3. Задачи и методика расчета рельсовой цепи.

Задачей расчета рельсовой цепи является определение параметров источника питания и проверка выполнения всех режимов работы данной рельсовой цепи. К параметрам источника питания относятся: напряжение питания РЦ, ток и мощность, потребляемые рельсовой цепью.

Для нормального режима.

Целью расчета будет являться определение напряжения, тока и мощности источника питания, проверка работоспособности РЦ при выбранном напряжении по критерию перегрузки приемника и выполнении нормального режима.

Зная, что напряжение сети нестабильно, следует рассчитать номинальное напряжение питания РЦ:

U_н = K_{нс min} ∙ U_min (7)

Где K_{нс min} – коэффициент нестабильности источника питания, (для преобразователей ПЧ50/25 - Kнс min=1.025). По справочным данным нужно выбрать ближайшее большее фактическое напряжение U_ф.

По фактическому напряжению определяется фактический потребляемый ток:

I_ф = U_ф / U_min ∙ I_min (8)

Фактическая потребляемая мощность определяется о формуле:

S_ф = U_ф ∙ I_ф (9)

Учитывая полученные значения фактического тока и мощности, по справочным данным проверяем соответствие с данными выбранного источника питания по допустимой мощности и току.

Допустимый коэффициент перегрузки можно определить по формуле:

K_пердоп = (10)

где Uпер.доп – допустимое напряжение перегрузки реле (для ИМВШ-110 оно равно 12 В. по справочнику),

Kпер.доп - допустимый коэффициент перегрузки реле данного типа,

U_ср – напряжение срабатывания путевого реле (паспортное данное, для ИМВШ-110 равно 3.2 В.).

Фактический коэффициент перегрузки путевого реле определяется с учётом того, что программа "Rels-new" для нормального режима выдаёт минимально допустимые напряжения питания рц при различных сопротивлениях изоляции рл:

K_{пер. ф.} = K_{нс. min} ∙ K_гр ∙ K_нс.max ∙ U^Н_мин1 / U^Н_{мин ∞} (11)

K_{нс. min} – коэффициент нестабильности источника при снижении напряжения сети от номинального значения к минимальному,

K_гр – коэффициент градации источника питания,

K_нс.max – коэффициент нестабильности источника питания при увеличении напряжение сети от номинального значения к максимальному,

U^Н_мин1 – минимально допустимое напряжение питание рельсовой цепи по условию выполнению нормального режима при наименьшим удельном сопротивлении изоляции (r_и = 1 Ом∙км),

U^Н_{мин ∞} - минимально допустимое напряжения питания рельсовой цепи по условию выполнения нормального режима при наибольшем удельном сопротивлении изоляции (r_и = 99 Ом∙км, что практически соответствует бесконечному сопротивлению изоляции).

Для нормального режима необходимо чтоб выполнялось равенство:

K_{пер. ф.} ≤ K_{пред. доп} (12)

Для шунтового режима.

Целью расчета для этого режима будет являться выполнение шунтового режима по критерию абсолютной шунтовой чувствительности или по коэффициенту шунтовой чувствительности.

Напряжение на приемнике при наихудших условиях должно быть не выше напряжения надежного не срабатывания, то есть на входе фильтра, нагруженного на обмотку импульсного реле должно быть не более 4,55 В. (справочные данные).

Исходя из возможностей программы "Rels-new" для проверки выполнения шунтового режима рассчитаем коэффициент шунтовой чувствительности:

, (13)

где U_ДШ – модуль максимально допустимого напряжения питания РЦ по условию выполнения шунтового режима;

U_Ф – фактическое напряжение питания РЦ.

Если К_ш≥1, то шунтовой режим выполняется.

Контрольный режим.

Целью расчета контрольного режима заключается в проверки условия выполнения контрольного режима по критерию чувствительности к повреждению рельса.

Для проверки условия выполнения контрольного режима, рассчитаем коэффициент чувствительности к повреждению рельса:

, (14)

где - модуль максимально допустимого напряжения питания РЦ в контрольном режиме (напряжение питания РЦ, обеспечивающее напряжение на путевом приемнике, равное напряжению надежного несрабатывания, при изломе рельса в наихудшей точке при наихудших условиях).

Для любой рельсовой цепи должно выполняться условие:

К_КП≥1

Режим АЛС.

Целью расчета режима АЛС будет являться определение величины тока I_кл в рельсах в конце РЛ при нахождении там шунта. Для выполнения режима АЛС необходимо чтобы минимально допустимое напряжение на питающем конце ниже или равно фактическому напряжению на питающем конце.

K_л = _{, (15)}

где - модуль напряжения питания РЦ, обеспечивающего нормативный ток АЛС в конце РЛ при наложении нормативного шунта при условиях, наихудших для режима АЛС.

Для выполнения режима АЛС должно соблюдаться условие: