Способ определения токов в рельсовой линии

ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ ГИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им, С,М.Кирова (72 А.А.Рогатнев, А,С,Капуста, Г.М.Кустов, В.К.Жучков, П.П.Золочевский, А,Б.Бойник, Е.А.Луковнева, Ю, В, Гордиенко и Н. В,Оспищев(56) Авторское свидетельство СССР В 590171, кл. В 61 1 25/06, 1975.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКОВ В РЕЛЪСОВОЙ ЛИНИИ(57) Изобретение относится к:технике электрических измерений и касается измерений . .токов, протекающих в электрических рельсовых цепях железнодорожных участков, электрифицированных переменным током. Изобретение относится к технике электрических измерений,. а именно к способам :измерения токов, протекающих в электрических рельсовых цепях железнодорожных участков электрифицированных переменным током; тягового тока, его асимметрии в рел(ьсах и сигнального тока.Известны способы измерения величины и асимметрии тягового тока. заключающиесяв том, что токоизмерительными клещами измеряют поочередно токи в перемычках, идущих от дроссель-трансформатора к рельсам, после чего сложением измеритель-.ных величин определяют полную величину тягового тока в рельсах. а их вычитанием - асимметрию тягового тока,Недостатками этого способа являютсянизкая точность измерений и ограниченСогласно предлагаемому способу формируют встречно направленные измерительные токи, пропорциональные токам, протекающим в рельсах, посредством образования магнитной связи, суммируют измерительные токи, изменяют электромагнитную связь и непрерывно определяют величину суммарного тока, фиксируют ее минимальное значение и по нему судят о величине тока автоматической локомотивной сигнализации, затем фиксируют максимальное значение суммарного тока, сравнивают его с минимальным и по рассогласованию судят о величине тока асимметрии, затем формируют согласно направленные измерительные токи, суммируют их, непрерывно изменяют электромагнитную связь и фиксируют минимальную величину суммарного тока, по которой судят о величине тягового тока в рельсах. 4 ил. С: ность его функциональных возможностей, Он не пригоден для измерения тока автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), протекающего в тех же проводниках одновременно с тяговым током, а погрешность измерения тягового тока равна удвоенному значению величины токаАЛС.Для измерения тока автоматической локомотивной сигнализации используют способ, заключающийся в том, что к выводам -вторичной обмотки дроссель-трансформатора подключают измерительный прибор и считывают его показания.Недостатком этого способа является то, что измеряемый прибором ток представляет собой сумму двух величин: тока АЛС и асимметрии тягового тока. Величина асимметрии тягового тока в данном способе не5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 Наиболее близким к предлагаемому является способ, для реализации которого используется устройство для проверки локомотивной сигнализации, содержащем блок кодирования, подключенный через переключатель изменения направления тока к шлейфу, индуктивно связанный с ним приемник, симметрирующий трансформатор с переключателями в.цепях первичной и вторичной обмоток, подключенным первичной обмоткой к приемным элементам, а вторичной - к измерительному прибору. измеряется и вносит в результаты измере-ний неконтролируемую погрешность, которая не может быть оценена дажеприближенно,Известен также способизмерения токаавтоматической локомотивной сигнализации, заключающийся в том, что в магнитномполе проводников с током размещают приемные катушки, в которых под действиемпеременного магнитного поля наводитсяЭДС, соединяют приемные катушки с измерительным прибором и считывают его показания, Приемные катушки соединяют сизмерительным прибором через фильтр.,выпрямитель и усилитель,Так как фильтр не способен обеспечитьполное подавление ЭДС, создаваемой вприемных катушках тяговым током, то этотспособ не обеспечивает высокой точностиизмерений. Указанный способ реализованпри измерении тока АЛС с локомотива.Нахождение измерительного прибора налокомотиве исключает возможность использования результатов измерений дляточной регулировки рельсовой цепи, так какза время, необходимое для доставки результатов, измерений к регулировщику, составляющее от нескольких часов до несколькихсуток, сопротивление балласта, а с ним ивеличина тока АЛС в рельсовой цепи можетизмениться, Кроме того, отсутствие возможности контроля величины регулируемого тока АЛС не позволяет осуществить точнуюрегулировку рельсовой цепи. Недостаткомрассмотренного способа измерения является также его функциональная ограниченность, не позволяющая одним и тем жеспособом измерять ток автоматической локомотивной сигнализации, тяговый ток иасимметрию тягового тока в одних и тех жепроводниках, Отсутствие единого способадля производства указанных измерений вызывает необходимость использования различных способов и различной аппаратурыдля их реализации, вследствие чего возрастает стоимость измерений и увеличиваетсявремя, необходимое для их выполнения,Основной недостаток известного способа - низкая точность измерений,Цель изобретения - повышение точности.Указанная цель достигается тем, что согласно способу формируют встречно направленные измерительные токи, пропорциональные токам, протекающим в рельсах, посредством образования электромагнитной связи, суммируют измерительные токи, изменяют электромагнитную связь и непрерывно определяют величину суммарного тока, фиксируют ее минимальное значение и по нему судят о величине тока автоматической локомотивной сигнализации, затем фиксируют максимальное значение суммарного тока, сравнивают его с минимальным и по рассогласованию судят о величине тока асимметрии, затем формируют согласно направленным измерительные токи, суммируют их, непрерывно изменяют электромагнитную связь и фиксируют минимальную величину суммарного тока, по которой судят о величине тягового тока в рельсах.На фиг,1 показана принципиальная схема устройства для проведения измеренийпредлагаемым способом, на фиг,2 - принцип соединения приемных катушек с измерительным прибором при измерении токаавтоматической локомоти вной сигналйзации и величины асимметрии тягового тока; на фиг,3 - принцип соедиКения приемныхкатушек с измерительным прибором при измерении величины тягового тока; на фиг.4 - расположение приемных катушек при проведении измерений предлагаемым способом.Приемные катушки 1 и 2 включены последовательно и соединены с измерительным прибором 3. При необходимости прибор 3 может быть снабжен усилителем для повышения его чувствительности, С помощью переключателя 4 катушки включаютсявстречно-последовательно (для измерения тока автоматической локомотивной сигнализации и измерения асимметрии тягового тока) или согласно-последовательно (для измерения величины тягового тока). Катушки 1 и 2 размещены на ферромагнитных сердечниках 5 и 6, закрепленных на изоляционной линейке 7. При производстве измерений линейку 7 устанавливают на шины дроссель-трансформатора 8 и 9 и передвигают ее поперек шин в направлениях, указанных стрелками 10 и 11, На ши.ну 12 дроссель-трансформатора выведена средняя точка его первичной обмотки, переключатель имеет контакты 13-21, При измерении катушки передвигают таким образом, чтобы прямая линия 22 проведенная через,середину отрезка прямой линии 23, соединяющего центры 24 и 25 ферромагнитныхсердечников 5 и 6 катушек 1 и 2, и перпендикулярная плоскости, в которой расположен. участок проводников., на котором 5проводят измерения, всегда находиласьмежду продольными осями 26 и.27 проводников 8 и 9, по которым протекает ток автоматической локомотивной сигнализации,Для измерения тока автоматической локомотивной сигнализации и величины асимметрии тягового тока переключатель 4устанавливают в положение, в котором замкнуты его контакты 13 - 14, 16 - 17, 19 - 20, Приэтом катушки 1. и 2 соединяются встречнопоследовательно, Для измерения величинытягового тока, протекающего по рельсовойцепи, переключатель 4 устанавливают в положение, в котором замкнуты его контакты13 - 15, 16 - 18, 19 - 21. При этом катушки 1 и 2 20соединяются согласно-последовательно.Для получения экстремальных значений измеряемой величины линейку 7передвигают, не отрывая от шин. Приэтом линИя, по которой передвигают катушки, постоянно находится на Одинаковомрасстоянии от плоскости, к которой лежатшины, Величина этого расстояния определяется толщиной линейки 7, Направлениелиний 10 и 11 выбираюттаким, чтобы линия, 30проведенная по этому направлению, находилась в плоскости, пересекающей шины 8и 9.По шинам дроссель-трансформатора 8.и 9 протекают две составляющие тягового 35тока 1 т 1, 1 т 2 и ток автоматической локомотивной сигнализации длс По шине 12 протекает полный тяговый ток 1 т=1 Т 1+1 Т 2.Переменные магнитные поля токов,протекающих по шинам 8 и 9, наводят в 40катушках 1 и 2 следующие ЭДС: в катушке1: Ет 1 - от тягового тока 1 т 1; Е 1 длс от тока.1 длс; в катушке 2: Ет 2 - от тягового тока 1 т 2:Е 2 длс - от 1 длс ЭДС ЕАлс и Е 2 длс направлены согласно и создают в приборе 3 ток 451 АЛС.Под действием ЭДС Ет 1 и Ет 2, направленных навстречу друу друу, в цепи создаютСя встречные токи т и т 2, Разность этихтоков, соответствующая току асимметрии 50Г / /Ас =1 т 1 - т 2, протекает по измерительномуприбору 3. Направление тока дс зависит отсоотношения величин токов т и 1 т 2,Измерительный прибор 3 измеряет сум/му эффективных значений токов 1 длс и 1 дс; 55которая не зависит от фазовых соотношений между токами и от направлений векторов этих токов.Вводя коэффициенты пропорциональности, учитывающие соотношения между. токами в шинах дроссель-трансформатора и токами в приемных катушках, и умножая на них значения токов, измеренные измери- . тельным прибором 3, получают истинные значения токов в рельсовой цепи. Коэффициенты пропорциональности зависят от параметров катушек и прибора, толщины линейки 7, расстояния между катушками и должны определяться опытным путем. Шкалы прибора 3 могут быть проградуированы в истинных значениях измеряемых токов, что значительно сокращает время, необхо-. димое для производства измерений.Катушки 1 и 2 должны быть удалены одна от другой на расстояние на 3 - ЗОО большее или меньшее, чем расстояние между шинами дроссель-трансформатора 8 и 9, Благодаря такому расположению катушек, при их перемещении в направлениях 10 и 11 происходит усиление магнитной связи катушки 1 с шиной 8 при одновременном ослаблении связи катушки 2 с шиной 9. или наоборот, в результате чего катушку можно перемещать в направлениях 10 и 11 и этим изменять величины наведенных в них ЭДСУ ВЕт 1, Ет 2 и токов 1 т 1, т 2, добиваясь их равенства.Для измерения тока автоматической локомотивной сигнализации,. приемные катушки, закрепленные неподвижно наизоляционной линейке 7 и соединенные встречно-последовательно, двигают в направлениях 10 и 11 до получения минимального значения измеряемой величины, показываемой прибором 3; Минимальное ее значение получают в том случае, когда магнитные потоки, создаваемые в сердечниках катушек составляющими тягового тока 1 т и 1 т 2, создают в катушках равные по величине ЭДС, которые благодаря встречному включению катушек гасят друг друга. В этом случае прибор 8 отстраивается от тока асимметрии и ток 1 дс в нем равен нулю. Ток в приборе 3 создастся ЭДС; наведенной в катушках 1 и 2 током автоматической локомотивной сигнализации,Если шкала прибора проградуирована в истинных значениях тока, протекающего по шинам 8 и 9, то, считывая показание прибора, получают величину тока автоматической локомотивйой сигнализации, протекающего, ,по рельсовой цепи, =Для измерения величины асимметриитягового тока катушки 1 и 2, закрепленные на линейке 7 и соединенные встречно-последовательно, сначала передвигают в направлениях 10 и 11 до получения максимального значения измеряемой величины, кторое получают в .том случае, когда разность ЭДС Ет 1 и Ет 2, наведенных в катушках составляющими тягового тока 1 т,ту, а , соответственно и разность токов 1 т 1 и 1 тг достигает значения, максимально возможного при заданных катушках, их сердечниках, расстоянии между ними и толщине линейки 7. При этом по измерительному прибору 3 протекает наведенный токф . г ф Ф1 ма =1 дс+1 длс =(1 т -1 тг)+ 1 длс,т,е. сумма тока асимметрии тягового тока и тока автоматической локомотивной сигнализации,После считывания показаний измерительного прибора 3 закрепленные йа линейке 7 катушки вновь передвигаютв направлениях 10 и 11 до получения мини-.мального значения измеряемой величины, которое получают при компенсации ЭДС Ет 1 и Етг. По измерительному прибору в этом случае протекает ток 1 мин=Цлс, После считывания показаний измерительного прибора из максимального измеренного значения тока вычитают минимальное и получают величину асимметрии тягового тока/макс 1 мун= (т 1 тг)+1 длс) 1 Алс = - Ь -1 тг =1 дс.Для измерения величины тягового тока, протекающего по рельсовой цепи, катушки, закрепленные на линейке 7 и соединенные согласно-последовательно передвигают в направлениях 10 и 11 до получения минимального значения измеряемОй величины. При этом добиваются равенства ЭДС- 1 гдлс в этом случае оавен нчлю и по прибору5 3 протекает лишь ток 1 т, вызванный суммойЭДС Ет и Етг. Если прибор проградуирован в истинных значениях тягового тока, то,считывая его показания, получают величинусуммарного тяговосо тока, протекающего10 по обоим рельсам рельсовой цепи,Ф о р мул а и зоб рете н и яСпособ определения токов в рельсовойлинии,.заключающийся в том, что формиру-ют встречно направленные измерительные15 токи, пропорциональные токам, протекающих в рельсах, посредством образованияэлектромагнитной связи и определяют токлокомотивной сигнализации, ток асимметрииитяговыйток,.отличающийся тем,20 что, с целью повышения точности, суммируют измерительные токи, изменяют электро. магнйтную связь и непрерывно определяют" величину суммарного тока, фиксируют ееминимальное значение и по нему судят о25 величине тока автоматической локомотивной сигнализации, затем фиксируют макси- .мальное значение суммарного тока,сравнивают его с минимальным и по рассогласованию судят о величине тока30 асимметрии, затем формируют согласнонаправленные измерительные токи,суммируют их, непрерывно изменяют электромагнитную связь и фиксируют мини-.мальную величину суммарного тока, по35 которой судят о величине тягового тока врельсах.1747303 Составитель А,КапустаТехред М.Моргентал Редактор Л Коррект нская чаков оизводственно-издательский комбинат " ент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2464 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5