Рельсовая цепь с устройством для ограничения потенциалов рельсов

 

Изобретение относится к электроснабжению рельсового транспорта на постоян . ном токе и может быть использовано в контактной электровозной откатке угольных шахт, опасных по газу и пыли. Цель изобретения - повышение надежности. Цепь содержит отсасывающий кабель 1, соединенный перемычками с рельсами. Перемычки 2-4 связывают кабель с рельсами напрямую, перемычки 5 и 6 - через вентильные блоки 7, регулируемые источники 8 тока , включенные согласно с преобразователем 9 тяговой подстанции в рассечки участков кабеля 1, датчики 10 и 11 тока, включенные в рассечку участков кабеля 1, Каждый источник 8 подключен своими управляющими входами к выходам датчиков 10 и 11 и включает в себя инверторновыпрямительный блок 13 Благодаря регулированию выходной сигнал блока 14 управления формирует выходной сигнал в виде сигнала рассогласования между суммой сигналов датчиков тока и выходным сигналом датчика 12 напряжения. Благодаря этому ток нагрузки отсасывается в кабель 1, а потенциалы рельсов относительно земли поддерживаются практически равными нулю. 1 ил

союз советских

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С КИХ

РЕСПУБЛИК (я>s В 60 М5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4425525/11 (22) 18.05.88 (46) 30,06.91. Бюл. hh 24 (71) Днепропетровский горный институт им.

Артема (72) А,С.Головченко, А.Б.Иванов и И.А.Кириллов (53) 621.332.23 (088Я) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1572853, кл. В 60 М 5/02, 1 988. (54) РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ С УСТРОЙСТВОМ

ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ

РЕЛЬСОВ (57) Изобретение относится к электроснабжению рельсового транспорта на постоян.ном токе и может быть использовано в контактной электровозной откатке угольных шахт, опасных по газу и пыли. Цель изобре- тения —. повышение надежности. Цепь содержит отсасывающий кабель 1, „„. Ж„„1659254 А1 соединенный перемычками с рельсами. Перемычки 2-4 связывают кабель с рельсами напрямую, перемычки 5 и 6 — через вентильные блоки 7, регулируемые источники 8 тока, включенные согласно с преобразователем 9 тяговой подстанции в рассечки участков кабеля 1, датчики 10 и 11 тока, включенные в рассечку,участков кабеля 1. Каждый источник 8 подключен своими управляющими входами к выходам датчиков 10 и 11 и включает в себя инверторновыпрямительный блок 13. Благодаря регулированию выходной сигнал блока 14 управления формирует выходной сигнал в виде сигнала рассогласования между суммой сигналов датчиков тока и выходным сигналом датчика 12 напряжения. Благодаря этому ток нагрузки "отсасывается" в кабель

1, а потенциалы рельсов относительно земли поддерживаются практически равными нулю. 1 ил.

1659254

Изобретение относится к электроснабжению рельсового транспорта на постоянном токе и может быть использовано в контактной электровозной откачке угольных шахт, опасных по газу и пыли.

Цель изобретения — повышение надежности.

На чертеже приведена схема предлагаемой рельсовой цепи с устройством для orраничения потенциалов рельсов, Рельсовая цепь с устройством для огра ничения потенциалов рельсов содержит отсасывающий кабель 1 с рассечками. Каждый участок отсасывающего кабеля 1 соединен с рельсами перемычками. Перемычки 2-4 связывают участки кабеля 1 с рельсами напрямую, перемычки 5, 6-через вентильные блоки 7. Регулируемые источники 8 посто янного тока включены согласно с преобра зователем 9 тяговой подстанции в рассечки участков кабеля 1. Первый и второй датчики

10 и 11 тока, датчик 12 напряжения, инвер торно-выпрямительный блок 13, блок 14 управления образуют одну силовую управляющую fpynny. Аналогично образованы вторая и т.д. силовые управляющие группы, причем первый и второй датчики 10 и 11 тока каждой силовой управляющей группы включены последовательно с отсасывающим кабелем 1 до и после, соответственно, перемычек с вентильными блоками

7, датчик 12 напряжения входами подклю,чен к выходу регулируемого источника 8 то,ка, выходы датчиков 10 и 11 подключены к соответствующим входам блока 14 управле,ния, выход блока 14 управления подключен

ix управляющему входу регулируемого источника 8 тока.

Таким образом, каждый из регулируемых источников 8 тока представляет собой регулируемый инверторно-выпрямительный блок 13, силовой вход которого включен между контактной сетью и положительным полюсом своей выходной цепи. Полярность вентильных блоков 7 выбрана такой, чтобы ток тяговой нагрузки 15 мог протекать через эти вентильные блоки в направлении от рельсов к отсасывающему кабелю 1, Перемычки распределены вдоль рельсовой сети равномерно, а длины участков отсасывающего кабеля 1 выбраны практически одинаковыми. Источники 8 тока, соединенные с их входами датчики 10, 11 тока размещены вблизи перемычек с вентильными блоками

7, поэтому регулируемые источники 8 тока могут быть конструктивно выполнены в едином блоке с датчиками 10, 11 и вентильными блоками 7. Датчик 11 включен между положительным полюсом управляемого источника 8 тока и катодным выходом рических цепях можно записать

05 — 2

010 = К10 5-2 = К10 и 011 = К11 13-5 =

R5 — 2

03 — 5

35 где К10, К11 — коэффициенты передачи соответствующих датчиков тока, К5-г, Я3-5 — электрические сопротивления участков отсасывающего кабеля 1 между точками подключения перемычек соответственно 5-2 и 3-5;

U5-2, U3-5 — падения напряжения на указанных участках кабеля, Учитывая, что отсасывающие пункты распределены вдоль рельсовой сети равномерно, при одинаковой чувствительности датчиков тока получим

010+ 011 =,— Оз-г. (2)

Кт где Оз-г=Оз-5+ 05-2 — падение напряжения в

50 кабеле между точками подключения перемычек 3 и 2 (между основными отсасывающими пунктами), Таким образом, сумма выходных сигнаnos двух датчиков тока пропорциональна падению напряжения на участке кабеля 1 между соответствующими основными отсасывающими пунктами. Два датчика тока необходимы для работы блока 14 в связи с тем, 10

30 вентильного блока 7. В качестве датчиков

10, 11 тока могут быть использованы шунты, . а в качестве датчиков 12 напряжения — делители напряжения, подключенные к выходу соответствующего источника тока.

Рельсовая цепь работает следующим образом.

При расположении тяговой нагрузки 15 в конце рельсового пути, например, вблизи перемычки 4, некоторая часть тока нагрузки протекает в отсасывающем кабеле 1 и создает поэтому на выходах датчиков 10, 11 тока сигналы, пропорциональные падениям напряжения на соответствующих участках отсасывающего кабеля 1. Эти сигналы поступают на входы блоков 14 управления.

Блок 14 управления формирует на своем выходе управляющий сигнал в виде сигнала рассогласования между суммой выходных сигналов соответствующей пары датчиков тока, например сигналов U10 и 011датчиков

10 и 11 и выходным сигналом датчика 12 напряжения источника U12. Связь между указанными сигналами математически можно выразить так:

U14 = К14 ((010+ 011) 012) (1) где К14 — коэффициент передачи блока 14 (коэффициент пропорциональности).

В соответствии со свойствами датчика тока и известными соотношениями в элект1659254

Составитель Н. Кецарис

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Т, Палий

Редактор М. Товтин

Заказ 1809 Тираж 283 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 что в общем случае (при протекании тока и через вентильный блок 7) токи в цепях этих датчиков неодинаковы, и, следовательно, 05-2 + U3-5.

В результате указанного регулирования выходное напряжение первого источника 8 становится практически равным падению напряжения в отсасывающем кабеле 1 между точками его соединения с рельсами перемычками 2 и 3, а выходное напряжение второго источника 8 — падению напряжения между точками соединения с рельсами перемычками 3 и 4. Благодаря этому практически весь ток нагрузки "отсасывается" в отсасывающий кабель 1, а потенциалы рельсов относительно земли автоматически поддерживаются практически равными нулю.

Указанное регулирование выходного напряжения.источников 8 позволяет непрерывно и практически полностью компенсировать падение напряжения в отсасывающем кабеле 1, что по своему -действию равносильно поддержанию практически нулевого сопротивления отсасывающего кабеля, При расположении тяговой нагрузки 15 вблизи перемычки 3, устройство работает аналогично, с тем лишь отличием, что напряжение на выходе соответствующего источника 8 и токи на участках включения датчиков 10 и 11 источника 8 равны нулю.

При расположении тяговой нагрузки 15 вблизи перемычки с вентильным блоком 7, значительная часть тока нагрузки отсасывается через вентильный блок 7, благодаря чему существенно уменьшаются токи и падения напряжения в рельсовой сети. следовательно, потенциалы рельсов и блуждающие токи. При этом потенциалы рельсов в перемычках 2,3,4 также выравниваются между собой и поддерживаются поэтому достаточно малыми по величине (зти потенциалы отрицательны по знаку из-за незначительных блуждающих токов), а потенциалы рельсов в других местах, включая место расположения нагрузки, не превышают по величине падение напряжения в отсасывающем кабеле 1 на участке между точками его соединения с рельсами через

5 перемычки 6 с вентильным блоком 7 и перемычку 3. Аналогично происходит ограничение потенциалов рельсов при расположении тяговой нагрузки в любом другом месте рельсовой сети и при любом

10 количестве нагрузок.

Формула изобретения

Рельсовая цепь с устройством для ограничения потенциалов рельсов, содержащее рельсы, отсасывающий кабель, соединен15 ный перемычками с рельсами через вентильные блоки, включенные анодами к рельсам, регулируемые источники тока, включенные согласно с преобразователем тяговой подстанции и в рассечку отсасыва20 ющего кабеля. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения надежности, она снабжена силовыми управляющими группами по числу источников тока, а каждая группа включает в себя первый и второй датчики

25 тока, датчик напряжения, блок управления, причем первый и второй датчики тока включены последовательно с отсасывающим кабелем до и после соответственно перемычки с вентильным блоком, датчик на30 пряжения входами подключен к выходу регулируемого источника тока. выходы датчиков подключены к входам блока управления, выход блока управления подключен к управляющему входу регулируемого ис35 точника тока, а также дополнительными перемычками, соединяющими рельсы с отсасывающим кабелем напрямую, регулируемые источники тока включены последовательно с участками кабеля, 40 образованными соседними перемычками, дальние от подстанции концы указанных участков соединены с рельсами дополнительными перемычками, а ближние концы— перемычками с вентильными блоками.